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2020年全国设备监测诊断与维护学术会议暨第十七届全国设备故障诊断学术会议、第十九届全国设备监测与诊断学术会议

作者：陈保家沈保明赵春华陈法法肖文荣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宜昌 443002 三峡大学机械与动力学院宜昌 443002 三峡大学机械与动力学院宜昌 443002 三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室宜昌 443002

针对"大数据"下的滚动轴承振动信号自适应故障特征提取与智能诊断问题,提出了一种结合卷积神经网络(convolution neural network,CNN)与长短时记忆网络(long short-term memory,LSTM)的故障诊断方法。先输入原始一维振动信号... 详细信息

针对"大数据"下的滚动轴承振动信号自适应故障特征提取与智能诊断问题,提出了一种结合卷积神经网络(convolution neural network,CNN)与长短时记忆网络(long short-term memory,LSTM)的故障诊断方法。先输入原始一维振动信号,利用网络CNN层自适应提取短时特征信息并降低数据维度后作为LSTM层输入;然后,利用LSTM层学习特征信息并训练神经网络模型;最后,网络输出层利用softmax函数实现多故障模式识别,完成故障诊断。试验测试数据表明,与多层感知器、LSTM网络以及经典的LeNet5、AlexNet、VGG进行对比,提出的模型分类平均准确率达到99%以上,且模型结构比其他模型更简单,训练时间更短。

关键词：深度学习故障诊断滚动轴承卷积神经网络长短时记忆网络

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基于迭代滤波和最大相关峭度解卷积的滚动轴承故障诊断方法

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组合机床与自动化加工技术 2019年第3期 112-115,130页

作者：张力李宝万三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

针对噪声环境下滚动轴承故障特征提取的难题,提出了基于迭代滤波和最大相关峭度解卷积的滚动轴承故障诊断方法。首先对轴承振动信号进行迭代滤波分解,然后通过相关系数和峭度准则筛选出敏感的内禀模态分量,对敏感的内禀模态分量进行最... 详细信息

针对噪声环境下滚动轴承故障特征提取的难题,提出了基于迭代滤波和最大相关峭度解卷积的滚动轴承故障诊断方法。首先对轴承振动信号进行迭代滤波分解,然后通过相关系数和峭度准则筛选出敏感的内禀模态分量,对敏感的内禀模态分量进行最大相关峭度解卷积降噪,最后对降噪的信号进行频谱分析完成轴承故障诊断。对轴承仿真信号和滚动轴承故障振动试验信号进行了分析,结果表明文中方法能有效地应用于滚动轴承故障诊断。

关键词：迭代滤波相关系数滚动轴承故障诊断最大相关峭度解卷积

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数据驱动的GMC稀疏增强诊断方法

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西安电子科技大学学报 2019年第4期46卷 74-79页

作者：陈保家贺王鹏胡洁王赓郭宝龙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 西安电子科技大学空间科学与技术学院陕西西安710071

在机械故障诊断中,针对传统方法提取微弱故障特征时易受强背景噪声干扰而精度低的问题,提出了一种基于数据驱动的广义最小最大凹惩罚函数增强的稀疏特征提取方法.该方法利用非凸的最小最大凹惩罚函数建立无约束优化问题目标函数来提高... 详细信息

在机械故障诊断中,针对传统方法提取微弱故障特征时易受强背景噪声干扰而精度低的问题,提出了一种基于数据驱动的广义最小最大凹惩罚函数增强的稀疏特征提取方法.该方法利用非凸的最小最大凹惩罚函数建立无约束优化问题目标函数来提高故障特征的提取精度.该惩罚函数非凸可加强特征的稀疏性,并且证明了保持目标函数整体呈现严格凸性所需要满足的约束条件.将近端算法用于所构造的无约束优化问题的求解.此外,研究了数据驱动的正则化参数设置准则,保证所提出的稀疏特征提取方法具有参数自适应性.在仿真信号和实际故障实验中验证了所提出的自适应稀疏增强的特征提取方法,结果表明所提出的方法可以精准地提取出故障特征且效果更稀疏.

