固有成分滤波器的旋转机械故障诊断方法

针对噪声环境下旋转机械微弱复合故障诊断问题,提出了一种强噪声干扰下基于固有成分滤波器(intrinsic component filtering,简称ICF)的旋转机械故障检测和分离方法。ICF通过最小化样本间特征的L1/2范数和样本内特征的L3/2范数来实现样本之间特征的一致性和样本内部特征的稀疏性,并训练出最优滤波器组,是一种无监督多维盲解卷积算法。首先,构建输入信号的Hankel训练矩阵,通过权值矩阵与Hankel矩阵的乘积模拟卷积过程,再利用固有属性滤波器实现特征学习;其次,通过峭度信息选择最优滤波器;最后,根据滤波后的时域波形和包络谱实现故障诊断。仿真和试验信号验证了提出方法的故障诊断性能,研究结果表明,提出的方法无需任何先验经验,可以实现强噪声环境下的微弱故障的分离,同时具备很好的鲁棒性。

敷设粘弹性材料的溜槽的试验模态分析

针对传统溜槽振动和噪声非常大的情况,设计内部自由敷设粘弹性阻尼层的溜槽。应用锤击激励法和LMS test.Lab振动测试系统对内部敷设粘弹性阻尼层的溜槽进行了模态试验,得到了前6阶固有频率、阻尼和振型,经过模态置信准则检验,所测试验模态参数真实有效。通过对试验结果的分析发现溜槽出口处的振动为扭转振动和弯曲振动的叠加,加工时应该加强出口处的强度以减小局部振动。研究结果为敷设粘弹性阻尼层的溜槽的优化设计提供参考。

基于超纯水电解加工的水解离机理研究

介绍了一种以超纯水为电解液的电解加工工艺方法,即超纯水电解加工技术。研究了阳离子交换膜在超纯水中的水解离机理及工作特性,分析其在超纯水电解加工过程中的作用机理,并进行了水解离试验研究。结果表明:电流密度达到了3.7 A/cm2,电场?度约为2 MV/m,已进入微细电解加工去除材料要求范围,为超纯水微细电解加工的应用奠定了基础。

超纯水电解加工机理及工艺基础

In order to develop green manufacturing and microfabrication,an innovative electrochemical machining method was introduced,that is the electrochemical machining(ECM)technology in ultra-pure water.The relative relationship of water dissociation and current density under the function of strong acid cation exchange membrane was studied,and the mechanism of electrochemical machining in ultra-pure water was also explored.On the basis of theoretical analysis,the significance of two turning points of the voltage-current density characteristic curve was presented.As the result of water dissociation and machining experiments,the factors affecting current density were determined.

EMD-CSF在滚动轴承早期微弱故障诊断中应用

滚动轴承早期故障信息微弱并且夹杂大量背景噪声,故障特征难以识别,为增强传统轴承故障诊断算法的噪声适应性、智能性和鲁棒性,提出一种将经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)和卷积稀疏滤波(Convolutional sparse filtering,CSF)相结合的故障诊断模型。首先对振动信号进行EMD处理,选取峭度值较大的前几阶固有模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF)进行重构,然后将重构信号进行稀疏特征学习,最后通过分析时域波形和Hilbert包络谱的特征频率及其谐波判别轴承的故障信息。通过滚动轴承的仿真数据与实测试验数据,证明了采用所提方法能够更好识别轴承故障特征,具有更强的抗噪性。

超声辅助纯水微细电解加工

基于离子状态去除材料的加工机理及其加工后工件表面的优异特性,电解加工在微细、精密,甚至是纳米加工中都存在很大的发展潜力.针对绿色制造和微细加工的需求,提出以纯水为电解液的微细电解加工工艺方法,采用阳离子交换膜促进纯水解离,提高电解加工过程中电流密度;并利用超声辅助电解液产生振动冲击及"负压空化"效应来消除附着在工件表面的钝化膜,解决加工过程中电解产物排出问题,不仅提高了材料去除率,更保证了加工过程的稳定性.

超纯水微细电解加工的可行性研究

针对绿色制造和微细加工的需求,对一种新型微细电解加工方法——超纯水微细电解加工进行了基础研究.在试验原理的基础上,研制了试验装置,研究了阳离子交换膜促进超纯水水解离的机理及其提高电解加工过程中电流密度的因素,并通过工艺试验在不锈钢薄片上加工出微小孔,从而论证了超纯水微细电解加工的可行性.

