检索结果-内蒙古大学图书馆

北京化工大学学报(自然科学版) 2025年第1期52卷 103-112页

作者：张帅王维民李维博王珈乐王威北京化工大学高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室北京100029 北京化工大学高端压缩机及系统技术全国重点实验室北京100029

针对因转子支撑刚性存在差异导致振动矢量受传感器安装角度的影响,进而使得动平衡效果存在差异的问题,将测点正交方向上两传感器采集得到的时域数据基于Hilbert变换进行转子振动信号的正反进动分量的分离,并采用互相关法提取正进动分量... 详细信息

针对因转子支撑刚性存在差异导致振动矢量受传感器安装角度的影响,进而使得动平衡效果存在差异的问题,将测点正交方向上两传感器采集得到的时域数据基于Hilbert变换进行转子振动信号的正反进动分量的分离,并采用互相关法提取正进动分量的幅值和相位,从而实现转子不平衡矢量的测算。基于所提方法通过数值仿真和实验分析对不同转子进行分析验证,仿真结果表明基于所提方法采用多平面多转速动平衡后,平衡转速范围内轴承支承位置残余振动低于使用单方向传感器动平衡后的残余振动;挠性转子实验结果表明采用所提方法进行动平衡后,临界转速下残余振动低于使用单方向传感器动平衡后的残余振动;刚性转子实验结果表明采用所提方法进行动平衡并除去慢滚动矢量的影响后,实验转子测点位置以不平衡为主的振动幅值至少下降54.17%,而单X和单Y方向测点分别进行动平衡后相应测点幅值下降37.50%和33.33%。综上可知,本文方法可提高动平衡精度,具有一定的工程应用价值。

关键词：转子动平衡正进动分解慢滚动补偿互相关算法最小二乘影响系数法

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基于多任务门控网络的滚动轴承寿命预测方法

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中国舰船研究 2025年第2期20卷 107-117页

作者：宋浏阳郑传浩金烨林天骄韩长坤王华庆北京化工大学高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室北京化工大学高端压缩机及系统技术全国重点实验室

[目的]为实现船舶机械设备中轴承的剩余寿命预测，提出基于双向门控循环单元（BiGRU）、变分自编码器（VAE）和多门控专家混合层（MMoE）的多任务门控网络预测模型。[方法]首先，计算轴承信号时域特征以表征监测数据中的基本退化趋势；... 详细信息

[目的]为实现船舶机械设备中轴承的剩余寿命预测，提出基于双向门控循环单元（BiGRU）、变分自编码器（VAE）和多门控专家混合层（MMoE）的多任务门控网络预测模型。[方法]首先，计算轴承信号时域特征以表征监测数据中的基本退化趋势；然后，建立轴承健康状态（HS）评估和剩余使用寿命（RUL）预测子任务构成多任务门控网络预测模型，子任务中使用BiGRU和VAE提取时域特征趋势信号中的退化信息，再利用MMoE自适应分离子任务的差异特征。最后，在XJTU-SY轴承数据集上进行有效性验证。[结果]结果表明，与长短期记忆网络（LSTM）等经典时序数据预测模型相比，多任务门控网络预测模型的预测精度更高，误差指标MAE和RMSE分别提升62.5%和67.81%。[结论]所提方法可以实现轴承剩余寿命的预测，对船舶机械设备健康管理与智能运维具有一定的参考价值。

关键词：船舶设备轴承剩余寿命预测多任务门控网络预测模型

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带式输送机托辊轴承声信号增强方法

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工矿自动化 2025年第3期51卷 70-77页

作者：游卿华伍鹏马波北京化工大学机电工程学院北京100029 北京化工大学高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室北京100029

针对目前带式输送机托辊轴承声信号增强方法存在过度降噪导致信号失真、适应性差,提取复杂声场特征效果较差等问题,提出一种基于直方图噪声估计和维纳滤波的带式输送机托辊轴承声信号增强方法。首先,计算轴承声信号各频带功率谱,构建功... 详细信息

