基于IHB法的转子系统松动故障特性研究

针对含支座松动故障Jeffcott转子系统,提出了一种区别于传统分段线性的连续松动模型。在此基础上,建立了系统的非线性微分方程。采用IHB法求解系统非线性微分方程,并将仿真与迭代算法融合求得系统振动响应周期解。随后,绘制出系统的时域波形、频域谱图、相图及Poincare截面图,对故障系统的动力学特性进行分析。研究证实了连续松动模型的可靠性与IHB法求解非线性系统的可行性,为松动的故障诊断提供了理论依据。     

自感知电涡流阻尼器建模与特性研究

随着国民经济的快速发展,发生在高速旋转机械中的振动有可能会影响或限制系统的正常工作,给生产、生活造成不可估量的损失,机械振动控制已成为近年来的研究热点之一,在工程实践中,通常又采用外加阻尼的方法抑制机械振动。本文研究一种可用于旋转元件振动抑制的自感知电涡流阻尼器,借助双线圈透射式电涡流检测方法设计自感知阻尼器结构,依据电涡流效应及电磁力产生原理分析其工作原理,应用阻抗分析理论及电磁理论分别建立了阻尼器的感知模型及作动模型,实例仿真分析阻尼器的参数特性,探讨振动位移与阻尼器输入和输出间的变化关系。最后,实验验证了理论建模的正确性及阻尼器的自感知功能。     

钢丝绳电磁检测信号的时空域理论分析

钢丝绳电磁检测信号是一种与时间及缺陷位置相关的时空域信号,采用虚拟无限多探头技术,借助Dirac delta函数,建立传感器探头信号的时空域数学模型.通过离散周期信号频谱分析原理讨论时空域信号的频谱特性,利用多采样率原理研究探头运动速度对输出信号频谱的影响.参照时域采样定理,定义及研究空域信号采样定理,空域信号的固有频率与缺陷形式、传感器作用域等特性有关,传感器的运动以其截面中心点为考察点,分别考查多种传感器作用域与缺陷形式下的空域信号固有特性.对时空域信号的时域频率与空域频率进行归一化处理,考查时域频率与空域频率不同关系下的时空域信号采样频率的选择与采样方案的确定,得出统一的时空域信号采样定理.实例分析探头作用域、运动速度、时域信号等对时空域信号采样的影响,进一步验证时空域信号采样定理的正确性.研究成果可推广到相关检测系统等应用场合,所提出的时空域信号采样定理具有一定的普适性.     

基于多普勒效应的超声波测振系统设计

连续超声波束遇到振动物体表面会产生多普勒效应,文中据此设计了超声波测振系统,其主要由超声波发射接收模块、数据采集和信号处理模块等组成。发射探头发出超声波后,接收探头获得由振动物体表面反射的超声波信号,通过数据采集卡转换为数字信号,再采用微分鉴相方法获取原振动信号,实现物体的振动测量。最后,对该超声波测振系统进行了实验,结果证实了该超声波测振系统的有效性。     

主动式电磁检测技术理论研究

针对传统电磁检测技术不能适应复杂环境下工件缺陷检测的情况,提出了主动式电磁检测技术,该技术能根据工件厚度对装置进行主动调整。在设计主动式电磁检测装置的基础上,重点对其中的工件厚度测量方法进行研究。建立了基于透射式涡流检测的工件厚度测量模型,利用Matlab软件对模型进行仿真分析,最后搭建实验平台进行两组工件厚度测量实验,对比实验检测结果与理论计算值,两组实验检测误差分别为0.76%及1.46%。仿真及实验结果表明:基于透射式涡流检测建立的工件厚度测量模型是可行的。     

列车车轴-轴承过盈配合面接触应力分析

在列车运行过程中,车轴 轴承过盈配合面将发生微动而造成微动损伤,接触应力是影响过盈配合面微动损伤的主要因素之一。以CRH2动车组的车轴和轴承为对象,利用有限元软件ABAQUS建立车轴 轴承过盈配合面的接触模型,研究了过盈量、摩擦系数对接触应力的影响。结果表明：过盈量对配合面接触压力的影响较大,接触应力随着过盈量的增加而增大,且在配合面接触边缘区域产生最大应力,存在应力集中现象;而摩擦系数对配合面接触应力的影响较小。     

基于BP神经网络的钢丝绳电涡流无损定量检测技术

钢丝绳在建筑、旅游、运输等行业中已得到了广泛应用,由其断丝、磨损等缺陷所引起的安全隐患备受人们关注。采用双探头低频透射式钢丝绳电涡流无损检测方案,选取感应信号相对于激励信号的峰-峰值差和相位差作为特征量,采用数字式峰-峰值算法和占空比原理计算信号特征量。应用BP神经网络对钢丝绳缺陷进行自动识别,以钢丝绳型号及其缺陷特征量为网络输入,以是否存在断丝及断丝数量为网络输出,通过离线训练方法获取神经网络辨识模型。对实验数据进行识别,结果表明BP神经网络能对断丝缺陷及其数量进行有效的定性及定量识别。     

土压平衡顶管机液压主顶系统设计

针对土压平衡顶管机基本动作需求设计了液压主顶系统,对液压主顶系统的工况进行分析,得出液压主顶系统的总顶力以及油缸最大顶力。根据油缸最大顶力进一步计算了液压主顶系统的主要参数,并通过方案对比对液压主顶系统的同步回路、方向控制回路和供油方式进行设计。对液压主顶系统的压力损失和工作温度进行验算,结果表明:该液压主顶系统的压力损失和工作温度在适宜范围内,系统可正常工作。     

具时滞单级倒立摆系统的稳定性分析

倒立摆本身是一个自然不稳定系统,时滞的存在更加恶化了系统性能。基于牛顿动力学方法建立了具时滞单级倒立摆系统的动力学模型,采用PID策略实施控制。将时滞环节采用一阶对称Padé逼近,得到系统的特征方程,利用Routh稳定判据和符号计算法计算出控制系统临界稳定的时滞量。仿真实验结果表明,时滞的存在降低了控制效果,甚至导致控制系统失效。     

基于模糊自整定PID算法的压电柔性机械臂振动控制研究

柔性臂运行过程中的振动降低了其定位和操作精度,不同控制算法时的柔性臂抑振效果也不相同。针对刚-柔-电耦合的双连杆压电柔性机械臂,提出基于模糊自整定PID算法的柔性臂振动主动控制方法。利用MATLAB软件中的模糊工具箱,建立有效的模糊规则,实现了PID参数在线自整定模糊控制系统的设计与仿真。与常规PID控制算法相比较,仿真及实验结果表明:两种算法均能抑制柔性机械臂的振动,但模糊自整定PID控制器具有响应快、鲁棒性好、调整方便等优点,并更好地改善了控制系统的动态性能。