往复制冷压缩机气缸内流场特性分析研究

往复制冷压缩机其空间封闭,内部零部件数量较多,分布复杂,结构紧凑,因此,现实中通过试验方法很难获得气缸内流场特性.CFD软件是利用计算机和数值方法对流体力学问题进行数值计算模拟很好的工具,可以通过动网格设置,阀门EVENTS事件设置,实现往复压缩机4个工作过程连续瞬态模拟.最终获得压缩机气缸内部流体的流动状态变化、气缸内流体压力脉动值随曲柄转角的变化.为进一步研究因压力脉动、速度脉动引起的压缩机吸排气噪声提供了理论依据.

基于超纯水电化学加工的扫描直写技术

为了充分发挥电化学加工以离子状态去除材料的加工机理,实现其在微细、精密,甚至是纳米加工领域中的应用,针对绿色制造和微细加工的需求,提出以超纯水为电解液的微细电化学加工方法.采用阳离子交换膜促进超纯水解离,提高电化学加工过程中电流密度;利用微探针作为工具电极,通过数控机床控制运动轨迹保持与阳极表面的间距恒定,以不同路径横向扫描工件,即可在工件阳极表面加工出2D/3D几何结构.并通过试验加工字母"PW-ECM",验证了超纯水作为电解液进行电化学扫描直写加工技术的可行性.

一种新的微细精密航空制造技术—纯水微细电解加工的工艺研究(英文)

为了寻求航空精密微细制造新技术并实现绿色制造和精密微细制造,对一种新型微细电解加工方法——纯水微细电解加工进行了研究。基于水解离机理,在新研制的试验装置上,采用不同的试验条件,进行了一系列工艺试验,探索并揭示了实现纯水微细电解加工的必要工艺条件和工艺规律,加工了圆孔和字母"PW-ECM";还研究了超声振动—纯水电解复合加工新方法,进而在不锈钢薄片上加工出三角、方形盲孔、三角通孔;试验研究结果证明了纯水微细电解加工的可行性。

空化作用下多路阀阀芯振动响应分析

多路阀阀芯的振动会大大降低阀芯的使用寿命。针对此问题,以多路阀阀芯为研究对象,结合阀芯空化原理及振动理论基础,建立阀芯振动响应数学模型;运用ICEM对阀芯进行网格划分,在激励力为0. 48 N的边界条件下,导入ANSYS进行阀芯振动响应计算;通过振动响应模拟实验研究,得到阀芯振动响应图。与仿真计算结果进行分析对比,可知阀芯在空化作用下产生的切向振动响应高于轴向振动。由于实验过程中非线性振动响应的影响,导致了振动响应幅值产生了误差,在后续阀芯振动的深入研究时,需要综合考虑各方面的影响因素。

基于声波法的天然气管道泄漏检测与定位系统研究

天然气因清洁、安全、经济,渐渐成为主流能源。但是人为与非人为因素导致的泄漏事故时有发生。为提高天然气管道运输安全,采用多软件联合仿真并结合实验研究的方法,探究一条低成本检测与定位天然气管道泄漏的新途径。声源仿真基于气动声学中偶极子与四极子声源理论,信号处理基于小波变换理论,泄漏检测与定位基于时延定位法。在仿真实验的基础上,搭建实验台,通过仿真与实验相结合,验证此方法的可行性。结果表明,运用多软件联合仿真声源数据的方法,捕捉定位泄漏声源,研究管道安全问题,可以减少实验次数,提高检测效率,为后期实际工程应用提供理论依据。

输气管道泄漏流场特性分析

输气管道泄漏流场特性对输气管道泄漏检测与定位研究具有重要的意义。根据实际流速和管内压力,建立了圆口泄漏和缝隙泄漏的计算流体动力学模型。在此基础上,研究了不同泄露口的泄漏速率与管内压力的关系以及泄露口形状对泄漏口附近流场的影响,并进行了实验验证。结果表明:泄漏速率和管内压力呈线性关系,圆形泄漏口的口径越大,泄漏速率越高;而矩形泄漏口的泄漏速率明显高于圆形泄漏口,泄漏口方位对泄漏速率的影响不大;在泄漏口附近压力和速度梯度均比较大,但泄漏口对管内气流的影响范围比较小;仿真结果与实验结果具有良好的一致性,说明基于计算流体动力学模型的方法研究气体管道泄漏流场特性是可行的。