针对目前带式输送机托辊轴承声信号增强方法存在过度降噪导致信号失真、适应性差,提取复杂声场特征效果较差等问题,提出一种基于直方图噪声估计和维纳滤波的带式输送机托辊轴承声信号增强方法。首先,计算轴承声信号各频带功率谱,构建功率谱直方图进行噪声谱估计,并对噪声谱进行一阶递归平滑;其次,利用噪声谱估计计算维纳滤波增益函数,得到维纳滤波降噪后的声信号;然后,对降噪后的声信号进行包络谱分析,通过对比实际测得的故障特征频率和理论的故障特征频率,实现对带式输送机托辊轴承故障诊断。实验和现场测试结果表明:基于直方图噪声估计和维纳滤波的带式输送机托辊轴承声信号增强方法得到的包络谱中含有明显的故障频率及其倍频成分,实验数据信噪比至少提升了1.14 dB,现场数据信噪比至少提升了1.04 dB,轴承故障特征提取效果较好,可实现环境噪声干扰严重下的带式输送机托辊轴承声信号增强。

关键词：带式输送机托辊轴承声信号增强直方图噪声估计维纳滤波

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基于叶尖间隙自适应测量的转子振动监测

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航空发动机 2025年第1期51卷 158-164页

作者：谷昭鹏王维民米珂嘉李明龙北京化工大学机电工程学院北京100029 高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室北京100029 发动机健康监控与网络化教育部重点实验室北京100029

在变转速工况下,为了实现叶尖间隙的高精度测量,对电涡流传感器进行了多转速动态标定,基于动态灵敏度曲线提出了变转速工况下叶尖间隙的自适应测量方法,并通过数值仿真和真实扭转叶片试验台测试对所提出的方法进行了验证。结果表明:所... 详细信息

在变转速工况下,为了实现叶尖间隙的高精度测量,对电涡流传感器进行了多转速动态标定,基于动态灵敏度曲线提出了变转速工况下叶尖间隙的自适应测量方法,并通过数值仿真和真实扭转叶片试验台测试对所提出的方法进行了验证。结果表明:所提出的多转速动态标定方法的测量偏差小于9μm,有较高的动态叶尖间隙测量精度。针对航空发动机测点少且测点多位于机匣上的情况,初步提出了基于叶尖间隙测量的4传感器均布轴心轨迹监测方法,在少测点的条件下实现了叶尖间隙、转子振动的同步监测。搭建原理性简易转子模型并进行测试验证,结果表明:根据所监测叶尖间隙信息能准确提取出转子轴心轨迹,验证了该方法在简单转子模型上应用的可行性。

关键词：叶尖间隙自适应测量变转速少测点监测转子振动轴心轨迹航空发动机

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考虑轴颈倾斜的动载滑动轴承混合弹流润滑特性研究

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机械传动 2025年第2期49卷 48-55页

作者：曹喜唐兴波车常飞廖剑锋冯丞科张成耀熊国庆中国石油西南油气田分公司重庆气矿重庆400707 北京化工大学高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室北京100029

【目的】针对动载滑动轴承轴颈倾斜状态下润滑特性不清晰的问题,构建考虑轴颈倾斜状态的动载滑动轴承混合弹流润滑模型。【方法】在滑动轴承瞬态混合润滑模型基础上,修正轴颈倾斜状态下的油膜厚度,引入金属表面粗糙峰弹塑性接触模型,进... 详细信息

