检索结果-内蒙古大学图书馆

西安交通大学学报 2019年第7期53卷 144-152页

作者：高翔王林军杜义贤三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

为避免一次二阶矩法的雅可比矩阵计算和罚函数法的罚因子选取,提出了一种采用增广乘子法和模拟退火法的结构可靠性分析方法。利用优化理论,以可靠指标最小为目标函数,以极限状态方程为等式约束条件,建立结构可靠性分析数学模型。采用增... 详细信息

为避免一次二阶矩法的雅可比矩阵计算和罚函数法的罚因子选取,提出了一种采用增广乘子法和模拟退火法的结构可靠性分析方法。利用优化理论,以可靠指标最小为目标函数,以极限状态方程为等式约束条件,建立结构可靠性分析数学模型。采用增广乘子法将上述有约束优化模型变换为无约束优化模型,并用模拟退火法求解,从而避免了雅可比矩阵的计算以及初始罚因子的选取。采用一次二阶矩法、本文方法、蒙特卡罗模拟法分别对数值算例及悬臂梁工程算例进行了可靠性分析,结果表明:较一次二阶矩法,本文方法更接近于蒙特卡罗模拟法的结果,更精确;较蒙特卡罗模拟法,本文方法迭代次数较少,效率较高。

关键词：一次二阶矩法增广乘子法模拟退火法蒙特卡罗模拟法悬臂梁

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基于深度学习特征提取和WOA-SVM状态识别的轴承故障诊断

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振动与冲击 2019年第10期38卷 31-37,48页

作者：赵春华胡恒星陈保家张毅娜肖嘉伟三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

针对滚动轴承故障诊断问题,利用深度学习神经网络、鲸鱼优化算法(WOA)和支持向量机(SVM)等技术,提出了一种基于深度学习特征提取和WOA-SVM状态识别相结合的故障诊断模型。先通过深度学习自适应提取故障频谱特征,并将其与数理统计方法提... 详细信息

针对滚动轴承故障诊断问题,利用深度学习神经网络、鲸鱼优化算法(WOA)和支持向量机(SVM)等技术,提出了一种基于深度学习特征提取和WOA-SVM状态识别相结合的故障诊断模型。先通过深度学习自适应提取故障频谱特征,并将其与数理统计方法提取的时域特征相融合,再通过WOA-SVM对融合后的联合特征进行故障诊断。该模型在对滚动轴承试验台的故障诊断中实现了不同工况下多种故障类型的可靠识别,并且在一定程度上提高了故障分类的准确性。为了验证WOA-SVM在深度学习提取特征的轴承故障识别中的可行性和有效性,对比了粒子群支持向量机和遗传支持向量机,结果表明WOA-SVM具有较高的收敛精度和收敛速度。

关键词：鲸鱼优化算法(WOA) 支持向量机(SVM) 轴承故障深度学习

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金属材料表面静摩擦学特性的预测研究-理论模型

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振动与冲击 2013年第12期32卷 40-44,66页

作者：田红亮赵春华方子帆朱大林陈保家李响三峡大学机械与材料学院湖北宜昌443002 三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002

对分形几何理论进行了改进,在此基础上建立了法向载荷、最大静摩擦力、静摩擦系数的改进分形模型。通过中间自变量实际接触面积,构建了金属材料结合面静摩擦学特性的预测模型。计算和分析表明:静摩擦系数随着法向载荷或材料特性的增大... 详细信息

对分形几何理论进行了改进,在此基础上建立了法向载荷、最大静摩擦力、静摩擦系数的改进分形模型。通过中间自变量实际接触面积,构建了金属材料结合面静摩擦学特性的预测模型。计算和分析表明:静摩擦系数随着法向载荷或材料特性的增大而微凹弧式增大,但随着分形粗糙度的增加而微凹弧式减小;当分形维数较小时,静摩擦系数随着分形维数的增加而增加;但当分形维数较大时,静摩擦系数随着分形维数的增加而减小;在双常用对数坐标系统下,最大静摩擦力与法向载荷大多呈现出线性正比的关系;分形几何理论适用于法向载荷极小的情况。