大型风力机气动噪声仿真与分析

以2 MW风力机为研究对象,用Pro/E进行三维建模,用Fluent对其流场和声场进行仿真分析。采用大涡模拟(LES)模型求解风力机流场非定常流动,获得流场漩涡强度和流线,采用FW-H声学模型计算气动噪声。结果表明,由叶根至叶尖漩涡强度和声压脉动逐渐加强,在叶尖区域达到最大值,叶尖区域是风力机噪声主要来源,叶片背风面漩涡强度和声压脉动比迎风面高,导致距风力机相同距离的背风面合成声压级高于迎风面,塔影效应是风力机气动噪声重要组成部分,气动噪声主要是中低频噪声。

气体管道泄漏声源特性研究

气体管道泄漏声源的特性决定了声波法气体管道泄漏检测的精度和适应性。为探究气体管道泄漏声源的特性,建立了气体管道泄漏的物理模型,研究了相应的声波产生机理。分析了不同泄漏口径、不同管道压力下的泄漏声源特性并与实验结果进行了对比。结果表明:气体管道泄漏产生的声源以四极子声源为主,泄漏声波能量主要集中在50 Hz以下,声压级均值随管道内压和泄漏口径的增大而增大。仿真结果与实验结果对比表明,基于该仿真方法对输气管道泄漏的声源特性分析是可行的。

冰箱压缩机吸气消声器声学特性分析

采用在压缩机吸气端设置消声器的方法降低冰箱在运行过程中制冷压缩机所产生的噪声。采用Creo 3.0对压缩机吸气消声器进行三维建模,使用CATIA划分网格,运用LMS.Virtual.Lab对内腔无导流管的消声器进行声学传递损失计算。针对无导流管的消声器在压缩机主要噪声频段消声效果不稳定的特征,设计内腔方形导流管、内腔圆形导流管两种消声器,与无导流管消声器进行对比,发现导流管可以提高消声器的消声性能,而导流管的形状也影响消声器的消声性能,圆形导流管比方形导流管有更好的降噪效果。最后通过压缩机整体噪声测试实验,验证上述不同结构消声器在压缩机稳定工况时降噪的对比效果,得出圆形导流管消声器对于整机辐射噪声消声效果好的结论。

某型往复式制冷压缩机吸/排气噪声源在自由场中的辐射特性研究

往复式制冷压缩机在制冷冰箱领域广泛应用,是产生噪声的源头。为了研究往复式压缩机的噪声特性,首先通过对工作过程中的吸/排气流场特性进行了数值模拟,将流场声源信息导入声学软件LMS Virtual.Lab中,基于喷射噪声理论对壁面压力脉动引起的偶极子声源和湍流四极子声源在排气过程中的变化规律及辐射特性进行研究,最后得到压缩机吸/排气噪声辐射指向性。为实现低噪声制冷压缩机的研制提供了理论依据。

往复压缩机吸气阀通道内流场数值模拟研究

往复压缩机的效率首先取决于气阀,气体的非稳态流动是引起阀片的非正常运动(颤振、关闭延时)原因,也是气体流动损失的主要原因。利用标准k-ε模型对吸气阀口形状及进出口通流面积之比进行了流场数值模拟,结果表明,随着吸气阀口的倾斜角度增大,气阀通道出口两侧的涡旋区域越大,造成流体的压力损失也就越大,另外还研究发现吸气阀的进出口通流面积之比值越小,流体的压力损失越小。最后通过试验验证了仿真的正确性。

泡沫铝复合板低频吸声性能实验分析与研究

泡沫铝是一种新型的吸声材料,在中高频具有良好的吸声效果,研究采用泡沫铝复合板来提高其低频吸声性能。研究表明,泡沫铝复合结构具有较好的低频吸声性能,在500 Hz-1 KHz吸声系数提高较大。通过在材料一侧添加可以背衬进一步提高其吸声系数,在空腔厚度为30 mm时复合板的吸声系数最好,在频率400 Hz附近出现吸声峰值0.82。

泡沫铝复合结构传递损失分析

泡沫铝作为一种新型功能材料,具有吸声、减振的优良性能。将泡沫铝材料与基板组合成复合结构,分析该复合结构的隔声性能,与该复合结构的传递损失计算方法。用数值计算分析不同厚度的泡沫铝对复合结构的传递损失的影响,并进行实验验证。结果表明,双层复合板传递损失的实验值与理论预测吻合性较好,泡沫铝层厚度对复合结构的传递损失影响较大。