扭振信号拓扑网络的轧机动态扭矩测量

为解决实际测试中轧机传动系统关键点处动态扭矩不易同时测量的难题，提出一种扭振信号拓扑网络的轧机动态扭矩测量方法。通过把扭振计算的力矩和转角位移看作系统的输入输出信号，依据拓扑思想，建立信号之间的扭振信号拓扑网络模型。把有限实测点的测试数据代入扭振信号拓扑网络模型，可获得传动系统中其它关键点处的扭振参数值。轧机实际现场扭矩测试和数据分析处理结果验证了理论推导的正确性。这为轧机现场监测中不易同时布置传感器且非同轴的关键测点的振动参量获取提供了有效方法。通过编制程序可以实现轧机扭振在线监测和故障分析，从而保证轧机正常平稳运行。     

轧机主传动系统扭振盲测点测量模型的研究

为解决轧机主传动系统实际测试中不可测点处物理参数测取的难题，构造了一类连续轴段质量扭振分析模型，并推导出轴段上盲测点处的扭振参数计算公式。通过把实测点的测试数据代入盲测点计算公式，可计算盲测点的振动参数。轧机实际现场扭矩测试和数据分析处理结果验证了理论推导的正确性。这为轧机现场监测中一些不易布置传感器关键点处的物理量测取提供了理论依据和技术支持，通过编制程序可以实现轧机在线系统监测和故障分析，从而确保轧机正常平稳运行。     

负载谐波诱发轧机主传动机电耦合扭振仿真研究

现场测试发现:轧机在轧制过程中由于负载谐波频率与轧机机械传动系统固有频率接近时使得主传动系统发生强烈扭振。该文结合现场参数,通过计算机仿真,得出负载谐波力矩会引发电机转速振荡,而在机电耦合作用下电机转速振荡会激发电机输出相同频率的电磁力矩,当含有与机械系统固有频率相接近频率的谐波力矩和电磁力矩作用在轧机主传动系统两端时,主传动系统将会出现强烈的扭振。仿真结果验证了存在这种振动,为抑振措施提供理论基础。     

基于激光多普勒效应的回转机械振动测量方法

为了测量恒定转速上叠加的随机波动转速引起的振动,分析了回转机械转轴瞬时转速的表达关系,采用激光多普勒测量转轴瞬时转速的方法,测出了恒定转速上叠加的随机波动转速引起的振动。提出了一种信号处理方法,有效地克服了激光多普勒信号信噪比小、信号有时出现丢失的现象。对某电机(振动由于偏心引起的,最大转速为4000r/min)升降速阶段的振动进行测试。结果表明,此方法能够测试出恒定的转速上叠加的随机波动转速引起的振动。     

多自由度轧机传动系统非线性非主共振扭振特性

建立含参激多自由度轧机传动系统非线性扭振动力学模型,通过坐标变换将非线性方程组解耦成独立方程,采用多尺度法得到电机扰动力矩和轧制负载力矩共同作用下非线性系统的幅频响应方程。以某厂1780轧机传动系统为实际算例,将其简化成4自由度非线性扭振模型,通过实际参数分析了非线性刚度、非线性阻尼、接轴倾角、电机扰动力矩以及轧制张力波动对传动系统超谐波共振、亚谐波共振及组合共振幅频特性的影响。用数值仿真与解析结果相比较,验证解析方法的有效性。研究结果为外扰影响下的轧机传动系统扭振特性提供一定的理论指导和参考。     

激光多普勒扭矩非接触测量的研究

基于激光多普勒效应测量转轴单截面转速的原理,通过测量双截面的转速进而求两截面的转速差。对转速差进行积分得到在扭矩作用下转轴两截面的相对扭转角,从而得到转轴扭矩,实现传动轴扭矩的非接触测量。同时,设计了实验系统并在扭矩实验平台进行了实验,实验结果表明,激光多普勒法与传统扭矩测量方法的相对误差小于0.2%,说明激光多普勒法具有较高的测量精度。     

激光测量回转机械振动的新方法

为了测量恒定转速上叠加的随机波动转速引起的振动,分析了回转机械转轴瞬时转速的表达关系,采用激光多普勒测量转轴瞬时转速的方法,测出了恒定转速上叠加的随机波动转速引起的振动.提出了一种信号处理方法,有效地克服了激光多普勒信号信噪比小、信号有时出现丢失的现象.对某电机升降速阶段的振动进行测试,振动是由于偏心引起的,电机的最大转速为4000 r/min.结果表明,此方法能够测试出恒定的转速上叠加的随机波动转速引起的振动.     

传动轴的扭振测试结果的分析

从扭振测试系统的构成、扭振角信号的采集及扭振测试系统的实现做了详细的介绍,在对某器件的传动轴进行测试后,通过分析转速和扭振角的关系、加速度和扭振角的关系,从而对测试结果做了有针对性的分析。     

利用瞬时转速波动诊断斯特林发动机运行故障

介绍了利用斯特林发动机的瞬时转速诊断其运行故障的研究.对斯特林发动机的瞬时转速波动进行了仿真计算;开发了斯特林发动机的瞬时转速监测系统;并对某型斯特林发动机的瞬时转速进行了实测和分析处理,提取了故障诊断的特征参数.实机测量和仿真计算的瞬时转速波形一致,且故障诊断的特征参数对故障的反映灵敏,此研究为诊断斯特林发动机的运行故障提供了可行的方法.     

