基于模糊神经网络发动机状态监测警报系统的建立

针对传统的依靠单一参数对发动机进行状态监测的不足,利用模糊神经网络处理不确定性复杂问题的能力,融合多种监测参数的信息,建立了基于趋势分析的5级状态监测警报系统.首先从铁谱、振动和性能参数三方面优选监测参数,通过对大量历史数据的统计分析得到各监测参数的界限值,建立了发动机失效程度逐级递进的5级状态监测标准.然后建立隶属函数,通过计算隶属度实现了输入样本的模糊化.最后设计神经网络的结构,利用历史数据训练网络.通过对实例结果的分析证明了该模型的实效性.     

基于改进模糊综合评判的航空发动机状态评估

针对传统依靠单一参数对发动机性能状态进行评判的不足,基于航空发动机性能状态监测的模糊评判方法,建立融合12个性能指标的航空发动机性能评价指标体系;通过对多台发动机历史数据的分析,利用粗糙集确定某型涡扇发动机各个性能指标的权重值;利用加权求和广义模糊算子等相关知识对某台缺乏历史数据的发动机的性能状态进行最终评判。结果表明:该改进的模糊综合评判法能够监测航空发动机性能所处的状态,提前预报故障,在航空发动机性能评判中具有较高的实用价值。     

自适应逆控制三自由度直升机扰动消除系统研究

针对三自由度直升机系统扰动消除的控制问题,提出了一种模糊神经网络模型参考自适应逆控制及扰动消除控制方案。运用FNN推理合成思想建立模糊神经网络结构,利用神经网络结构实现模糊推理过程,采用神经网络的连接权重来表示模糊推理的参数和修改连接权重来辨识模糊模型和调整隶属函数,并在整个噪声消除系统中利用神经网络学习算法进行建模和逆建模,且用它们的复制模块来组成消除扰动系统,从而达到消除扰动的目的。最后,对三自由度直升机模型进行了仿真实验,结果验证了该方法的有效性和可行性。     

基于模糊评价的人字槽流体动压指尖密封结构参数灵敏度分析

建立人字槽流体动压指尖密封三维流固耦合分析模型,基于ANSYS-CFX软件计算密封的泄漏率和气膜承载力。采用正交试验方法确定密封性能仿真试验方案,针对多指标正交仿真试验结果,采用模糊评价方法建立人字槽流体动压指尖密封性能指标的满意度函数,并运用模糊向量单值化法形成多指标综合满意度。根据综合满意度进行直观分析,得到人字槽流体动压指尖密封结构参数对其性能影响的灵敏程度。结果表明,指尖梁宽度角、动压靴轴向长度和密封片厚度对密封性能影响较大,在结构优化设计中应优先考虑。     

基于FTA和FNN的液压系统故障诊断方法研究

针对液压系统故障的复杂性和不确定性等特点,传统的故障推理方法难以满足液压系统故障诊断的要求,提出了基于故障树分析和专家经验知识的模糊神经网络故障诊断方法。以起重设备液压系统为研究对象,建立故障树模型,基于故障树信息和专家经验知识,建立模糊神经网络诊断模型及并提取训练数据,在此基础上,运用统计参数法确定模糊预处理所需的模糊隶属函数。将训练好的网络模型应用于实例诊断,实验结果验证了该方法的实用性和有效性。     

基于响应面法的柱塞泵迷宫密封优化设计

为了优化柱塞泵的迷宫密封结构减少泄漏量,选取密封槽角度、高度、宽度等参数为优化变量,以泄漏量最小为优化目标,采用神经网络响应面对迷宫密封结构建立了优化模型,并分析了各设计参数对泄漏量的影响;基于建立的响应面模型,以泄漏量最小为优化目标,应用遗传算法进行了优化计算,优化后的迷宫密封结构的泄漏量比原型降低了97.3%,并对优化后的结构应用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)进行了验证,结果表明该优化结果比较准确。     

Y形活塞杆密封动静态性能分析及结构优化

为提高液压缸活塞杆用Y形密封的可靠性,研究其在动、静密封状态下的密封特性。通过有限元分析,研究Y形密封在不同工况下的受力、变形及主密封面接触压力分布规律。根据液压往复密封原理,研究不同介质压力下活塞杆密封在往复行程中的泄漏量的变化趋势。结果表明：Y形密封在安装工况下抵抗压力冲击的能力较弱;随着介质压力增大,Y形密封在静密封状态下的密封性能指数、动密封状态下的净泵回量均有所下降,防止泄漏的能力降低;高压工况下,Y形密封抗挤出能力降低,根部被挤入密封间隙,将出现咬伤现象导致密封系统失效。针对Y形密封工作过程中出现的咬伤问题,使用根部倒角的方法进行结构优化;利用中心设计方法建立以单个往复行程中的泄漏量为目标函数的响应面模型,对Y形密封进行结构优化。优化后的Y形密封在动、静密封状态下的密封性能得到提高,磨损速度、被咬伤的风险降低,提高了Y形密封的可靠性。     

