Dynamic design of a nonlinear energy sink with NiTiNOL-steel wire ropes based on nonlinear output frequency response functions

A novel vibration isolation device called the nonlinear energy sink(NES)with NiTiNOL-steel wire ropes(NiTi-ST)is applied to a whole-spacecraft system.The NiTi-ST is used to describe the damping of the NES,which is coupled with the modified Bouc-Wen model of hysteresis.The NES with NiTi-ST vibration reduction principle uses the irreversibility of targeted energy transfer(TET)to concentrate the energy locally on the nonlinear oscillator,and then dissipates it through damping in the NES with NiTi-ST.The generalized vibration transmissibility,obtained by the root mean square treatment of the harmonic response of the nonlinear output frequency response functions(NOFRFs),is first used as the evaluation index to analyze the whole-spacecraft system in the future.An optimization analysis of the impact of system responses is performed using different parameters of NES with NiTi-ST based on the transmissibility of NOFRFs.Finally,the effects of vibration suppression by varying the parameters of NiTi-ST are analyzed from the perspective of energy absorption.The results indicate that NES with NiTi-ST can reduce excessive vibration of the whole-spacecraft system,without changing its natural frequency.Moreover,the NES with NiTi-ST can be directly used in practical engineering applications.

Principles of X-Ray Non-Destructive Testing for Steel Wire Ropes in Conveyer Belt

The principles of X-ray Non-destructive testing (NDT) for steel wire ropes buried in conveyer belt is described in the paper. The mathematical model for calculating the effective cross section of wire ropes has been developed. The test data on steel wire rope samples of various types are presented,which have been compared with the National Standard. And this calculation model for the effective cross section is very important to the prediction system for transverse failure of conveyer belt.

多通道钢丝绳的漏磁检测信号融合方法

分析了现有钢丝绳漏磁检测系统中存在的损伤信号幅值较小、前端多个磁敏元件处理方式较为简单等问题,提出了一种钢丝绳漏磁检测系统中的多通道信号融合方法。首先从磁敏元件阵列的角度出发,提出了多种磁敏元件阵列方式;其次从信号处理模拟电路的角度出发,设计了多通道信号融合硬件电路;最后,针对钢丝绳进行了实际测试,验证了此方法的可行性。

面向输电线路铁塔组立施工承力系统安全检测的力传感器设计

现阶段,输电线路铁塔组立工艺在承力系统吊装施工过程中,安全措施主要依赖施工人员的施工经验、人工监测以及视频监控等方式,严重缺乏直观可视的保障手段;在针对施工过程受力检测方案中,缺少适配范围广,安装简便,与现有工艺结合性强的设备。为解决上述问题,在铁塔组立吊装过程中,选择抱杆、钢丝绳和卸扣主要承力部件作为检测对象,检测包括抱杆姿态、钢丝绳张力和姿态、卸扣所受拉力和姿态等数据;与传统串联型力传感器相比,该文在不改变钢丝绳外在结构的情况下,依靠绳索端固定的卸扣实现准确的力感知;针对D型卸扣设计可包覆、可拆卸专用的触感单元支架,然后通过受力分析与仿真,得到施力下的力敏感区域,并将应变片贴置于力敏感区域。最后通过仿真与实验,证明该文设计的力传感器能够实现输电线路铁塔组立施工承力检测。

强噪声与非周期脉冲激励下单稳系统的随机共振及应用

随机共振是噪声背景下非线性系统对微弱特征信号的最优响应,能够对微弱特征信号进行增强。偏置单稳态系统相较于传统的双稳态系统,对非周期脉冲激励具有良好的共振特性。然而,非线性系统的参数影响系统的最优输出,对不同的非周期脉冲激励,系统难以自适应调节。针对上述问题,该研究强噪声与非周期脉冲激励下偏置单稳态自适应随机共振。首先,基于优化算法实现不同非周期脉冲激励下的自适应随机共振。然后,以强噪声背景下钢丝绳漏磁检测信号为应用对象,经偏置单稳态系统自适应随机共振输出后,以峰峰值作为损伤特征演化评价指标,评估不同微弱损伤特征间的差异。同时,应用偏置单稳态自适应随机共振法和自适应移位平均法对强噪声背景下钢丝绳漏磁信号进行对比分析,以峰峰值增益和信噪比增益为指标,结果表明偏置单稳态自适应随机共振法效果优于自适应移位平均法。最后,讨论了噪声强度对单稳态自适应随机共振的影响,发现偏置单稳态自适应随机共振具有较强的抗噪能力。

