检索结果-内蒙古大学图书馆

火箭军工程大学学报 2025年

作者：骆南枝李乃鹏王淼雷亚国西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室

要：针对机床刀具在加工过程中系统状态需依赖多源传感器数据间接估计导致的剩余寿命预测精度不高的问题，提出一种基于半可观测状态的机床刀具剩余寿命预测方法，通过融合多源传感器数据与刀具系统状态信息，构建了包含多源传感器数据... 详细信息

要：针对机床刀具在加工过程中系统状态需依赖多源传感器数据间接估计导致的剩余寿命预测精度不高的问题，提出一种基于半可观测状态的机床刀具剩余寿命预测方法，通过融合多源传感器数据与刀具系统状态信息，构建了包含多源传感器数据映射偏差项的状态空间预测模型。首先，利用回归网络建立多源传感器数据与刀具系统状态之间的非线性映射，实现对半可观测系统状态的初步估计；然后，针对不同加工工况、退化模式及刀具类型所引起的数据分布差异，提出系统状态回归误差补偿算法，通过预测下一时刻状态估计的偏差值，有效修正系统状态估计误差；最后，基于粒子滤波算法，利用修正后的系统状态信息对刀具退化过程进行动态建模，实现预测参数的自适应更新，并采用刀具退化数据集进行了验证。结果表明：所提方法在预测精度方面优于传统神经网络模型，可有效提升机床刀具剩余寿命预测精度。

关键词：剩余寿命预测半可观测系统状态修正粒子滤波

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考虑空穴效应的广义特征分解法解雷诺方程

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西安交通大学学报 2021年第3期55卷 109-116页

作者：耿煜郭振陈渭西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

针对目前油膜力模型空穴效应考虑不充分、计算速度优势不明显等问题,基于广义特征分解法(PGD),采用雷诺边界条件,提出了一种考虑空穴效应的动载有限长滑动轴承非线性油膜力模型,并给出了详细的求解方法与流程。数值算例表明,与传统的有... 详细信息

针对目前油膜力模型空穴效应考虑不充分、计算速度优势不明显等问题,基于广义特征分解法(PGD),采用雷诺边界条件,提出了一种考虑空穴效应的动载有限长滑动轴承非线性油膜力模型,并给出了详细的求解方法与流程。数值算例表明,与传统的有限差分法(FDM)相比,基于新模型方法的油膜力计算速度最快可以提高近5倍,最低相对误差可以控制在1%以内,证明了所提方法的准确性与高效性。含润滑间隙铰接副的动力学分析依赖于对雷诺方程数十万次的求解,精度与效率往往不可兼得,在曲柄滑块多体系统中引入新计算模型,计算结果表明,在30×30和40×40的网格密度下,与传统有限差分法相比,基于新模型方法的单个计算周期所节省时间分别高达6 min和20 min,证明了所提方法的可靠性和工程应用价值。

关键词：广义特征分解法非线性油膜力雷诺边界条件含润滑间隙铰接副

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恒定外力作用下的碰撞过程恢复系数模型研究

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振动与冲击 2021年第12期40卷 62-69页

作者：郭振陈渭耿煜刘喆西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

针对目前恢复系数模型由于忽略恒定外力作用影响,从而导致无法有效预测多体系统碰撞过程中能量耗散的问题,提出一种恒定外力作用下的恢复系数模型。在结合碰撞过程中赫兹在弹性阶段以及Jackson和Green在弹塑性阶段建立的接触力和侵入深... 详细信息

