轴承—转子系统故障的诊断方法

从转子动力学的角度将轴承—转子系统的常见故障分为强迫振动故障和自激振动故障,以轴承—转子系统中最有代表性的9个异常振动分量的频率特征为故障特征量,建立了系统故障的BP网络诊断模型.对于强迫振动故障可以采用BP网络诊断方法进一步确定故障源,对于自激振动故障采用在线动力学分析的方法找出引起系统失稳的原因,通过改变某些参数去消除自激振动.     

基于小波包和神经网络的行星齿轮箱故障模式识别技术

行星齿轮箱振动信号在各频段的能量分布与其故障类型有关。利用Daubecics小波包将不同故障的振动信号分解到各个频带。BP神经网络的输入是各频带的能量——行星齿轮故障的特征向量,用神经网络识别故障类型。通过实验验证了该方法可以快速、准确地进行故障模式识别,达到良好的预期效果。利用此方法可以有效解决武装直升机武器系统复杂故障现象问题。     

用频谱修正方法准确确定包络解调信号的幅值谱

首先,分析了机械设备振动信号包络解调的原理,并针对解调信号频谱分析存在的误差及影响因素,提出了采用三点卷积修正解调信号的幅值的方法;然后,进行了仿真计算;最后,对6010滚动轴承内圈故障的振动信号进行了包络解调分析和三点卷积频谱修正。试验结果表明:该方法能准确得到频谱幅值,为定量确定故障大小提供了理论依据。     

航天器推进系统气液路故障仿真

为了研究和分析航天器推进系统气液路故障的发展变化规律及对整个推进系统性能的影响,在某挤压式航天器推进系统仿真模型的基础上,分别采用Realizable k-ε湍流模型和一维可压缩流模型对气路泄漏和堵塞故障进行动态仿真,采用一维不可压瞬变管流模型与变流量系数模型对液路泄漏和堵塞故障进行仿真分析。仿真结果表明:推进系统增压气路堵塞和泄漏故障,会导致增压不足,使推进剂供应管路压强下降;推进剂供应管路堵塞故障和泄漏故障会导致混合比偏离设计值,使推进系统性能降低。两类故障都会引起推力不足,致使系统性能降低。两者的不同之处在于:堵塞故障下,故障组件上游压强高于额定工况,推进剂消耗低于额定工况;泄漏故障下,故障组件上游压强低于额定工况,推进剂消耗高于额定工况。     

基于虚拟样机的供输弹机液压系统故障仿真

供输弹机是火炮实现装填自动化的重要机构,涉及机电液等多种系统的耦合,故障率较高.为了能够真实地模拟供输弹机液压系统的故障过程,提出了适用于大型复杂系统耦合仿真的协同仿真方法,建立了完整的供输弹机虚拟样机,较好地解决了机电液耦合、多碰撞拓扑等难题,并通过实装试验数据验证了虚拟样机仿真的可信性.以溢流阀发生粘滞阻力过大和液控单向阀发生控制油路故障为例,说明了故障发生时供输弹机的动力学响应特性,明确了故障机理,为快速地进行故障特征提取和积累故障样本奠定了良好的基础.     

柴油机气阀故障振动诊断的初步试验研究

文章首先简述了故障诊断的重要意义。它对于提高柴油机的操纵管理水平、进行视情修理、节约修理费用、提高舰艇在航率是有帮助的。本文着重介绍了气阀间隙异常与气阀漏气的故障诊断试验。其诊断原理就是利用气阀在开和关时产生的冲击振动信号,在时域、频域、幅域进行分析,而后把异常时测得的信号和正常时的振动信号进行比较,根据其差异的性质和大小来诊断气阀的故障。本试验采用加速度计、测振仪、电荷放大器、光线示波器等,将测到的振动信号仅在时域里作了分析。根据振动信号出现的早晚、幅值的大小、延续时间的长短来诊断气阀机构的故障。只要测点选择合适,故障时的异常振动信号是明显的,发动机正常工作时的其它振动信号随着转速升高、负荷增加而变大,对气阀的异常信号干扰也增大,所以低速小负荷要比高速大负荷容易诊断出故障来。在试验中除了气阀开关时的冲击振动信号之外,还出现了许多其它的信号,也通过对比试验一一作了识别。     

基于MUDW和峭度的齿轮故障信号预处理方法

针对齿轮故障信号特征提取困难、易淹没在噪声干扰中等问题,采用形态非抽样小波(Morphological UnDecimated Wavelet,MUDW)分解和峭度对振动信号进行预处理,以强化齿轮故障信号特征和提高特征信息比重。首先,采用MUDW对信号进行分解,利用网格搜索法优选其初始参数;然后,采用峭度作为评价指标来表征各分解层近似信号对故障特征的贡献量,在此基础上进行加权融合运算,以提高有用的近似信号比重;最后,利用仿真信号和实测的齿轮故障振动信号验证了该方法的有效性和实用性。     

