基于双重Q因子的稀疏分解法在滚动轴承早期故障诊断中的应用

非平稳信号是由持续振荡成分和非持续振荡的瞬态成分混合而成的,因此很难利用线性方法对其进行有效分析。针对此问题,提出一种基于双重Q因子的非线性分析方法。这种方法将非平稳信号表示成高共振成分(高Q因子)和低共振成分(低Q因子)的叠加,进而用双重Q因子对信号进行稀疏分解,得到其高共振成分和低共振成分。将双重Q因子的分析方法用到轴承的早期故障诊断中,指出故障信号是由高共振成分和低共振成分故障冲击信号组成,从而用低Q因子提取出故障冲击成分,达到有效去除强噪声的目的,快速且准确地提取出轴承早期微弱故障的冲击特征。仿真信号和滚动轴承试验数据分析结果表明:该方法具有良好的降噪性能,能够有效地去除信号中的强噪声。

真空调频原子力显微镜系统设计

原子力显微镜(AFM)作为微观领域表征物质性质的强有力工具,在科学研究中被广泛应用。现有的商业原子力显微镜的工作模式大都为调幅模式(AM-AFM),受品质因子Q的影响限制了进一步的高分辨率成像研究。为进一步提高分辨率,设计研发了调频原子力显微镜(FM-AFM),分析了影响系统分辨率的重要因素,并且设计了真空系统,以此提高探针悬臂的品质因子Q。本文对真空环境下FM-AFM的系统性能进行了实验和研究,从系统灵敏度以及测量效果等方面讨论了真空环境下FM-AFM相较于大气环境下的优越性。系统功率谱密度达到10 mHz/√Hz,系统灵敏度Δf≤0.02Hz,探针悬臂的品质因子Q达到14212,突破了原子力显微镜中的Q限制。

一维光子带隙光子晶体激光腔的特性分析

利用平面波展开法与时域有限差分法分析计算了一维光子带隙光子晶体腔的特性。得到了品质因子Q为2.2×106,模体积V为0.278(λ/n)3的一维带隙光子晶体腔。分析了渐变区、腔镜子区及缺陷区对腔品质因子Q和模式体积V的影响。引入渐变区、选择适量周期数及一定缺陷区长度都可以提高腔性能。该结论为设计优化一维光子带隙光子晶体腔提供了有效的理论分析依据与指导。