【目的】针对动载滑动轴承轴颈倾斜状态下润滑特性不清晰的问题,构建考虑轴颈倾斜状态的动载滑动轴承混合弹流润滑模型。【方法】在滑动轴承瞬态混合润滑模型基础上,修正轴颈倾斜状态下的油膜厚度,引入金属表面粗糙峰弹塑性接触模型,进一步耦合了轴颈中心动力学方程与时变载荷;设计数值求解方案与模型收敛条件,实现了对动载滑动轴承轴颈倾斜状态下的润滑仿真。【结果】结果表明,随着轴颈倾斜角度的增大,最大油膜压力与粗糙接触压力显著增大,呈现一定的非线性规律,最小油膜厚度则表现为近似线性下降,压力与油膜分布随倾斜的增大表现出明显的非均匀性;轴心轨迹反映出倾斜状态下的轴颈位置低于轴颈对齐状态。

关键词：轴颈倾斜动载滑动轴承混合弹流润滑

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旋转机械电磁式平衡执行装置磁路优化分析

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化工机械 2025年第1期52卷 101-106页

作者：潘鑫张皓宇冯睿杰马威龙北京化工大学高端压缩机及系统技术全国重点实验室北京化工大学高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室

研究在线自动平衡系统中的平衡执行装置,介绍了电磁式平衡执行装置的结构组成和平衡原理;对其进行磁路问题分析并提出优化改进措施,建立有限元模型进行仿真分析;在磨床实验台上测试平衡执行装置所需驱动电压,驱动电压由70 V降低至40 V,... 详细信息

研究在线自动平衡系统中的平衡执行装置,介绍了电磁式平衡执行装置的结构组成和平衡原理;对其进行磁路问题分析并提出优化改进措施,建立有限元模型进行仿真分析;在磨床实验台上测试平衡执行装置所需驱动电压,驱动电压由70 V降低至40 V,下降42.8%,验证了磁路优化的有效性;最后在磨床实验台上进行自动平衡实验,测试平衡执行装置性能,该平衡执行装置可以将不同幅值和相位的振动均抑制至1μm以下。

关键词：电磁式平衡执行装置磁路优化 Maxwell有限元分析实验验证

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基于机器视觉的旋转机械微小振动放大方法实验研究

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机电工程 2025年第1期42卷 42-50页

作者：赵乐段承杰丁鹏翟立宏张铭光马波北京化工大学机电工程学院北京100029 中广核研究院有限公司广东深圳518028 中汽研新能源汽车检验中心(天津)有限公司天津300300 北京化工大学高端机械装备健康监控及自愈化北京市重点实验室北京100029

基于机器视觉的旋转机械微小振动放大过程中,未能将大运动和微小运动分离,导致其放大结果会产生伪影。针对这一问题,提出了一种基于加速度滤波和振幅阈值滤波的微小振动放大方法。首先,采用了复值可操纵金字塔分解图像,将图像信号转变... 详细信息

基于机器视觉的旋转机械微小振动放大过程中,未能将大运动和微小运动分离,导致其放大结果会产生伪影。针对这一问题,提出了一种基于加速度滤波和振幅阈值滤波的微小振动放大方法。首先,采用了复值可操纵金字塔分解图像,将图像信号转变为局部相位信号和局部幅值信号;然后,采用了加速度滤波算法从局部相位信号中分离出线性大运动信号,采用了振幅阈值滤波算法分离了非线性大运动信号,得到了微小振动信号,并对其进行了放大;最后,对放大信号和局部幅值信号采用复值可操纵金字塔逆变换重构了图像,构建了转子实验台,对上述微小振动放大方法的有效性进行了验证。研究结果表明:测点在水平和垂直方向上的振动位移幅值均低于0.15 mm,在局部放大图中可以明显分辨出低于5 Hz的转子基频信号,且其余频率成分未被放大。该方法在微小振动放大处理前增加大运动和微小振动分离过程,仅对微小振动进行处理,能够减少大运动对微小振动信号放大产生的干扰,有效改善了微小振动放大结果中的伪影问题。