一种基于层次模型的卫星故障动态仿真方法

针对卫星静态仿真方法未实现故障时序发展过程及影响范围仿真的问题,在故障仿真方法进行分析的基础上,提出了一种基于层次模型的动态故障仿真方法,即通过建立不同层级的故障模型,利用动态仿真推进方法实现故障的时序发展过程仿真.此方法能够有效提高故障仿真的精细化程度,为故障处置提供支撑.通过某卫星能源安全模式故障仿真,对方法的有效...     

某型号燃气发生器故障的仿真再现

为对某次失败的火箭发射过程进行故障分析,本文对可能的故障情况进行了数值仿真研究.根据飞行过程的故障现象及箭载测量数据分析了可能的故障原因,并根据燃气发生器的特点对该燃烧室内雾化、燃烧过程进行了数学建模和数值仿真.根据可能的故障情况进行了逐一的数值仿真和结果分析,并与有限的箭载数据进行了对比.结果表明:采用该数学模型能够很好地对火箭发射过程中的故障进行再现;该型号的燃气发生器存在一定的设计缺陷,需要进行设计优化;扰流环倾斜是此次飞行最有可能的故障情况.     

羽流光谱实验仿真

根据液体火箭发动机故障羽流诊断的需要 ,建立了高温气体下原子的光谱仿真模型 ,针对具体实验仪器及实验条件 ,对发动机几种主要元素的理论光谱进行了仿真计算 ,对不同光栅下的理论光谱进行了比较、讨论 ,该工作为后续实验研究打下了基础。     

高超声速圆柱绕流中驻点热流的稀薄效应

采用Fay-Riddell关系式、直接模拟Monte Carlo方法和基于直接模拟Monte Carlo流场温度的Fourier传热三种热流表达方式,分别对比研究了不同来流克努森数(Kn)和不同来流马赫数(Ma)的结果,以期从微观视角给出经典连续方法在稀薄流区高估驻点热流的新理解。结果表明,驻点热流的稀薄效应体现在三个方面:一是温度跳跃,削弱温度梯度导致驻点热流降低;二是壁面附近平动非平衡,导致Fourier热传导定律失效且高估热流;三是壁面约束,致使Fourier热传导定律在距壁面3倍分子平均自由程内高估热流。     

线性可调音速喷嘴工作特性仿真

为了满足组合发动机模态转换的要求,连续稳定调节推进剂流量十分关键。为此,针对气体推进剂,在常规音速喷嘴的基础上设计了一种可调音速喷嘴。通过塞锥改变音速喷嘴的节流面积,进而实现流量的连续调节。采用两次包络线方法设计塞锥型面,使得可调音速喷嘴具有线性的流量特性。采用计算流体动力学数值仿真研究可调音速喷嘴的工作特性。仿真结果表明反压小于临界反压时,可调音速喷嘴流量不受反压影响。可调音速喷嘴保持临界状态的临界反压比随流量的减小呈增大的趋势。线性可调音速喷嘴的流量与塞锥位置有较好的线性关系,其流量系数高且几乎不受塞锥位置的影响。     

气隙磁密3次谐波对电机振动噪声的影响

针对电机的电磁振动噪声问题,发现了提高电机气隙磁密的正弦性不一定能够降低电机的振动噪声。鉴于此,分析了引起电机振动和噪声的主要力波阶次和频率,并探究了气隙磁密3次谐波与电机振动噪声的具体函数关系。为了分析引起电机振动和噪声的主要力波阶次和频率,在利用解析法的基础上排出力波表,确定了主要噪声源。为了探究气隙磁密3次谐波对电机振动噪声的影响,建立了气隙磁密及径向力波的数学模型,并通过遗传算法求解了电机气隙磁密3次谐波的最佳幅值。分析结果显示,提高气隙磁密正弦性不一定能够降低电机振动噪声,气隙磁密3次谐波在一定范围内存在最优值使得电机振动噪声最小。分析结果为低噪声电机的设计提供了参考依据。     