关键词：机械故障诊断凹惩罚函数稀疏增强参数自适应

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基于对称度在线检测及补偿的深孔内键槽插削加工方法研究

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机械工程学报 2018年第11期54卷 222-232页

作者：赵春华梁志鹏秦红玲三峡大学机械与动力学院三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室

针对圆周四等分深孔内键槽加工精度不高、加工键槽与基准通槽对称度较难控制及加工对称度较差等问题,在分析产生对称度超差的基础上,运用形位公差测量原理,结合空间对称度误差测量及评定方法,提出利用投影直线与基准直线夹角的方式确定... 详细信息

针对圆周四等分深孔内键槽加工精度不高、加工键槽与基准通槽对称度较难控制及加工对称度较差等问题,在分析产生对称度超差的基础上,运用形位公差测量原理,结合空间对称度误差测量及评定方法,提出利用投影直线与基准直线夹角的方式确定对称度误差及基于对称度在线检测及补偿的新式加工方法。设计双层组合式手动自定心夹具,实现径向自定心定位和轴向端面定位,同时,将内置基准通槽参考基面导出并确保其精度能够被有效检测和控制;设计联机式多自由度对称度检测装置,提出利用该装置实现对称度误差量的检测及装置有效控制的基本方法,并在此基础上开发了自动检测对称度误差量的数控程序;通过采用数控插齿机伺服控制回转轴的角度补偿及斜向让刀的平移补偿方法,并结合数控系统程序控制定角度加工的方式实现了高对称度深孔内键槽的批量加工。深孔内键槽加工实例证明,夹具结构及联机式多自由度对称度检测装置具有较好的可靠性,且基于对称度检测及补偿的深孔内键槽插削加工方法能够稳定的控制加工对称度在0.03 mm以内,从而验证了此方法的合理性和准确性,为高对称度深孔内键槽的加工提供了一种新的途径。

关键词：深孔内键槽空间对称度自定心夹具对称度检测装置对称误差补偿插削加工

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斜拉索式柔性天线涡激振动及疲劳寿命研究

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计算机仿真 2019年第9期36卷 189-193页

作者：何孔德何雪辉方子帆杨蔚华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

斜拉索式柔性天线是一种大跨距、多柔体结构,具有刚度小、自振频率低特点,在随机风作用下容易产生涡激大幅共振现象。在考虑拉索的垂度效应的基础上,采用涡激振动理论分析斜拉索式柔性天线在随机风载荷作用下的涡激振动。基于正弦力模... 详细信息

斜拉索式柔性天线是一种大跨距、多柔体结构,具有刚度小、自振频率低特点,在随机风作用下容易产生涡激大幅共振现象。在考虑拉索的垂度效应的基础上,采用涡激振动理论分析斜拉索式柔性天线在随机风载荷作用下的涡激振动。基于正弦力模型及自回归模型(AR)法,对涡激力进行模拟,并采用疲劳累积损伤原理和雨流法对结构进行疲劳寿命分析,计算出斜拉索式柔性天线的极限寿命。结果表明,斜拉索式柔性天线容易发生低风速下的高阶涡激共振,斜拉索式柔性天线满足设计寿命。

关键词：斜拉索式柔性天线柔性多体涡激振动疲劳寿命

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胶粘剂冲击性能测试方法研究现状

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材料导报 2019年第S02期33卷 210-214页

作者：游敏李明波袁有录林高余海洲三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室宜昌443002 湖北力帝机床股份有限公司宜昌442001

由胶粘剂制备的胶接结构具有应力分布均匀、密封性好、成本低廉、适应性广(特别是可连接厚度相差悬殊的构件)等优点,在建筑、载运工程、电子工业等领域的应用日趋广泛。当胶接结构承受动载、瞬时冲击时,会产生不同于静载条件下的破坏。... 详细信息