针对目前恢复系数模型由于忽略恒定外力作用影响,从而导致无法有效预测多体系统碰撞过程中能量耗散的问题,提出一种恒定外力作用下的恢复系数模型。在结合碰撞过程中赫兹在弹性阶段以及Jackson和Green在弹塑性阶段建立的接触力和侵入深度关系模型的基础上,加入恒定外力的作用,同时根据碰撞过程中能量守恒原理,获得碰撞后的分离速度,建立恒定外力作用下的恢复系数模型,同时为提高工程实际应用计算效率,简化该计算过程,获得经验公式。将提出的恒定外力作用下的恢复系数模型与已有的恢复系数模型进行对比分析,结果表明:低速重载时恒定外力对恢复系数影响较大,且随着恒定外力的增加,使得侵入深度增加,进而导致塑性变形增加,分离速度减小,传统恢复系数模型不再适用,因而考虑恒定外力作用下的恢复系数可为不同初始速度和恒定外力作用的多体系统碰撞过程提供更为准确的计算模型。

关键词：多体动力学恒定外力恢复系数弹塑性碰撞

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考虑润滑碰撞的精密轴承保持架动态特性

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西安交通大学学报 2021年第1期55卷 110-117页

作者：袁倩倩朱永生张进华杨敏燕闫柯洪军西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

保持架作为轴承中的浮动组件,在套圈引导和滚动体撞击作用下随机运动,其动态特性直接影响精密轴承的服役性能。为了准确分析保持架的动态特性,考虑轴承保持架和滚动体之间真实润滑状态和碰撞过程建立了滚动体和保持架润滑碰撞模型及精... 详细信息

保持架作为轴承中的浮动组件,在套圈引导和滚动体撞击作用下随机运动,其动态特性直接影响精密轴承的服役性能。为了准确分析保持架的动态特性,考虑轴承保持架和滚动体之间真实润滑状态和碰撞过程建立了滚动体和保持架润滑碰撞模型及精确的保持架动力学模型,分析了轴承预紧力、径向载荷、内圈转速及引导-兜孔间隙比对精密轴承保持架动态特性的影响规律。实验结果表明,相比于传统的保持架兜孔-滚动体干摩擦模型,考虑润滑的保持架动态特性分析与实验现象更吻合。相同转速下,增大预紧力或径向载荷可以降低保持架打滑率,相比径向载荷,预紧力对保持架打滑的影响更大。保持架在低速和高速下呈现不同的打滑形式,低速下外载荷对保持架打滑影响不大;高速下外载荷对保持架打滑影响较大。相同预紧时保持架打滑率随轴承内圈转速增加而增加,中预紧时转速对保持架打滑影响最小。随着引导间隙-兜孔间隙比的增加,保持架打滑率降低。研究工作可为精密轴承保持架的设计提供一定的依据。

关键词：保持架润滑碰撞动态特性精密轴承

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负刚度非线性系统的回复力曲面参数辨识方法

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西安交通大学学报 2021年第4期55卷 95-106页

作者：胡方圆刘清华曹军义张颖西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

针对负刚度非线性振子回复力的辨识困难问题,提出了一种基于回复力曲面的时域非参数辨识方法。对比分析了位移微分和加速度积分的数值处理方法,给出了利用实验数据绘制4种典型负刚度振子三维回复力曲面图及提取刚度力和阻尼力的方法。... 详细信息

针对负刚度非线性振子回复力的辨识困难问题,提出了一种基于回复力曲面的时域非参数辨识方法。对比分析了位移微分和加速度积分的数值处理方法,给出了利用实验数据绘制4种典型负刚度振子三维回复力曲面图及提取刚度力和阻尼力的方法。研究结果表明:对4种负刚度振子的数值模拟,多项式刚度力和阻尼力系数的辨识精度都可达95%以上。通过搭建实验平台对不同加速度水平下的多稳态振子进行了扫频实验,并基于设计方法建立了多稳态振子的回复力表面,表面识别结果与实测回复力面吻合较好,验证了回复力曲面法辨识负刚度非线性振子的有效性。该研究为能量俘获及振动控制领域的非线性研究提供了一种可行的方法。

关键词：负刚度振子:非线性回复力回复力曲面

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采用多变量耦合网络与变分图自编码器的机械设备异常检测方法