钢丝绳远程监测系统的设计与实现

针对现有的工业钢丝绳损伤监测系统的局限性,设计并实现了一款基于LabVIEW、Flask和Vue.js的钢丝绳远程智慧监测系统。该系统兼具传感器数据采集、信号处理、可视化展示、远程检测、数据分析等多项功能,以满足钢丝绳检测的全面需求。系统使用LabVIEW进行传感器数据采集和实时处理,Flask用于构建后端服务器以及数据处理,Vue.js负责前端的可视化展示和用户界面,使工程师和操作人员能够远程监测钢丝绳状态并及时作出反应。试验结果表明,采用的综合性系统设计不仅提升了工业生产中钢丝绳的质量控制水平,也大幅提高了远程监测能力,为工程人员提供了全方位的实时监测和管理工具。

矿用钢丝绳双源磁回路结构设计与仿真分析

目前矿用钢丝绳损伤电磁检测方法存在主磁通检测对于局部类损伤检测精度较低,基于漏磁的局部损伤检测的定量精度不高等问题。提出了一种同时检测主磁通和漏磁的矿用钢丝绳双源磁检测方法,结合主磁通与漏磁在局部损伤检测方面的互补性,设计了双源磁检测环形筒状励磁回路和独立分离励磁回路方案。基于有限元仿真验证了2种方案的可行性,确定了以独立分离回路作为磁回路的基本结构。研究了衔铁参数、磁铁参数对磁化效果的影响和磁桥路结构参数对磁场分布的影响。结果表明:(1)磁化幅值与回路数量呈正相关,与衔铁长度呈负相关,高度对磁化效果几乎没有影响。(2)磁化幅值与永磁铁材料牌号、长度和厚度呈正相关,与提离值呈负相关。(3)磁化幅值与磁桥路厚度呈正相关,与空气间隙呈负相关,而提离值对磁化效果影响较小。(4)磁桥的空气间隙对磁桥路内磁通密度分布的影响较大。

不同衰减函数的钢丝绳漏磁信号自适应降噪

讨论了双曲线函数、指数函数、线性函数3种不同衰减函数对钢丝绳漏磁信号降噪效果的影响,对损伤含噪信号进行自适应移位平均降噪,并使用信噪比、互相关系数对降噪效果作了对比分析。结果表明,针对所用的2种漏磁信号,使用双曲线函数的降噪信号信噪比最大可达14.104 1 dB与10.834 9 dB,大于指数函数与线性函数所得的对应信噪比值,且得到的输出曲线平滑,具有更好的降噪效果。同时,随着噪声增大,使用双曲线函数的降噪信号互相关系数更快地接近1,具有更好的动态特性。

Si对缆索钢丝绳用热轧盘条组织和力学性能的影响

利用扫描电镜和能谱(EBSD)仪器对两种不同Si含量的热轧盘条的横截面和纵截面的组织形貌进行观测,并用万能试验机测试热轧盘条的拉伸性能,结果表明:随着Si含量的增加,珠光体转变的过冷度增加,热轧盘条的珠光体团尺寸和珠光体片间距减小。Si元素使Mn元素在渗碳体中偏聚,增加了渗碳体的稳定性,减小了渗碳体片层的球化倾向。Si元素使盘条横、纵截面珠光体的织构强度减弱,珠光体组织更加均匀,取向更加随机。Si元素能大幅度提升热轧盘条和成品钢丝的强度,小幅度提升塑性。低Si盘条的抗拉强度为1134 MPa,均匀伸长率为7.1%;高Si盘条的抗拉强度为1263 MPa,均匀伸长率为7.3%。低Si钢丝的抗拉强度为1937 MPa,均匀伸长率为2.2%;高Si钢丝的抗拉强度为2106 MPa,均匀伸长率为2.3%。