关键词：机械结合面静摩擦系数分形几何理论最大静摩擦力

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轮轨表面水介质混合润滑数值模拟

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振动与冲击 2019年第19期38卷 261-268页

作者：王骁鹏彭文昱赵新泽田红亮郤能赵美云三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

雨雪、潮湿等环境下,轮轨接触界面处于混合润滑状态,界面间的流体动压效应不可忽视,轮轨间的黏着系数降低,导致黏着力降低。根据确定的轮轨接触几何参数,建立考虑真实机械加工表面的混合润滑模型,模拟轮轨滚动接触界面水润滑状态,通过... 详细信息

雨雪、潮湿等环境下,轮轨接触界面处于混合润滑状态,界面间的流体动压效应不可忽视,轮轨间的黏着系数降低,导致黏着力降低。根据确定的轮轨接触几何参数,建立考虑真实机械加工表面的混合润滑模型,模拟轮轨滚动接触界面水润滑状态,通过对比车削加工的纵纹粗糙表面与光滑表面数值解,结果表明:在水介质存在状态下,粗糙表面接触载荷比增加会大幅提高黏着系数;列车行驶速度较快时,混合润滑状态下轮轨黏着系数较小,不利于列车安全平稳运行;轮轨接触副在混合润滑状态下接触压力小于干接触状态接触压力,有利于提高轮轨接触副使用寿命。该研究可为轮轨表面设计提供了重要的理论依据。

关键词：轮轨混合润滑粗糙表面水润滑黏着

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采用改进回归型支持向量机的滚动轴承剩余寿命预测方法

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西安交通大学学报 2022年第3期56卷 197-205页

作者：徐洲常王林军刘洋蔡康林陈正坤陈保家三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

为准确评估滚动轴承运行状态、预测其性能退化趋势以及剩余寿命,提出一种改进回归型支持向量机(SVR)的滚动轴承寿命预测方法。提取轴承信号的时域和时频域特征,通过主成分分析(PCA)方法将特征指标融合成一个归一化综合指标来表征轴承运... 详细信息

为准确评估滚动轴承运行状态、预测其性能退化趋势以及剩余寿命,提出一种改进回归型支持向量机(SVR)的滚动轴承寿命预测方法。提取轴承信号的时域和时频域特征,通过主成分分析(PCA)方法将特征指标融合成一个归一化综合指标来表征轴承运行状态;利用特征指标和综合指标构建训练和预测向量数据集,结合差分进化灰狼群算法(DEGWO)确定最优惩罚参数和径向基函数(RBF)核参数并构建回归型支持向量机模型;将预测数据集输入到DEGWO算法优化的SVR模型中得到轴承状态评估指标的预测值,实现轴承剩余寿命的预测。利用IEEE PHM 2012数据集验证所提方法的有效性,并将其结果与灰狼群算法(GWO)优化的SVR、网格搜索算法(GSA)优化的SVR和长短期记忆神经网络(LSTM)模型所得结果进行对比分析。仿真结果表明:与其他方法相比,采用所提方法得到的轴承剩余寿命预测均方误差分别降低了44.74%、66.67%、77.27%,决定系数则分别提高了7.25%、20.72%、11.94%,该结果说明了所提方法在轴承剩余寿命预测应用方面的优越性。

关键词：滚动轴承状态评估主成分分析差分进化灰狼群算法剩余寿命预测

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考虑连接间隙非确定性的水中多体结构随机动力响应分析

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振动与冲击 2019年第13期38卷 223-230页

作者：何孔德何雪辉方子帆杨蔚华刘绍鹏陈志超三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

针对水中多体结构系泊缆索和结构体连接的间隙接触不确定性所带来的系统动态特性随机性问题。考虑系泊缆索轻、柔和低阻尼特性引起的垂度效应,以及其在流场作用和间隙连接冲击下的动态伸长,采用等效弹性模量法修正了垂度的影响,建立了... 详细信息

