时域内动态载荷识别的径向基形函数法

为了减小载荷识别过程中的不适定性,稳定地实现动态载荷的时域重构,提出了基于径向基形函数的时域动态载荷识别方法。在离散化系统动力响应卷积关系式的基础上,将载荷在时间域内划分单元,采用径向基函数构造载荷形函数,并在整个时间域内进行组装,得到整体形函数响应矩阵,建立载荷识别的正向模型;在此基础上,利用正则化方法实现动态载荷识别。算例表明,该方法能够有效减小核矩阵的规模,改善核矩阵的病态性,在采样时间步长较大且响应存在测量噪声的情况下,可保证动态载荷反演的稳定性和精确性。     

基于径向基函数神经网络的铣刀磨损监控技术的研究

提出一种基于径向基函数神经网络的铣刀磨损监控方法,径向基函数神经网络的输出是刀具磨损的具体值,这样有利于对刀具磨损进行各种实时补偿。实验表明,利用径向基函数神经网络进行状态识别可对小型立铣刀的磨损进行监控,能够取得良好的效果,同时证明RBF网络的训练速度优于BP网络。     

基于汽车操纵逆问题的蛇行试验分析研究

在驾驶员-汽车二自由度闭环系统模型基础上,进行汽车蛇行试验仿真,通过驾驶员熟练程度参数的差异,模拟不同驾驶员驾驶同一辆车的情况,从而利用径向基网络,建立闭环系统汽车横摆角速度、侧向加速度与方向盘转角之间的映射关系。通过所建立的径向基网络,由横摆角速度、侧向加速度响应来识别汽车的方向盘转角,结果表明了该方法的可行性,并且具有运算速度快,识别精度高以及抗干扰能力比较强的优点。     

一种多自由度振动系统动载荷识别的时域方法

为了解决复杂机械结构输入载荷难以直接测量的问题,基于结构动力学理论,应用Duhamel积分,推导了一种单自由度振动系统动载荷时域识别方法;在此基础上,通过模态坐标变换法,将多自由度振动系统运动方程解耦,以系统加速度响应作为输入,建立了一种多自由度振动系统动载荷识别的时域方法与模型。以一个多自由度的弹簧阻尼系统为对象,研究了载荷识别模型同时在正余弦组合激励、随机激励、三角脉冲激励等三种载荷形式下的稳定性和精确性。研究结果表明:在测量响应无噪声的情况下,载荷识别模型对三种激励的识别均具有很高的精度,识别结果与原始载荷相关系数达到0.99;在测量响应含有30%随机噪声的情况下,三种载荷的识别结果依然有很高的识别精度,相关系数均在0.97以上。     

滚动轴承振动性能试验机的设计及仿真分析

为开展滚动轴承动态可靠性设计方法研究,模拟轴承在机械系统运行过程中的实际外部振动工况,进而获取轴承的振动、温度等数据,进行了滚动轴承振动性能试验机总体结构及各组成部分的设计与选型,通过有限元软件ABAQUS对试验机的振动激励耦合加载过程进行仿真计算,得到了外部振动激励与径向静载荷耦合作用下的振动曲线,分析了径向静载荷对轴向、径向外部振动激励作用效果的影响,验证了外部振动模拟的可行性与试验机设计的合理性。     

径向基函数网络在虚拟加工对象重构中的应用

针对虚拟制造中无加工对象数据的加工过程仿真,提出适用于离散无规则边界测量数据的径向基函数网络方法,以重构加工对象曲面,阐述了径向基函数网络曲面重构的基本理论,分析了径向基函数网络宽度参数的确定方法;给出了径向基函数网络曲面重构函数的具体实现过程,计算了重构的误差.以实例验证了该方法的可行性,并与传统曲面拟合方法相比较,得出该方法的重构精度高,改进了传统曲面拟合在处理非均匀截面数据点时曲面形状的失真和运算的不稳定现象,从而显示了径向基函数网络重构曲面的优越性.     