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西安交通大学学报 2021年第4期55卷 20-28页

作者：张聪朱永生杨敏燕任智军闫柯洪军西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

为了全面准确地检测出潜在的设备异常,针对汽轮机、风电转子等高关联耦合分布式系统多测点多源传感器产生的多维多态监测数据,提出了一种基于多变量耦合网络与变分图自编码器的异常检测方法。首先采用去趋势互相关分析(DCCA),定量分析... 详细信息

为了全面准确地检测出潜在的设备异常,针对汽轮机、风电转子等高关联耦合分布式系统多测点多源传感器产生的多维多态监测数据,提出了一种基于多变量耦合网络与变分图自编码器的异常检测方法。首先采用去趋势互相关分析(DCCA),定量分析多维变量间的耦合关系,构建复杂系统多变量耦合关系网络。在此基础上,建立基于无监督学习的变分图自编码模型,对系统多变量耦合关系网络进行特征提取,使用正常数据训练该模型,图卷积网络作为编码器学习输入数据的分布,采样获得其潜在表示,以实现耦合网络的重构,采用重建概率作为系统多维多态监测数据异常检测评价指标。最后以某火电厂汽轮机组转子系统监测数据为例开展异常检测分析,结果表明:考虑多维多态监测数据间的耦合关系,提高了系统异常检测的准确性和可靠性;引入基于变分图自编码器的无监督学习方法,降低了经验依赖性并克服了异常样本少的问题。

关键词：多变量耦合网络变分图自编码异常检测无监督学习

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滚动轴承运动-接触精确建模与二次开发

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西安交通大学学报 2021年第8期55卷 33-41页

作者：马帅军闫柯张晓红王明凯朱永生洪军西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

针对目前商业软件在轴承动力学分析中接触求解精度不足的问题,提出了一种基于全局坐标系的轴承动力学仿真建模方法。以角接触球轴承为研究对象,利用刚体动力学理论,解析了轴承各个零件的瞬态几何位置关系;结合经典的赫兹接触与弹流动压... 详细信息

针对目前商业软件在轴承动力学分析中接触求解精度不足的问题,提出了一种基于全局坐标系的轴承动力学仿真建模方法。以角接触球轴承为研究对象,利用刚体动力学理论,解析了轴承各个零件的瞬态几何位置关系;结合经典的赫兹接触与弹流动压润滑理论,构建了轴承组件的动力学微分方程;采用位移求解计算精度高的GSTIFF I3算法对建立的动力学微分方程进行快速求解,通过分析任一瞬态下各个零件的受力状态,实现了轴承组件间高副接触过程的精确解析。通过与经典理论对比,该模型的接触力仿真误差为0.82%;通过与不同转速及不同预紧力下保持架的实验测量转速对比,该模型的转速仿真误差不超过0.5%。本文所提方法显著提升了轴承接触与运动特征的分析精度,为滚动轴承的工程设计及状态建模预测等提供了准确高效的计算手段。

关键词：角接触球轴承精确接触建模全局坐标系二次开发

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基于CSES和MED的滚动轴承微弱故障特征提取

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振动．测试与诊断 2021年第4期41卷 660-666,827页

作者：康伟朱永生闫柯任智军西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

针对高噪声条件下,联合平方包络谱(combined squared envelope spectrum,简称CSES)方法容易受频带内噪声和其他频带特征的干扰,导致对滚动轴承微弱故障特征提取困难的问题,提出了一种结合CSES和最小熵解卷积(minimum entropy deconvolut... 详细信息

针对高噪声条件下,联合平方包络谱(combined squared envelope spectrum,简称CSES)方法容易受频带内噪声和其他频带特征的干扰,导致对滚动轴承微弱故障特征提取困难的问题,提出了一种结合CSES和最小熵解卷积(minimum entropy deconvolution,简称MED)的滚动轴承微弱故障特征提取方法。首先,使用谱峭度选择不同频带-滤波后的信号;其次,对所选信号进行MED滤波,增强频带内的故障特征;最后,依据CSES原理,计算上一步滤波后信号的平方包络频谱并进行归一化,将其合并得到故障特征明显的强化包络谱。仿真与试验结果表明,该方法能够有效提取滚动轴承的微弱故障特征。