多相介质泵用高压密封设计及性能分析

针对多相介质泵用机械密封运行特点,为避免介质含气量大范围波动而影响密封端面润滑膜的稳定性,开展高压双端面机械密封结构和端面槽型设计,通过变形校核证明结构设计合理。建立密封端面深槽流体润滑模型,采用数值计算方法进行求解,分析不同开槽面积比的圆弧型槽的端面泄漏量、开启力等主要密封性能随工况参数的变化规律。结果表明：高压状态下,密封端面开深槽能有效改善端面润滑状态;端面泄漏量和开启力随着开槽面积比的增大而变大,同时压力越大,端面泄漏量和开启力也越大,但转速对端面泄漏量和开启力的影响不大。对设计的密封进行台架性能试验验证,获得的密封端面泄漏量变化规律与数值计算结果趋势保持一致。     

基于模糊综合评判的部件失效区域的确定

应用模糊方法评估部件振动可靠性时，需构建部件振动的模糊共振区域及相应的隶属函数和模糊强度失效区域及相应的隶属函数。针对航空发动机关键部件振动可靠性评估中影响部件模糊共振失效区域及其隶属函数、模糊强度失效区域及其隶属函数确定的众多复杂的、非确定的、时变的因素，将二级模糊综合评判方法应用于航空发动机关键部件模糊共振失效区域及其隶属函数、模糊强度失效区域及其隶属函数的确定，采用层次分析法(AHP法)确定评价指标权重，建立确定模糊共振失效区域及其隶属函数、模糊强度失效区域及其隶属函数的数学模型和流程。结果表明，该方法能够解决航空发动机关键部件模糊共振失效区域及其隶属函数、模糊强度失效区域及其隶属函数确定中一些复杂因素的处理问题。     

机械设备状态概率模型的构建与应用

在研究概率神经网络的基础上,本文提出了构建设备状态概率模型的方法。通过对神经网络结构的分析和主要模型参数的计算,以设备运行历史数据作为网络样本点,建立了设备的概率模型。该模型能较好的反映机械设备的运行状态,通过分析设备运行的历史数据,证明了该模型的合理性和正确性。     

基于DHMM的机械密封端面膜厚识别技术的研究

维持机械密封端面间一定的膜厚是保证机械密封正常运行的关键,利用声发射技术监测得到的反映机械密封膜厚状态的信号往往信噪比很低,对其工作状态进行分类存在一定的困难。提出一种基于声发射信号利用总体经验模式分解(EEMD)和离散隐马尔可夫模型(DHMM)识别的机械密封端面膜厚识别技术。首先对声发射信号进行分帧处理,运用EEMD方法对信号进行时频分析,对分解出的子频分量分别提取时域和频域特征,再由核主成分分析法对特征参数进行优化降维,利用简化后的特征参数矢量训练各个机械密封端面膜厚状态的DHMM,最后由训练好的DHMM实现机械密封端面膜厚状态的识别,从而实现机械密封端面接触状态的监测。试验研究表明:该方法能够快速有效地判断出膜厚状态,并且需要的训练样本少,训练速度快,对实现机械密封端面接触状态的智能化在线监测具有重要的意义。     

超临界二氧化碳气体端面密封阻塞效应研究

为了分析超临界二氧化碳气体临界状态大幅度物性参数变化和偏离理想气体的真实气体效应对干气密封性能的影响,建立螺旋槽干气密封端面微尺度三维流动模型,分别采用Fluent软件中二氧化碳的实际气体模型和理想气体模型求解密封端面流动方程。数值模拟结果表明:考虑超临界二氧化碳实际气体效应时,端面更容易发生阻塞工况;气膜间隙和转速增大,阻塞效应增强,但温度升高,阻塞效应减弱;在阻塞工况下,密封开启力和泄漏量均随着气体温度、转速增加而降低。     