点阵夹芯梁在气动力下的振动控制与能量采集

本文提出了一种带有振动控制与能量采集的多功能点阵夹芯梁(Multifunctional-Lattice Sandwich Beam,M-LSB)结构.首先,在点阵夹芯梁内部安装了镍钛合金型非线性能量阱(Nitinol-Nonlinear Energy Sink,N-NES),以实现振动抑制.其次,在梁上铺设超磁致伸缩薄片(Giant Magnetostrictive Lamina,GML),通过GML的维拉里效应实现能量采集.根据哈密顿原理和牛顿第二定律,建立了气动环境下耦合系统的运动方程.使用龙格-库塔法计算动力学方程得到了有无N-NES时多功能点阵夹芯梁的时域响应,验证了N-NES的振动控制效果和GML的能量采集效率.结果表明,N-NES可以实现高效的振动抑制,GML可以有效地收集气动环境下点阵夹芯梁的振动能量.

引起电梯曳引钢丝绳与曳引轮失效的原因解析

随着我国经济社会的不断发展,城市化进程的不断加快,城市中高层、超高层建筑项目日益增多,规模越来越大,电梯作为高层建筑中缺一不可的交通运输设备,在人们的日常生活和工作中发挥了重要作用,因此,在电梯使用过程中应保证电梯的安全运行性能,规避电梯安全事故风险。

钢丝绳三项强制性国家标准研究

钢丝绳三项重点产品强制性国家标准批准发布。本文介绍了项目来源、编制过程和主要修订内容,分析了预期实施效果。

基于PCB线圈的钢丝绳金属横截面积损失检测方法

钢丝绳金属横截面积损失(Loss of Metallic area)直接影响钢丝绳承载强度等特性,因此其检测及定量分析对于设备安全可靠运行具有重要意义。针对目前主磁通检测中存在的线圈绕制困难、参数确定模糊等问题,基于仿真模型提出一种基于印制电路板(Printed Circuit Board)的分体式线圈结构,分析了线圈匝数、线圈层数、线距等参数对检测信号的影响;建立主磁通检测模型,探究损伤宽度对主磁通检测信号的影响规律,并针对损伤宽度变化造成的信号损失设计补偿方法;最后通过钢丝实验验证金属横截面积定量检测效果,表明该方法定量误差在1%以内,能够有效检测钢丝绳的LMA。

矿井提升机钢丝绳外观缺陷视觉识别技术研究

针对多根钢丝绳检测部署困难、钢丝绳图像采集质量较低、视觉检测法适应性差、准确性不高等问题,提出了一种基于计算机视觉和深度学习的矿井提升机钢丝绳外观缺陷视觉识别方法。首先构建矿井提升机钢丝绳在线监测系统;其次由地面移动巡检平台和井下本安高速相机采集钢丝绳图像,建立钢丝绳图像数据集;然后考虑井下粉尘影响、相机镜头易受污染、光照不均、钢丝绳高光反射等问题,采用基于Retinex算法的图像去噪方法和基于同态滤波的图像去噪方法对钢丝绳图像进行去噪处理,处理结果表明,基于色彩增益加权的多尺度Retinex(AutoMSRCR)算法为较优方案;最后缺陷检测过程以卷积神经网络为基础,构建基于YOLOv5s的缺陷检测模型,为降低人为因素影响、调参工作量,在YOLOv5s中加入Focus结构对其进行优化,并将改进的YOLOv5s模型作为钢丝绳缺陷检测的预训练模型,以进一步降低模型内存占用率,提高模型加载和检测速度。实验结果表明,所提方法对钢丝绳2处断丝的检测误差分别为1.61%,1.35%,对钢丝绳4处磨损的检测误差分别为2.43%,3.44%,2.11%,3.39%。针对淮河能源控股集团顾北煤矿主井提升机原有钢丝绳安全监测系统的检测精度无法满足现场需求的问题,采用所提方法对原系统进行改进,现场应用效果表明,钢丝绳断丝检测准确率由80%提升至96%,损伤定位误差由500 mm降低至300 mm范围内,损伤定位准确率由75%提升至98%,损伤实时检出率由76%提升至90%,尾绳畸变检出率由70%提升至85%。