动态载荷位置识别当量载荷误差判别法

根据线弹性系统的振动特性,采用动载荷识别频域法研究动载荷作用位置识别问题。提出了当量载荷误差判别法,用不同测点响应在相同位置反演出来的当量载荷的误差值建立目标函数,当量载荷误差最小的作用位置就是动载荷的真实作用位置。从单点激励和两点激励方面进行了平面板的载荷位置识别仿真,在加入噪声的情况下效果依然理想,为复杂结构和多个加载位置动载荷识别提供基础。简支梁实验结果表明,该方法能正确识别载荷作用位置,对噪声不敏感,有很好的工程应用前景。     

双相干谱和RBF网络在旋转机械故障诊断中的应用

双相干谱保留了信号的相位信息，可以用来描述非线性相位的耦合，径向基函数网络具有良好的推广能力和分类能力。文中将双相干谱和径向基函数网络结合，提出一种基于双相干谱与径向基函数网络相结合的旋转机械故障诊断方法，即以双相干谱为故障特征向量，以径向基函数网络作为分类器，对旋转机械的故障进行分类，并以转子不平衡、转轴碰摩、油膜涡动为例进行实验研究。实验结果表明，结合双相干谱和径向基函数网络的旋转机械故障诊断方法是有效的。     

基于ART与RBF网络的混合网络模型设计

为了解决自适应共振理论(adaptive resonance theory,ART)网络对新的输入样本处理能力差,网络记忆能力差,径向基(radial basis function,RBF)网络选择径向基函数,确定隐节点数目困难的问题,设计了一种基于ART与RBF网络的混合网络模型。将ART网络的特点引入到RBF网络中,通过ART网络的识别与比较功能快速确定RBF网络最少的隐节点数目,同时通过ART理论中警戒门限的检验在线确定是否合并或删除隐节点。并且引入了异常数据修正方法和模糊预处理方法。通过MATLAB神经网络工具箱,对该混合网络进行仿真试验。结果表明:该方法能够有效地减少隐含在数据中的随机性,加快神经网络收敛速度,提高神经网络的建模精度。     

轻轨锚固螺杆单位脉冲响应信号的稀疏径向基函数网络提取

轻轨锚固螺杆是轻轨交通中连接轨道梁和墩台的关键受力部件,脉冲响应函数的提取是其健康监测的关键和核心技术。引入稀疏优化算法取代经典径向基网络的最小二乘法,构建网络的输入输出方案,引入二维DCT基对学习权值矩阵进行稀疏表示并通过正交匹配追踪算法来获得尽可能稀疏的网络训练权值。将单位脉冲激励信号输入该网络即可获得系统的单位脉冲响应函数。实验结果表明,所构建的稀疏径向基网络能准确提取单位脉冲响应函数,对工程应用具有参考价值。     

变速器渗氮齿轮制造技术的研究

本文介绍了用于变速器的高强度渗氮齿轮制造技术的开发与研究工作。目前，这项工作已取得可喜进展，这将为变速器齿轮的精密化开辟一条崭新的途径。     

磁轴承激励下转子系统动力学特性

为分析磁轴承激励下转子系统的振动机理,应用一维有限元方法建立了双盘转子系统动力学特性计算模型,研究了不同类型磁轴承激励下转子系统的动力学行为。研究结果表明：同向旋转的扫频激励力激发了转子系统的正进动模态,而反向旋转的扫频激励力激发了转子系统的反进动模态,两种情况下转子系统均以圆轨迹进动;由于单向简谐激励力可以分解为同向旋转激励力和反向旋转激励力之和,因此在单向简谐扫频激励力作用下,转子系统的反进动和正进动模态均被激发,转子系统以椭圆轨迹进动;在双向简谐扫频激励力作用下,转子系统的进动方向和进动轨迹取决于两个激励力的相位差。研究成果为评估高压压缩机转子系统稳定性时磁轴承激励方案的选取提供了理论依据。     

Finite element structural analysis of wind turbine gearbox considering tooth contact of internal gear system

Gearbox for wind turbine must be designed to have the sufficient structural strength to sustain the extreme torque and forces transferred from rotor blades. Traditionally, the structural analysis of gearbox has been made using the simplified FEM models in which the contacts between gear teeth are replaced with the equivalent forces acting on the gear shafts, because the consideration of the detailed internal gear transmission system requires a huge number of degrees of freedom. But, the traditional method can neither accurately reflect the gear transmission forces, nor is it preferable for the dynamic analysis. In order to solve these problems, a structural analysis method considering the tooth contact of internal gear system is introduced in this paper. The actual tooth contact between a pair of gears is modeled with spring elements and the spring constants are determined through the stiffness analysis of gear teeth. The current analysis technique is justified through the comparison with the simplified gear system model and applied to the structural analysis of a 2-stage differentialtype gearbox for wind turbine.     