关键词：滚动轴承谱峭度最小熵解卷积联合平方包络谱

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一种融合多传感器数据的数模联动机械剩余寿命预测方法

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机械工程学报 2021年第20期57卷 29-37,46页

作者：李乃鹏蔡潇雷亚国徐鹏程王文廷王彪西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

随着传感和信息技术的发展,各式各样的传感器获取了机械装备海量的监测数据,让剩余寿命预测有"据"可依,推动机械剩余寿命预测进入了大数据时代。但由于数据类型多样、量大面广,如何利用丰富的多传感器数据,从中快速挖掘健康... 详细信息

随着传感和信息技术的发展,各式各样的传感器获取了机械装备海量的监测数据,让剩余寿命预测有"据"可依,推动机械剩余寿命预测进入了大数据时代。但由于数据类型多样、量大面广,如何利用丰富的多传感器数据,从中快速挖掘健康状态退化信息,指导寿命预测,成为大数据时代下机械寿命预测的全新挑战。基于模型的寿命预测方法大多仅针对单一监测数据进行建模分析,无法有效利用丰富的大数据资源。数据驱动的方法则过分依赖训练数据,缺乏必要的经验指引,方法的可解释性差。为了有效利用多传感器数据指导寿命预测,从数模联动的思路出发,建立了一种融合多传感器数据的数模联动寿命预测方法。采用一种通用的Wiener过程模型对健康状态退化过程进行描述,分别建立多源观测函数和多源映射函数对状态与数据之间的因果关系和关联关系进行描述,采用粒子滤波算法将多传感器数据与模型进行动态匹配,预测剩余寿命。在提出方法的统一框架指导下,选取三种特定模型对铣刀剩余寿命进行预测,验证了提出方法的有效性。

关键词：机械装备剩余寿命预测大数据数模联动多传感器融合

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多运营工况下高速列车轴箱轴承的阈值自适配智能健康监测方法

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西安交通大学学报 2025年

作者：高扬阮鑫懿杨彬雷亚国李响李乃鹏西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室中车戚墅堰机车车辆工艺研究所股份有限公司

为了克服高速列车轴箱轴承的健康监测指标随运营线路/速度变化而波动，解决传统阈值法难以基于统一标准进行轴承健康监测的问题，提出了多运营工况下高速列车轴箱轴承的阈值适配智能健康监测方法。首先，通过分析特征与转速的Spearman... 详细信息

为了克服高速列车轴箱轴承的健康监测指标随运营线路/速度变化而波动，解决传统阈值法难以基于统一标准进行轴承健康监测的问题，提出了多运营工况下高速列车轴箱轴承的阈值适配智能健康监测方法。首先，通过分析特征与转速的Spearman相关系数，对多运营速度下的轴承健康指标进行归一化处理，消除车速变化所产生的健康指标波动，从而实现监测阈值与列车运营工况的自动适配。然后，建立基于随机特征子集和主成分方向分割的改进孤立森林(SPCD-iForest)算法，利用多维特征提供的协同信息在数据的主成分方向对轴承的正常与故障状态进行划分，并在保持监测准确性的同时提高异常检测的计算效率。最后，通过列车轴箱轴承线路试验数据对提出的智能健康监测方法进行验证，结果表明：所提方法消除了列车运营工况变化对轴箱轴承健康指标的影响，其输出的异常因子为0～1之间的无量纲指标，可有效反映轴箱轴承健康状态的变化，相较于TADS轨旁声学检测方法，能够提早10天以上发现轴承故障，并且可适应列车不同运营速度、不同线路下的监测诊断需求，对保障高速列车安全运行、实现轴箱轴承的预测性延寿维护具有重要意义。

关键词：高速列车轴箱轴承健康监测孤立森林特征归一化

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