检索结果-内蒙古大学图书馆

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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电磁力参数自寻优的转子多频振动主动抑制

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振动与冲击 2015年第18期34卷 45-50页

作者：姚剑飞高金吉王维民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

提出一种转子多频振动的在线主动抑制方法,该方法利用电磁作动器向转子施加多个与转子振动频率相匹配的旋转电磁力,通过在线自寻优的方式确定电磁作动器的控制电流相位和幅值,使施加的多个频率成分的旋转电磁力能够削减转子的多频振动幅... 详细信息

提出一种转子多频振动的在线主动抑制方法,该方法利用电磁作动器向转子施加多个与转子振动频率相匹配的旋转电磁力,通过在线自寻优的方式确定电磁作动器的控制电流相位和幅值,使施加的多个频率成分的旋转电磁力能够削减转子的多频振动幅值,实现转子系统的多频振动在线抑制。首先建立了转子-轴承-电磁作动器系统动力学模型;提出一种转子系统多频振动的主动抑制方法,对该方法的有效性和可行性进行了理论推导;建立了电磁作动器控制电流相位和幅值的寻优模型,提出一种控制电流相位的整周寻优策略;随后搭建实验装置,进行了实验研究,理论推导和实验结果均表明该方法能够实现转子的多个频率成分振动的主动抑制。

关键词：多频振动自寻优控制电磁作动器转子-轴承系统

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整体式挤压油膜阻尼器对管道振动抑制试验

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振动．测试与诊断 2020年第3期40卷 535-540,627页

作者：丁继超何立东冀沛尧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

针对管道振动现象,设计了一种整体式挤压油膜阻尼器并分析其刚度影响规律。利用SAP2000软件模拟仿真阻尼减振效果。搭建二维门型管道振动试验台,在管道上安装整体式挤压油膜阻尼器,研究整体式挤压油膜阻尼器控制管道振动的影响规律。结... 详细信息

针对管道振动现象,设计了一种整体式挤压油膜阻尼器并分析其刚度影响规律。利用SAP2000软件模拟仿真阻尼减振效果。搭建二维门型管道振动试验台,在管道上安装整体式挤压油膜阻尼器,研究整体式挤压油膜阻尼器控制管道振动的影响规律。结果表明:整体式挤压油膜阻尼器安装在激振源处且与激振力平面平行时的减振效果最佳,较原始振动降幅达51.83%;安装在激振源处且与激振力平面垂直时的减振效果最差;安装两个整体式挤压油膜阻尼器减振效果优于安装一个整体式挤压油膜阻尼器;安装在激振源处的减振效果优于安装在远离激振源的效果。

关键词：整体式挤压油膜阻尼器阻尼减振管道系统安装方案

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人工自愈概论

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机械工程学报 2021年第2期57卷 1-10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北京100029 北京化工大学发动机健康监控及网络化教育部重点实验室北京100029

论述了仿生机械学研究的新领域——人工自愈原理:借鉴中华传统医学"自主调理是治疗学的第一原理",将人和动物的自愈机制赋予机器,使机器储存、补充和调动自愈力以维持机体健康状态。人工自愈技术包含自修复、代偿、自防护和... 详细信息

论述了仿生机械学研究的新领域——人工自愈原理:借鉴中华传统医学"自主调理是治疗学的第一原理",将人和动物的自愈机制赋予机器,使机器储存、补充和调动自愈力以维持机体健康状态。人工自愈技术包含自修复、代偿、自防护和自愈调控技术。人工智能模仿人脑的意识思维控制行为实现自动化,可使机器更聪明;人工自愈可模仿人体无意识思维的自愈机制,在运行中防止和抑制故障实现自愈化。论述了工程自愈论是控制论研究领域的一个新的分支学科,拓展了控制论和工程控制论研究领域。提出人工自愈和人工智能赛博-物理系统CPS三体模型。人工自愈会让机器装备更健康,从故障快准溯源诊断到精稳自愈调控,是机器乃至人造物系统自主健康基础,应用前景广阔。

关键词：仿生人工自愈人工智能工程自愈论自愈调控自主健康

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大型轴流压气机叶片无键相振动监测与故障预警方法

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振动与冲击 2019年第23期38卷 54-61,118页

作者：王维民张旭龙陈康户东方李维博北京化工大学发动机健康监控及网络化教育部重点实验室北京100029 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

压气机运行过程中叶片承受复杂的交变载荷,容易产生高周疲劳故障,若不及时预警将会导致重大事故。为解决用叶尖定时法在叶片振动监测过程中键相传感器安装困难(如航空发动机等装备无键相传感器)或键相参考不准确的难题,提出了基于叶片... 详细信息