围压下固体推进剂的破坏机理分析

贴壁浇筑的固体发动机推进剂药柱在点火状态下处于三向围压状态,而环向承受拉应变,亟待对围压下推进剂的破坏机理展开研究。基于自研的围压加载试验系统,通过开展推进剂在不同围压、温度和应变率下的单轴拉伸试验来研究围压、温度和应变率的耦合作用对推进剂力学行为的影响。针对围压下推进剂的力学响应特征,通过细观力学仿真进一步研究围压下推进剂的破坏形式,同时借助电镜扫描试验分析推进剂试样断面的形貌特征,通过试验和仿真相结合的手段分析了围压下推进剂的破坏机理。研究结果表明,围压下推进剂的损伤界面显著减少,且随着围压载荷的逐渐增加,推进剂的损伤形式从以颗粒脱湿为主转变为以颗粒破碎为主。     

大型挠性空间机械臂动力学与减速比对振动抑制影响

大型空间机械臂在操作过程中,一个突出的问题是超低频挠性,不仅存在机械臂的弯曲振动,而且还存在关节的扭转变形振动,关节控制中,一个重要问题是在实现关节位置控制的同时如何稳定和衰减机械臂及其关节的低频挠性振动.与关节驱动结构相关的减速比参数如何影响振动抑制的效果是空间机械臂关节设计中需要分析的问题,这关系到如何合理选择减速比参数.运用集中参数法对空间机械臂的关节驱动及其挠性组合动力学进行建模,研究了同时抑制关节振动和机械臂振动的一种稳定性策略,通过数值仿真分析了减速比参数对振动抑制的影响,提出了选择减速比参数的方法.这对未来空间站工程的大型挠性空间机械臂设计、动力学与控制研究中具有可应用的参考价值.     

随机振动中晶体振荡器的有源降噪设计

针对晶体振荡器在振动下会发生输出频率漂移的问题,在分析声学有源降噪技术和加速度对晶体振荡器输出相位噪声的影响机理基础上,提出降低随机振动中晶体振荡器噪声的方法。在晶体振荡器外围电路中嵌入加速度传感器、模数转换器、数模转换器和数字处理器,构建对晶体振荡器相位噪声进行实时补偿的有源降噪系统。结果表明:设计的有源降噪系统在0.03g/Hz振动幅度、10~850 Hz频率范围的随机振动条件下,能达到20 d B的相位噪声补偿效果。     

喷嘴结构对高压水射流影响及结构参数优化设计

喷嘴是产生高压水射流的关键部件,其结构形式对射流动力学性能有很大影响。以圆柱形喷嘴为对象,进行喷嘴结构对高压水射流的影响分析及结构参数优化设计。采用两相流计算流体力学模型进行喷嘴内外的射流流场分析。为节省计算资源,在优化设计时引入Kriging代理模型替代计算流体力学模型。分别采用改进的非劣分类遗传算法和基于分解的多目标进化算法进行单目标和多目标优化设计。研究结果表明:直线型喷嘴总体性能较优,凹型喷嘴的次之,凸型喷嘴性能最差。以直线型喷嘴为设计对象,以射流初始段长度和流量为目标,得到了单目标和多目标优化设计结果。单目标优化时,两个指标较基准外形分别提高14.71%和27.56%。多目标优化时,优化得到的半锥角处于[15.4°,89.8°]区间内。运用代理模型和进化算法的全局优化方法在进行喷嘴的优化设计时是有效的。     

柴油机燃油系统故障诊断研究

应用柴油机燃油系统模拟计算的方法对柴油机燃油系统常见故障的供油压力波进行模拟计算 .通过大量计算表明 :柴油机燃油系统发生单一故障时 ,压力波变化的特征较为明显 ,并就每一种故障产生的压力波特点作了分析 ;当柴油机燃油系统发生复合型故障时 ,压力波变化复杂 ,为提高燃油系统故障诊断的准确性 ,提出采用系统融合的方法 .     

可压缩流大涡模拟耦合概率密度函数方法中的滤波压力模型

亚格子组分-温度关联项显著影响反应流大涡模拟精度。利用概率密度函数方法中概率等效的特点,发展一种新的滤波压力模型,可以良好封闭亚格子组分-温度关联项。介绍概率密度函数及其耦合求解方法,在已有模型基础上推导建立新的滤波压力模型,并在三维超声速氢气/空气时间发展反应混合层中对不同的滤波压力模型进行数值测试。结果表明,与传统的滤波压力模型相比,新的滤波压力模型可以明显改善反应混合层的模拟准确度。特别地,基于新的滤波压力模型,大涡模拟耦合概率密度函数方法可以较好地模拟链式反应中间微小组分如超氧化氢基等,有望更有效地再现自点火等复杂现象。     

大型柔性空间结构的多级分散化振动控制

文中直接以结构的动力学变量作为系统状态,从理论上推导出了反馈和状态变量的解析表达式。基于该表达式,对一空间站模型进行了仿真。结果表明,该方法具有计算量小、稳定性好的优点,便于在线控制。