针对水中多体结构系泊缆索和结构体连接的间隙接触不确定性所带来的系统动态特性随机性问题。考虑系泊缆索轻、柔和低阻尼特性引起的垂度效应,以及其在流场作用和间隙连接冲击下的动态伸长,采用等效弹性模量法修正了垂度的影响,建立了考虑系泊缆索动态伸长及间隙接触的系统随机广义非确定性动力学模型,利用Newmark-β方法及区间算法进行求解。计算结果表明,考虑间隙接触状态不确定性模型所带来的结构体运动学参数的均值和峰值都要大于理想铰接状态;动态张力也发生随机变化,出现很大峰值;间隙接触状态的偏转角度要大于铰接状态,有可能会引起系统的失稳;因此在研究具体水中多体结构时,应考虑连接处的接触状态,分析其随机动态特性。

关键词：水中多体结构连接间隙接触状态随机动力响应

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新的柔性结合部法向接触刚度和接触阻尼方程

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西安交通大学学报 2015年第1期49卷 118-126页

作者：田红亮赵美云郑金华赵春华赵新泽方子帆朱大林三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002 三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002

以修正分形几何学理论和赫兹法向接触力学方程为基础,推导出了柔性结合部法向接触刚度与阻尼方程。假设峰元顶端的曲率半径为变量,提出了一种全新的求导函数而非偏导函数的求解方法,建立了单峰元与平面接触的法向接触刚度方程。数值模... 详细信息

以修正分形几何学理论和赫兹法向接触力学方程为基础,推导出了柔性结合部法向接触刚度与阻尼方程。假设峰元顶端的曲率半径为变量,提出了一种全新的求导函数而非偏导函数的求解方法,建立了单峰元与平面接触的法向接触刚度方程。数值模拟表明:峰元承担的法向弹性载荷与其顶端的变形量之间符合非线性幂函数凹弧关系;降低表面粗糙度或增加法向接触载荷都将增大实际接触面积;当表面粗糙轮廓分形维数在较小范围内时,实际接触面积随着表面粗糙轮廓分形维数的增加而增大,而当表面粗糙轮廓分形维数在较大范围内时,实际接触面积随着表面粗糙轮廓分形维数的增加而变小;降低表面粗糙度或增加表面粗糙轮廓分形维数与法向接触载荷皆将增加法向接触刚度;法向接触阻尼随着表面粗糙轮廓分形维数的增加先减小后增大;当表面粗糙轮廓分形维数小于临界值时,法向接触阻尼随着分形粗糙度的增大而增大,而当表面粗糙轮廓分形维数超过转折点时,法向接触阻尼随着分形粗糙度的增大而减小;当法向接触载荷增大时,法向接触阻尼略微减小。

关键词：柔性结合部法向接触刚度法向接触阻尼分形几何学理论

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最大重叠离散小波包变换边际谱特征在齿轮故障诊断中的应用

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西安交通大学学报 2020年第2期54卷 35-42页

作者：陈保家黄伟李立军肖文荣陈法法肖能齐三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

针对齿轮故障振动信号多分量频带重叠引发的故障模式混淆问题,提出一种基于最大重叠离散小波包变换(MODWPT)边际谱特征和粒子群优化-支持向量机(PSO-SVM)的故障诊断方法。为了减少谐波及噪声对故障模式分量分离的干扰,首先利用MODWPT将... 详细信息

针对齿轮故障振动信号多分量频带重叠引发的故障模式混淆问题,提出一种基于最大重叠离散小波包变换(MODWPT)边际谱特征和粒子群优化-支持向量机(PSO-SVM)的故障诊断方法。为了减少谐波及噪声对故障模式分量分离的干扰,首先利用MODWPT将采集到的实验信号进行5层分解,得到32个分量,通过频带能量占优方法,筛选出前16个分量,用来构造信号的希尔伯特边际谱;然后,将提取的边际谱特征代入PSO参数优化后的SVM,对故障类型进行识别。仿真信号分析结果表明,MODWPT边际谱在抗模式混叠、抗边界效应和频率提取准确性方面都要优于EMD方法。通过对6种不同类型的齿轮故障信号进行分析,MODWPT边际谱归一化特征具有明显的故障类型分层现象,对齿轮故障的识别准确率达到98%,说明该方法具有较强的故障诊断能力。