基于CEEMDAN-ICA的干气密封振动信号降噪方法*

干气密封运行过程中的振动信号特征信息微弱并受外界强噪声干扰,其振动信号难以真实反映干气密封摩擦学特性。针对上述问题以及振动信号难以从噪声中分离的问题,提出一种基于CEEMDAN（自适应噪声的完全集合经验模态分析）与ICA（独立成分分析）相结合的信号降噪方法。首先对试验采集的干气密封运行时的加速度信号进行CEEMDAN分解得到IMF分量,然后通过ICA变换得到对应独立成分分量并计算其模糊熵值,将模糊熵值不符合条件的分量进行置零,并把符合条件的分量进行重构得到降噪后信号。利用干气密封加速度实验信号进行算法分析验证,证实了该方法相较于其他传统降噪方法更加有效,为干气密封故障诊断提供了一种新的途径。     

An Acoustic Emission Study on the Starting and Stopping Processes of a Dry Gas Seal for Pumps

The starting process and the stopping process of a double dry gas seal for pumps were investigated by acoustic emission (AE) testing. The characteristic frequency band of contact of the seal faces was distinguished from noises in three different comparative experiments. The root mean square (RMS) of the AE signals after band-pass filtering was determined to effectively reflect the contact condition of the seal faces. Based on the characteristics of the AE RMS, both the starting process and the stopping process could be divided into three periods, and a lift-off rotational speed and a touch-down rotational speed were defined. The lift-off speed varied non-monotonically with the inlet pressure. The lift-off speed was smallest at a certain pressure, which meant that at that speed the seal faces lift-off most easily. The behavior of the touch-down speed was similar to that of the lift-off speed, but was a little smaller than the latter. These results reveal the potential of AE technology for monitoring the contact condition of dry gas seals during the starting and stopping processes and may help in the design and operation of the dry gas seals.     

水下机器人传感器及推进器状态监测系统

为了保障水下机器人作业安全,提高其智能程度,提出了基于RBF(径向基函数)网络和FNN(模糊神经网络)的水下机器人传感器及推进器状态监测系统。根据对预处理后的传感器信号进行分析,传感器监测模型检测传感器的故障,并对出现故障的传感器信号进行恢复,将其作为水下机器人的实际运行状态参数提供给推进器监测模型;推进器监测模型输出与传感器实际输出共同作用,通过评价模型即得到了相关推进器的状态信息,并实现了故障定位。某型水下机器人的真实试验数据的计算机仿真结果验证了提出的监测系统的有效性和可靠性。     

粉体介质密封装置的设计改进

含固体颗粒介质的密封装置，常常因固体颗粒进入密封装置引起密封表面破坏。对填料密封设计进行改进，采用填料与迷宫组合密封结构，加气体保护密封方案，允许少量气体高速进入容器内，阻止固体颗粒进入密封腔内，保护密封表面免受破坏，改进设计的密封装置保护气体进入量可以根据固体颗粒大小及状态调节，以达到最经济的操作工况，且运行稳定。     

高压高转速螺旋槽干气密封浮环变形研究

柱面螺旋槽干气密封被应用于高参数工况时,由于浮环容易发生变形,影响密封系统的运行和性能。根据柱面干气密封的结构特点,建立考虑流固耦合下的旋转环和浮环的模型;绘制柱面气膜计算域,利用独有block映射技术的ICEM软件对气膜模型进行跨尺度网格划分;采用Fluent对气膜流场进行模拟计算,提取浮环表面所受气膜承载力的变化函数;结合ANSYS Workbench将变化的气膜压力耦合到浮环固体表面上进行力变形求解,讨论介质压力、转速对变形的影响规律。结果表明:浮环的变形主要表现为沿径向的挤压变形,浮环外边缘处产生最大压缩位移,且最大变形量超过了密封时的平均气膜厚度,说明流场的变化对浮环的变形有一定的影响;浮环的最大变形量及应力值与介质压力、转速呈线性关系增加,其中介质压力起主引导作用。     

双端面机械密封在涡旋式天然气压缩机中的应用

介绍了涡旋式天然气压缩机的总体结构和驱动侧轴端设置的双端面机械密封结构,对双端面机械密封的主要参数特性和计算公式进行了分析,给出了各参数的计算结果,涡旋式天然气压缩机经过400h连续运转试验,双端面机械密封状况良好,无泄漏和磨损现象。     

新型气体离心密封的试验研究

针对密封气体时普通离心密封出现的问题,提出了一种带有连续注排密封液结构的离心密封装置,介绍了该密封的工作原理及其特点。设计并研制了离心密封试验样机,测量并采集了密封介质压力、密封液流量、温度等密封性能参数,研究了性能参数随主轴转速以及密封液注入压力的变化规律。研究表明,新型离心密封适用于高转速下密封气体的场合,而且转速越高,可以密封的介质的压力越高,但搅拌热也越大;而增加密封液注入压力,有利于增大密封液流量,带走更多的搅拌热量。