压气机运行过程中叶片承受复杂的交变载荷,容易产生高周疲劳故障,若不及时预警将会导致重大事故。为解决用叶尖定时法在叶片振动监测过程中键相传感器安装困难(如航空发动机等装备无键相传感器)或键相参考不准确的难题,提出了基于叶片失谐特性的无键相叶片振动监测方法,并在此基础上,对算法改进,提出了谐调叶片的无键相监测方法。通过模拟,对所提出的方法进行了验证,然后在某大型轴流压气机上进行了实验研究,分别利用有键相法与无键相法对监测数据进行分析,完成了叶片同步振动参数的辨识,分析结果表明所提出的无键相法可以准确识别叶片同步振动参数,有键相法和无键相法的叶片共振频率识别相对误差小于0.06%。该方法在大型轴流压气机叶片的振动监测与故障预警中是有效和可行的。

关键词：叶尖定时无键相同步振动参数辨识

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基于VMD和SVD的柴油机气门间隙异常特征提取研究

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振动与冲击 2020年第16期39卷 23-30页

作者：江志农魏东海张进杰茆志伟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 北京化工大学发动机健康监控及网络化教育部重点实验室北京100029

为有效地从柴油机缸盖表面振动信号中提取气门间隙故障特征,提出一种基于变分模态分解(VMD)和奇异值分解(SVD)的特征提取新方法。采用VMD算法对缸盖振动信号进行分解,利用所得的模态分量构建特征矩阵;接着应用SVD理论将特征矩阵转变为... 详细信息

为有效地从柴油机缸盖表面振动信号中提取气门间隙故障特征,提出一种基于变分模态分解(VMD)和奇异值分解(SVD)的特征提取新方法。采用VMD算法对缸盖振动信号进行分解,利用所得的模态分量构建特征矩阵;接着应用SVD理论将特征矩阵转变为表征频率特性的奇异值序列,探讨了稳定工况下的奇异值序列与不同气门间隙状态之间的关系;由于转速、负荷等工况的改变对信号特征层的影响与故障所引起的信号特征的改变可能非常相似,因此将奇异值序列作为特征参数,输入到随机森林分类器中,构建分类模型,对柴油机变工况下的气门间隙故障进行诊断。实验结果表明:该方法能有效识别气门间隙故障,突出故障敏感特征;与传统基于Hankel矩阵和小波包系数矩阵的SVD特征提取方法相比,该方法所提特征参数在柴油机变工况条件下具有更高的识别率。

关键词：特征提取变分模态分解(VMD) 奇异值分解(SVD) 气门间隙故障

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基于超声电机精稳调控的转子不平衡自愈执行装置设计与试验研究

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机械工程学报 2024年第4期60卷 449-457页

作者：潘鑫张馨卢加乔吴海琦北京化工大学发动机健康监控及网络化教育部重点实验室北京100029 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

转子不平衡自愈执行装置因能够实时调整装置内部的质量分布,通过移动配重产生的合成矢量来补偿转子系统内部的不平衡矢量,是一种可实时抑制旋转机械转子系统不平衡振动的有效方案。针对同轴悬臂式双转子系统因质量不平衡所产生的振动故... 详细信息

转子不平衡自愈执行装置因能够实时调整装置内部的质量分布,通过移动配重产生的合成矢量来补偿转子系统内部的不平衡矢量,是一种可实时抑制旋转机械转子系统不平衡振动的有效方案。针对同轴悬臂式双转子系统因质量不平衡所产生的振动故障,介绍一种基于超声电机精稳调控的转子不平衡自愈执行装置,详细阐述该装置的结构组成和基本工作原理;基于同轴悬臂式双转子系统的结构特点,建立双转子-执行装置系统有限元模型进行动力学特性定量分析,针对该系统结构设计的执行装置对原转子系统临界转速的影响在3%以内。最终在转子模拟试验台上完成相关试验,结果表明,转子不平衡自愈执行装置可在3.2 s降低转子不平衡振动53%,验证了该装置的原理可行性和有效性。

关键词：双转子系统不平衡自愈动力学特性分析超声电机

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燃气轮机压气机动叶片断裂故障振动特征及其诊断方法

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振动与冲击 2021年第10期40卷 7-19页

作者：党伟胡明辉江志农冯坤北京化工大学发动机健康监控及网络化教育部重点实验室北京100029 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