矿井提升机钢丝绳提升振动抑制技术

针对矿井环境复杂多变导致的钢丝绳提升振动幅度较大问题,研究了矿井提升机钢丝绳振动抑制技术。首先通过分析矿井提升机的运行过程,计算钢丝绳的动能方程和势能方程,从而深入分析了钢丝绳的动力学特性。随后结合矿井的实际特点,设定相应的边界条件,进而推导出钢丝绳的振动控制方程。通过求解该方程,并结合调整抑制参数的方法,实现了对钢丝绳振动控制方程的实时更新,最终达到了抑制钢丝绳振动的目的。实验结果表明,该技术在矿井提升机钢丝绳的纵向振动抑制方面表现较好,其应用后振动幅度降低率普遍超过93%,最高可达98.77%,能够适用于复杂多变的矿井环境。

镀锌钢丝拉拔出成品模单丝温度影响因素分析

钢丝绳生产过程中常出现因捻制断丝导致产品合格率下降,生产效率降低。分析了镀锌钢丝拉拔过程中影响出成品模单丝温度的主要因素。结果表明:出成品模单丝温度最主要的影响因素是最后1道次的压缩率,最后道次的压缩率较大,出成品模单丝的温度越高;最后道次压缩率较小,出成品模单丝的温度越低。生产过程中的拉拔速度、镀锌钢丝的抗拉强度对出成品模单丝温度无明显影响。

基于漏磁检测的钢丝绳无损检测实验设计及实践

以科研项目为基础,以实际工程问题为导向,搭建了基于霍尔传感器的钢丝绳无损检测实验平台。该实验平台通过双回路励磁结构磁化钢丝绳,利用霍尔传感器阵列检测并采集磁化后钢丝绳径向的磁场分布,再通过信号处理技术识别出钢丝绳断丝漏磁信号,进而判断钢丝绳的局部损伤。实验过程涉及信号“产生—传感—采集—传输—记录—处理—应用”的全过程,构成知识闭环,有助于学生全方位地理解课程知识体系,激发学生的学习兴趣,培养学生的科研能力和创新能力。

胶带巷钢丝绳芯带式输送机断带分析与预防探讨

为有效解决矿用钢丝绳芯带式输送机胶带断裂问题,以晋圣亿欣煤业2号煤配采工程Ⅱ一盘区胶带斜巷为研究对象,在阐述其主斜井ST/S1250型钢丝绳芯带式输送机性能参数及运行现状的基础上,对钢丝绳芯胶带断裂的原因展开深入分析,并依托运行实践提出防断带策略,可为钢丝绳芯带式输送机在煤矿生产中的推广应用提供借鉴参考.

长寿命与环保港口钢丝绳制造相关问题研究

港口面临的环保压力越来越大,对钢丝绳的质量要求也越来越高。通过采用压实股组绳、钢丝绳内置含油纤维绳、钢芯聚合物包覆、增加外层绳股数、优化钢芯结构、精细结构参数设计与严格控制生产过程等措施以响应港口对钢丝绳的长寿命要求,通过使用高质量润滑油脂、重视润滑油脂对使用环境的适应性与实施润滑工艺标准化等措施以稳定钢丝绳润滑质量,最大限度满足港口减少海洋环境污染与实施清洁文明生产的需要。

天车技术故障及钢丝绳脱槽优化措施探析

冷轧厂天车使用频繁、吊运重物多,经常因磨损而出现多种故障问题,特别是在镀锌线维修时,更换冷却塔顶辊包布作业对天车的使用需求较为特别,时常会导致钢丝绳滑出轮槽脱离导向轮的现象发生,造成生产事故。基于冷轧厂天车使用现状,分析天车钢丝绳的日常保养和维护要点,以及时消除一些故障和隐患,并针对不同的技术问题采取相应的优化措施,以确保天车的长期稳定运行,保证安全生产。