关键词：齿轮故障诊断经验模式分解希尔伯特边际谱支持向量机粒子群算法

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支持向量空间方法在刀具运行可靠性评估中的应用

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工程科学与技术 2018年第5期50卷 244-252页

作者：陈保家沈保明肖文荣田红亮陈法法赵春华张发军三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

针对单台或小样本数控机床刀具可靠性评估时,传统的基于大样本统计的可靠性评估方法因缺乏时间、动态、个性化的精确性描述而难以发挥作用。为了提高单台或小样本条件下的机床刀具运行可靠性评估精度和可信性,作者提出了一种基于奇异值... 详细信息

针对单台或小样本数控机床刀具可靠性评估时,传统的基于大样本统计的可靠性评估方法因缺乏时间、动态、个性化的精确性描述而难以发挥作用。为了提高单台或小样本条件下的机床刀具运行可靠性评估精度和可信性,作者提出了一种基于奇异值分解(SVD)和支持向量空间的运行可靠性评估方法。首先通过实验对机床切削加工过程中的刀架振动信号进行获取,采用小波包分解、能量分布和时频域统计量分析,提取出与刀具磨损量密切相关的显著特征指标。为了降低计算复杂程度和减小冗余成分,进一步利用SVD对所提取的刀具正常磨损条件的振动信号时频域高维特征数据集进行降维处理。然后将降维数据作为测试样本代入支持向量空间模型构造支持向量空间超球体,以该超球体所定义的圆心和半径为计算依据,将待检样本相对于超球体的相对距离作为描述刀具的性能退化指标,并引入降半型隶属度函数,将相对距离指标映射到[0,1]区间,将其定义为刀具的运行可靠性。分别以两把磨损状态为失效与正常的刀具作为评估案例,通过对其降维前后数据进行支持向量超球体空间构造以及可靠性评估,结果表明维数据约简可有效减小数据分散性过大所导致的超球体形状变形问题。最后以多把刀具统一失效阈值下的通用数据对刀具1进行可靠性评估,结果表明在训练数据条件足够大的情况下,刀具的相对距离和运行可靠度趋势性更加明显,波动性减少,特别是在磨损后期,这种变化有利于刀具服役性能的精准评估。所提出的运行可靠性评估方法摆脱了传统可靠性评估对大样本统计数据的依赖,为丰富和发展小样本数据的可靠性评估提供了新的理论支持和技术手段。

关键词：刀具奇异值分解支持向量空间运行可靠性

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泵轮偏心条件下高速液力耦合器特性研究

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热能动力工程 2018年第6期33卷 60-65页

作者：苏华山卢成谢碧衡张扬军三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室

为获得液力耦合器泵轮偏心条件下内部流体环流形态及外特性变化规律,对液力耦合器进行建模并抽取三维全流道,基于RNG k-ε模型,采用VOF两相流模型SIMPLEC算法对液力耦合器泵轮在0、0.5和1 mm偏心量下的内流场进行数值模拟,分析内部两相... 详细信息

为获得液力耦合器泵轮偏心条件下内部流体环流形态及外特性变化规律,对液力耦合器进行建模并抽取三维全流道,基于RNG k-ε模型,采用VOF两相流模型SIMPLEC算法对液力耦合器泵轮在0、0.5和1 mm偏心量下的内流场进行数值模拟,分析内部两相流场的特点以及损失来源。根据三维流场数值解计算无偏心条件下液力耦合器叶轮转矩进而预测其性能,将性能预测结果与实验结果进行比较,误差在5%以内。对比分析不同偏心条件下液力耦合器外特性和相分布规律表明：偏心导致液力耦合器循环圆流量呈现波动状态,使流动非定常激励力增加,涡流、回流、二次流等不规则流动现象增多。流道内湍动能耗散随偏心量增大不断加剧,流动损失增大导致液力耦合器做功能力降低,效率下降。

关键词：液力耦合器偏心气液两相流数值模拟

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