由胶粘剂制备的胶接结构具有应力分布均匀、密封性好、成本低廉、适应性广(特别是可连接厚度相差悬殊的构件)等优点,在建筑、载运工程、电子工业等领域的应用日趋广泛。当胶接结构承受动载、瞬时冲击时,会产生不同于静载条件下的破坏。因而对胶粘剂及胶接接头的抗冲击能力进行评价非常重要,要不断研究和改善试验方法,以保证重要胶接结构在使用中的可靠性。然而,由于影响胶接接头冲击性能的因素较多,尤其是高聚物胶层对高应变速率很敏感,冲击时间又较为短暂,冲击试验所测得的总能量中难以区分导致试样断裂的分量,研究工作进展相对缓慢。因此,近几年来除对两个冲击强度标准试验方法的修订及完善之外,研究者们还在应用非标方法来评定胶粘剂冲击性能等方面不断尝试,并取得了一定的进展。在标准冲击试验方法已取得的进展主要在“数据自动获取与处理技术”的应用方面。在非标冲击试验方法的应用方面,借鉴金属材料冲击性能的弯曲冲击评定方法的金属-胶层对接接头已具备一定的实用价值。本文对胶粘剂冲击性能测试方法的研究进展做了评述,分析了国内胶粘剂冲击强度测定方法的不足及局限性,结合已取得的研究成果,对两种现行国标提出了改进建议。对非标测试法特别是三点弯曲和悬臂梁弯曲冲击试验法在胶粘剂冲击性能测定方面应用的可行性做了分析。展望了本研究领域的发展趋势,以期为更准确地评定胶粘剂的冲击性能,提高其应用可靠性提供参考。

关键词：胶粘剂剪切冲击剥离冲击弯曲冲击测试方法

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基于迭代滤波和快速峭度图的滚动轴承微弱故障特征提取

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振动与冲击 2018年第9期37卷 190-195页

作者：钟先友田红亮赵春华陈保家陈法法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

在强背景噪声干扰下,快速峭度图提取滚动轴承微弱信号故障的特征效果并不明显。将迭代滤波(Iterative Filtering,IF)和快速峭度图相结合用于滚动轴承的微弱故障特征提取。滚动轴承故障振动信号通过迭代滤波进行自适应分解得到一组内禀... 详细信息

在强背景噪声干扰下,快速峭度图提取滚动轴承微弱信号故障的特征效果并不明显。将迭代滤波(Iterative Filtering,IF)和快速峭度图相结合用于滚动轴承的微弱故障特征提取。滚动轴承故障振动信号通过迭代滤波进行自适应分解得到一组内禀模态分量,用迭代滤波对强噪声滚动轴承信号进行降噪处理,用快速峭度图构造最优带通滤波器,将滤波后信号的包络谱与轴承故障特征频率进行比较,从而诊断出具体故障。通过仿真和试验验证了所述方法的有效性及优点。

关键词：迭代滤波快速峭度图经验模态分解轴承故障诊断

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航空发动机转子轴承运行可靠性评估方法

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西安交通大学学报 2018年第10期52卷 41-48页

作者：陈保家邱光银肖文荣田红亮陈法法赵春华刘芙蓉三峡大学湖北省水电机械设备设计与维护重点实验室湖北宜昌443002

为了提高少失效或零失效数据条件下的航空发动机轴承运行可靠性评估精度和可信性,提出了一种基于比例协变量模型(PCM)和Logistic回归模型(LRM)混合的可靠性评估方法。首先对轴承运行过程中的监测数据进行信号分析,提取状态特征指标,结... 详细信息