两自由度轧机非线性扭振系统的振动特性及失稳研究

建立了含有非线性刚度和非线性摩擦阻尼的两自由度轧机非线性扭振动力学方程,研究了该非线性方程在电机加载力矩作用下的振动特性。首先通过坐标变换消除恒定加载力矩影响,得到轧机在稳态点附近的等效非线性扭振方程。其次采用平均法得到轧机受外部周期激励时的主共振幅频方程,并应用奇异性理论得到系统的转迁集以及系统出现各种分岔行为的条件。最后以某轧机实际参数为例,研究了不同非线性因素对轧机传动系统的幅频特性影响以及轧机出现失稳振动的条件,这为研究和抑制轧机传动系统的扭振提供了理论基础     

旋转复合材料薄壁轴的不平衡非线性弯曲振动

研究几何非线性复合材料薄壁轴在偏心激励作用下的非线性振动特性。在轴的应变位移关系中引入Von Kármán几何非线性,基于Hamilton原理和变分渐进法(VAM)导出复合材料传动轴的拉-弯-扭耦合非线性振动偏微分方程组。为了着重研究轴的横向弯曲非线性振动特性,在上述模型中忽略轴向变形和扭转变形,得到轴的横向弯曲非线性振动偏微分方程,其中考虑了黏滞外阻和内阻的影响。采用Galerkin法,将偏微分方程转离散化为常微分方程,在此基础上利用四阶Runge-Kutta法对常微分方程组进行数值模拟,获得位移时间响应图、相平面图和功率谱图,研究了外阻、内组、偏心距和转速对非线性振动响应的影响,发现旋转复合材料薄壁轴存在混沌运动。     

一种基于流形学习和 KNN算法的柴油机工况识别方法

不同负荷状态下的柴油机振动、温度、转速等信号显著不同,而机组故障信号特征往往淹没在随负荷变化而剧烈变化的信号中,因此变负荷状态下的柴油机故障监测诊断难度较大,一直困扰着柴油机的实际故障诊断工作。本文提出了一种基于流形学习和KNN算法的柴油机工况识别方法,为柴油机变负荷工况下故障监测预警打下基础。方法融合机组的多源信号特征构建特征向量,通过流形学习t-分布邻域嵌入算法（t-SNE）实现特征向量的维数约简和敏感特征提取,采用K最近邻分类算法（KNN）完成柴油机运行负荷状态的自动分类。正常及故障状态下的柴油机信号验证了方法的有效性和实用性。     

六辊轧机扭振动态建模及与板带钢质量关系研究

考虑轧机扭振与辊系沿轴向动态特性和板带材质量的关系,基于连续体动力学建立了六辊轧机扭振动力学模型,包括轧机辊系等效模型和辊身与辊径过渡部分等效模型。根据轧制速度与轧辊角速度的关系,建立了板带钢前后张力、轧制力等参数与辊系扭振的关系模型。基于所建模型对某六辊轧机施加位移激励模拟扭振情况,仿真分析了轧机辊系和板带钢在扭振激励下的三维动态响应。仿真结果表明,轧辊角位移和角速度沿辊身长度方向波动较小;轧辊扭振使轧制压力、前张应力和后张应力横向分布发生不同程度的波动,扭振对前张应力分布影响较大,即对板带钢板形产生影响,且传动侧的波动幅值大于操作侧。     

某多用途货车传动系扭振试验分析与优化

某多用途货车加速行驶时,在发动机转速1200 r/min~1500 r/min范围内,传动系出现明显振动,影响整车NVH品质。针对此问题在传动系关键节点处加装传感器,对车辆6个前进挡在加速工况下进行扭振测试,由数据处理获得传动系各部位的角加速度振幅随发动机转速变化的关系。分析获得各部位振动的主要阶次,确定发动机2阶激励是引起扭振的主要原因。通过对车辆扭振特性的分析,确定传动轴和后桥是扭振的主要部位。为解决传动系统扭振问题,将传动系简化成12个集中质量的扭转振动系统模型,分析离合器扭转减振器主减振级扭转刚度和阻尼力矩参数对传动系扭振的影响规律。提出改善传动系扭振解决方案,并确定优化后扭转减振器参数,测试结果表明扭振得到明显改善。     

齿轮耦合影响转子滑动轴承系统稳定性的理论证明

从理论上证明齿轮耦合的转子滑动轴承系统的稳定性与转子系统的扭转动力学参数有关,齿轮耦合使系统的失稳转速下降、稳定性裕度降低;由于齿轮耦合,转子的横向振动与扭转振动之间发生能量交换,转子的扭转振动亦受到来自滑动轴承油膜的阻尼作用,从而使转子横向振动受到的轴承油膜阻尼作用减小,导致整个转子系统的失稳转速下降、稳定性降低.     

A matrix for the solution of mixed rotating and non-rotating vibration systems

A method is presented based on matrix algebra for the dynamic analysis of a mixed rotating and non-rotating vibration system. Such systems occur in practice when turbo-alternator sets are mounted on flexible steel foundations. The mathematical model considered consists of a rotating non-uniform, bi-symmetric shaft connected via three or more flexible-film bearings to a flexible structure throughout which mass is distributed. The shaft, which is assumed to rotate at constant speed, is heavy, flexible and carries several rigid axi-symmetric discs. Viscous damping is assumed to act in all parts of the system and gravitational effects are ignored.