齿轮啮合内部动态激励数值根据

把具有内部激励和时变刚度齿轮系统非线性微分方程变换为近似的线性微分方程,把时变刚度激励、误差激励、啮合冲击激励作为右端顶。时变刚度曲线用轮齿三维接触有限元方法求得,啮合冲击激励力用轮齿三维 冲击－动力接触有限元混合法求得。误差激励按精度等级确定的齿轮偏差进行模拟。把激励力作用在整个齿轮系统的三维有限元模型上,以便求得其振动响应。     

激励源识别的相似性判定实验研究

以两端弹性支撑梁为研究对象,测量了激励力作用下测点（测点数大于激励点数）的时域响应及相应测点的加速度导纳,并利用最小二乘法间接估算了激励力。针对激励频率处响应受噪声干扰小、信噪比高的特点,提出了基于估算力曲线分段相似性的激励频率判定方法。采用该方法进行了激励频率判定分析,并将其结果与传统识别结果进行了对比。对比结果表明,该方法有效地降低了误识别率,并实现了激励频率判定的半智能化。     

金属带式无级变速传动的动力学分析

通过分析金属带式CVT装置传动过程中金属块、金属环和带轮的工作原理和受力关系,导出了求解金属块挤推力、金属环张力及带轮轴向力的数学式.给出了带轮最小轴向力的求解方法,对不同工况下金属环张力、金属块挤推力和带轮轴向力的大小进行了求解,获得了相应的载荷分配及受力规律.为无级变速器的强度设计和液压系统的控制奠定了理论基础.     

Experimental determination of the stiffness and damping coefficients of fluid film bearings by means of step forces

A method of identifying bearing dynamic coefficients by means of step forces is described. Obtaining an accurate fast Fourier transform of the rapidly varying step function is difficult since the limitations of real time analysis by minicomputer make truncation necessary. This paper therefore proposes a feasible approach to direct analysis of the spectrum of the step function and introduces its application to measure the stiffness and damping coefficients of journal bearings. The approach followed is to use a step exciting force on the test bearings. By using the proposed direct spectrum analysis method, the transfer functions of the bearing systems and eventually the dynamic coefficients of the journal bearings can be derived.     

A new feature for monitoring the condition of gearboxes in non-stationary operating conditions

The paper introduces a new diagnostic feature, which can be used for monitoring the condition of planetary gearboxes in time-variable operating conditions. The novel approach (originally presented in W. Bartelmus, R. Zimroz, Vibration condition monitoring of planetary gearbox under varying external load, Mechanical Systems and Signal Processing 23 (2009) 246–257) exploits the fact that a planetary gearbox in bad condition is more susceptible (yielding) to load than the gearbox in good condition. The diagnostic method based on the new diagnostic feature is very simple: one needs to capture signals for different external load values and calculate a simple spectrum based feature versus operating conditions indicator (current or instantaneous rotation speed). In a certain range of operating conditions the diagnostic relation (i.e. the dependence between the spectral features and the operating conditions indicator) is linear. However, since a gearbox in bad condition is more susceptible to load than the gearbox in good condition the relation will be different for the two cases. Using a simple regression equation one can calculate the slope of the straight line, which expresses the new diagnostic feature. The method is very quick, technically simple, robust and intuitive. This approach has been used for diagnosing the very complex high-power planetary gearbox used in bucket wheel excavators.     

准双曲面齿轮系统振动的理论分析与试验研究

利用振动理论、动力分析有限元法,对准双曲面齿轮系统在动态激励下的动态响应进行了分析和预估.搭建了准双曲面齿轮传动系统的实验平台,测量了准双曲面齿轮箱轴承座的横向、纵向和轴向振动响应和箱体表面振动加速度响应.研究了准双曲面齿轮系统的完全耦合振动问题,为准双曲面齿轮系统的动态设计提供理论基础.     

Characteristics of wave exciting forces on a very large floating structure with submerged-plate

In this study, we focus on the submerged plate built into the Very Large Floating Structure with the partial openings of 5m long, which enables the reverse flow of incident wave to generate the wave breaking. The purpose of this study is to investigate the characteristics of wave exciting forces acting on the submerged plate and the fore part ofVLFS. Firstly, we have carried out the extensive experiments to understand the characteristics of the wave exciting forces. Then we have performed the numerical simulations by applying the Marker and Cell method (MAC method) and compared with the experimental results. We discuss the validity ofMAC method and the effects of the submerged plate on the motion of VLFS. As a result, we get the conclusion that the submerged plate is useful for reducing the wave exciting forces acting on the structure behind the submerged plate.