动叶片断裂是燃气轮机的主要故障模式之一,研究叶片断裂故障的振动特征及诊断方法对保障燃气轮机安全可靠运行至关重要。基于叶片尾流激振力产生机理,研究了燃气轮机叶片振动响应传递路径及尾流激振力变化规律,构建了静子叶片振动响应模... 详细信息

动叶片断裂是燃气轮机的主要故障模式之一,研究叶片断裂故障的振动特征及诊断方法对保障燃气轮机安全可靠运行至关重要。基于叶片尾流激振力产生机理,研究了燃气轮机叶片振动响应传递路径及尾流激振力变化规律,构建了静子叶片振动响应模型,推导了转子叶片断裂后振动响应的变化规律。基于叶片通过频率及工频振动分量的响应特征,提出了基于改进启发式分割算法(IHSA)的叶片断裂故障识别方法,可实现叶片断裂的故障类型判断与及时告警。进一步根据振动响应特征及实际燃气轮机运行控制原理,构造了叶片断裂位置识别因子γ,通过同一转子上各级叶片γ值的对比可实现断裂位置的辨识。结合故障识别方法与断裂位置辨识方法,提出了一种燃气轮机压气机动叶片断裂故障的诊断方法。某型燃气轮机故障案例分析证实了振动特征与诊断方法在工程应用中的有效性。

关键词：燃气轮机叶片断裂故障诊断叶片通过频率启发式分割算法(HSA)

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一种用于滚动轴承故障诊断的脉冲增强提取方法

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振动工程学报 2023年第2期36卷 582-592页

作者：冯坤李业政胡明辉北京化工大学发动机健康监控及网络化教育部重点实验室北京100029 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

针对齿轮箱滚动轴承发生故障时,其故障脉冲被强烈干扰信号湮没而导致故障特征难以提取的难题,提出了基于脉冲增强提取的滚动轴承故障诊断方法。基于表征故障脉冲周期性的包络谱,构建了能指示振动信号中故障脉冲强度的脉冲提取算子(PEO)... 详细信息

针对齿轮箱滚动轴承发生故障时,其故障脉冲被强烈干扰信号湮没而导致故障特征难以提取的难题,提出了基于脉冲增强提取的滚动轴承故障诊断方法。基于表征故障脉冲周期性的包络谱,构建了能指示振动信号中故障脉冲强度的脉冲提取算子(PEO);考虑到微弱故障信号特征增强的需求,结合最小熵解卷积(MED)构造了脉冲增强提取算子指标(PEEO),用于评价MED不同滤波长度对故障脉冲增强的效果;构建基于MED滤波长度、脉冲频率以及PEEO的三维滤波模型,利用三维滤波谱PEEO峰值定位MED最优滤波长度并指示脉冲增强信号特征频率,获取最优脉冲增强信号的同时实现齿轮箱滚动轴承故障特征的提取。仿真分析和实验验证结果表明,该方法可以有效增强轴承故障脉冲,并在最优脉冲增强信号PEEO幅值谱中呈现显著的轴承故障特征,实现了齿轮箱滚动轴承微弱故障的诊断,且与典型方法相比具有明显优势。

关键词：故障诊断滚动轴承脉冲增强提取最小熵解卷积(MED) 最优滤波

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高速不平衡振动压液式轴内装自愈调控系统

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机械工程学报 2021年第24期57卷 184-191页

作者：潘鑫谢震吴海琦冯坤江志农高金吉北京化工大学发动机健康监控及网络化教育部重点实验室北京100029 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

高速智能装备如何少故障或者无故障长周期运行受到国内外学者的广泛关注,而不平衡振动是其典型故障之一,目前尚缺少有效地在线抑制措施。介绍一种可集成安装在转轴内部的新型压液式不平衡振动自愈调控系统,基于压缩空气驱动平衡液体转... 详细信息

高速智能装备如何少故障或者无故障长周期运行受到国内外学者的广泛关注,而不平衡振动是其典型故障之一,目前尚缺少有效地在线抑制措施。介绍一种可集成安装在转轴内部的新型压液式不平衡振动自愈调控系统,基于压缩空气驱动平衡液体转移的基本原理,可通过在线调整执行器自身质量分布,实时抑制高速装备的不平衡振动,进而提高其运行安全性和可靠性。定量分析平衡执行器的平衡速度和平衡精度等性能参数,并通过在模拟试验台上验证该系统的有效性。试验结果表明,所述压液式自愈调控系统在多个转速下均可将试验台的不平衡振动有效抑制在0.4μm以下,振动降幅均在80%以上,最高试验转速达15600r/min。为后续高速不平衡振动自愈调控系统的实际工业应用奠定了技术基础。

关键词：高速装备自愈调控不平衡振动压液式自动平衡

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