为了提高少失效或零失效数据条件下的航空发动机轴承运行可靠性评估精度和可信性,提出了一种基于比例协变量模型(PCM)和Logistic回归模型(LRM)混合的可靠性评估方法。首先对轴承运行过程中的监测数据进行信号分析,提取状态特征指标,结合失效阈值确定设备状态,利用LRM先求解轴承的初始可靠性,进一步求解出轴承的初始故障率和基本协变量函数;然后与PCM相结合,通过响应协变量和基本协变量函数对系统故障率函数进行不断更新,动态揭示状态监测数据与可靠性的映射关系;最后利用更新后的故障率函数对航空发动机轴承进行运行可靠性评估。试验结果表明:该方法不需要人为确定基本协变量函数,避免了主观选择差异带入的估计偏差,所确定的寿命误差在5%以内,为少失效或无失效条件下的运行可靠性评估提供了一种新的手段。

关键词：航空发动机轴承运行可靠性评估比例协变量模型 Logistic回归模型

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Mg-39Bi-17Sn储热材料与金属容器相容性研究

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特种铸造及有色合金 2019年第12期39卷 1282-1286页

作者：方东程晓敏李元元叶喜葱吴海华叶永盛三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室武汉理工大学材料科学与工程学院

选择Mg-39Bi-17Sn合金作为储热材料,以45号钢、201和316L不锈钢作为容器材料,通过恒温全浸泡腐蚀试验,采用金相显微镜、XRD和EPMA分析等测试手段,结合腐蚀动力学分析,研究了3种钢在Mg-39Bi-17Sn合金液中的腐蚀行为及机理。结果表明,经过... 详细信息

选择Mg-39Bi-17Sn合金作为储热材料,以45号钢、201和316L不锈钢作为容器材料,通过恒温全浸泡腐蚀试验,采用金相显微镜、XRD和EPMA分析等测试手段,结合腐蚀动力学分析,研究了3种钢在Mg-39Bi-17Sn合金液中的腐蚀行为及机理。结果表明,经过840 h腐蚀后,45号钢、201、和316L不锈钢的腐蚀速率分别为0.559、0.557和0.072 g/(m^2·h),45号钢边界处存在明显的腐蚀层,厚度为10~15μm,腐蚀层由Fe3O4和Fe相组成。201和316L不锈钢边缘处均没有明显的腐蚀层;45号钢不含Ni、Cr,难以抵抗金属液中O的腐蚀作用;201不锈钢中Ni含量较低,难以充分发挥Cr元素的耐腐蚀作用;316L不锈钢中Mo元素与Cr产生协同作用,进一步强化了316L不锈钢的耐腐蚀性。

关键词： Mg-Bi-Sn合金相变储热不锈钢相容性

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基于MAAP4的百万千瓦级核电站大破口事故分析

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核科学与工程 2019年第5期39卷 789-795页

作者：袁显宝林钦张彬航刘芙蓉俞玲黄家胜夏寅泳无三峡大学机械与动力学院江苏宜昌443002 三峡大学湖北省水电机械设备设计与维护重点实验室江苏宜昌443002 武汉电力职业技术学院湖北武汉430079

本文采用严重事故一体化分析软件MAAP4(Modular Accident Analysis Program)对百万千瓦级压水堆进行分析,选取一回路大破口严重事故进行仿真,获得了该事故工况下核电厂关键参数的瞬态特性,与RELAP5计算结果进行了对比验证。在分析MAAP4... 详细信息

本文采用严重事故一体化分析软件MAAP4(Modular Accident Analysis Program)对百万千瓦级压水堆进行分析,选取一回路大破口严重事故进行仿真,获得了该事故工况下核电厂关键参数的瞬态特性,与RELAP5计算结果进行了对比验证。在分析MAAP4模型的基础之上,进一步仿真该电站大破口事故后期进程,截取压力边界内外参数进行评估。分析结果表明:MAAP4在仿真安全壳和氢气分布上,预测事故结果置信度高,其中模拟的安全防护设计能够有效缓解事故进程,满足一般核电厂的安全评估要求,对概率安全评价(PSA)具有一定的参考意义。

关键词：严重事故仿真分析大破口非能动安全

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