关键词：机械振动去伪影复值可操纵金字塔加速度滤波振幅阈值滤波图像重构非线性大运动和微小运动分离

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人工自愈与机器自愈调控系统

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机械工程学报 2018年第8期54卷 83-94页

作者：高金吉北京化工大学高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室

首次提出了仿生机械学研究的新领域——人工自愈的概念,旨在改变仅靠故障停机保护机器安全和完全依赖人去修复机器的传统方式。人工自愈是将人和动物的自愈机制赋予机器,在运行中避免和抑制故障,实现自愈化以确保机器的本质健康。论述... 详细信息

首次提出了仿生机械学研究的新领域——人工自愈的概念,旨在改变仅靠故障停机保护机器安全和完全依赖人去修复机器的传统方式。人工自愈是将人和动物的自愈机制赋予机器,在运行中避免和抑制故障,实现自愈化以确保机器的本质健康。论述了工程自愈论是控制论研究的新领域,是人工自愈的理论基础,并对工程自愈论和工程控制论以及自愈化与自动化进行了分析对比。研讨了若干透平机械故障自愈调控原理和方法,并进行了试验验证。

关键词：仿生机械学人工自愈人工智能工程自愈论自愈调控系统

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基于Noisy-Max 模型和邻、对缸振动信号的柴油机失火故障概率诊断

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内燃机学报 2020年第6期38卷 560-568页

作者：刘嘉濛马波江志农北京化工大学高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室北京100029

针对目前柴油机的失火故障诊断过程中振动信号分析可进一步完善、诊断准确率可进一步提高的问题,提出了一种基于Noisy-Max模型和邻、对缸振动信号的柴油机失火故障概率诊断方法.构建了故障诊断贝叶斯网络,建立了故障类型节点和故障特征... 详细信息

针对目前柴油机的失火故障诊断过程中振动信号分析可进一步完善、诊断准确率可进一步提高的问题,提出了一种基于Noisy-Max模型和邻、对缸振动信号的柴油机失火故障概率诊断方法.构建了故障诊断贝叶斯网络,建立了故障类型节点和故障特征节点及其对应关系,并采用了Noisy-Max模型对节点进行设置,有效降低了参数设置复杂度,实现了在故障诊断过程中输入信号对多节点状态的触发,提高了诊断推理准确率.通过一台12缸V型柴油机进行失火故障模拟试验,采集失火缸及其邻、对缸数据,分析并得出失火故障发生概率,对诊断理论进行了验证,试验表明该方法具有较高准确度.

关键词：柴油机失火诊断 Noisy-Max模型振动信号

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基于电磁激励的柔性转子系统轴承等效参数辨识

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机械工程学报 2017年第23期53卷 1-6页

作者：李启行王维民刘宾宾高金吉北京化工大学高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室北京100029

随着高端透平机械的发展,迫切需要准确预测转子系统的模态阻尼以确保在工作条件下稳定运行,而准确可靠的辨识出轴承的动力学性能参数是先决条件。通过电磁轴承作为激振器给柔性转子施加激励力,并综合多截面测点的转子振动信息准确识别... 详细信息

随着高端透平机械的发展,迫切需要准确预测转子系统的模态阻尼以确保在工作条件下稳定运行,而准确可靠的辨识出轴承的动力学性能参数是先决条件。通过电磁轴承作为激振器给柔性转子施加激励力,并综合多截面测点的转子振动信息准确识别转子的轴承参数。将转子-轴承系统转换为被控对象和控制器的闭环控制系统,从而把轴承参数的识别问题转为控制系统的控制器参数识别,解决传统识别方法转子轴承中心和振动位移测量点不一致的情况,并且可提高参数识别的准确度。建立高精度的转子有限元模型进行基于模型的参数识别,并开展试验研究以验证该方法的可行。通过使用识别的轴承刚度阻尼参数预测的转子稳定性参数(固有频率与对数衰减率)与通过传统的扫频激励的测量方法得到的结果相比较,验证该方法的准确性。该识别方法可为轴承参数的辨识提供便捷的方法并为提高高端透平机械的稳定性设计提供理论和技术基础。

关键词：轴承参数识别电磁轴承转子稳定性

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