局部均值分解与经验模式分解的对比研究

摘要：介绍了一种新的非平稳信号分析方法——局部均值分解（Local mean decomposition,简称LMD）。 LMD方法可以自适应地将任何一个复杂信号分解为若干个具有一定物理意义的PF（Product function）分量之和,其中每个PF分量为一个包络信号和一个纯调频信号的乘积,从而获得原始信号完整的时频分布。本文首先介绍了LMD方法,然后将LMD方法对仿真信号进行了分析,取得了满意的效果,最后将其和经验模式分解EMD（Empirical mode decomposition）方法进行了对比,结果表明在端点效应、迭代次数等方面LMD方法要优于EMD方法。
     

热处理对TLM钛合金管材组织及力学性能的影响

采用规格为Ф4.0 mm×0.3 mm冷轧TLM(Ti-25Nb-3Zr-3Mo-2Sn,TLM))合金细径薄壁管材,分别在660,720℃进行固溶处理以及对720℃固溶态管材在510℃进行时效处理,利用金相显微镜、XRD、室温拉伸及断口观察分析了固溶、时效对管材组织、力学性能的影响。不同固溶态管材均为等轴组织,随着固溶温度升高,平均晶粒尺寸增大。相变点以上的固溶组织由β相和α'相组成,相变点以下固溶组织还有少量α相。时效过程中,针状的α相在晶界析出更快,合金相变化过程为β+α'→β+α'+α→β+α,时效时间大于3 h时,α相的析出使应力-应变曲线的"双屈服"特征减弱;随着时效时间的延长,抗拉强度、屈服强度及弹性模量升高,而延伸率降低。综合分析表明:720℃+510℃,3 h时效态具有较好的综合力学性能。     

煤焦油石油焦浆成浆特性实验研究

通过研究煤焦油石油焦浆的成浆特性、流变性以及稳定性,考虑了浆体温度和添加剂对油焦浆成浆特性的影响。随浆体温度的升高,油焦浆的黏度逐渐下降。往浆体中加入了十二烷基苯磺酸钠或op乳化剂后,浆体的黏度随温度的升高下降更加迅速。当石油焦浓度小于30%时,浆体呈现出剪切变稠的胀塑性流体特性;随浓度的增大,当浓度大于40%的情况下,浆体呈现出剪切变稀的假塑性流体特性。油焦浆的稳定性较差,通过加入十二烷基苯磺酸钠或op乳化剂,可以使浆体在静置3 d和7 d后仍保持较好的流动性和稳定性,但随浆体浓度的增大,稳定性能会降低,特别是当石油焦浓度超过50%后,浆体将无法稳定保存3 d以上。     

基于局部特征尺度分解的经验包络解调方法及其在机械故障诊断中的应用

提出一种基于局部特征尺度分解(Local characteristic-scale decomposition, LCD)和经验包络(Empirical envelope method, EE)解调的非平稳信号分析方法。该方法通过局部特征尺度分解将一个复杂信号自适应地分解为若干个内禀尺度分量之和,对得到的各个内禀尺度分量进行经验包络解调,得到各个分量信号的瞬时幅值和瞬时频率信息,从而得到原始信号完整的时频分布。采用仿真信号将基于LCD和EE解调的时频分析方法和希尔伯特黄变换方法进行对比,结果表明,新提出的信号分解和解调方法在抑制端点效应和迭代所需时间,瞬时特征的精确性等方面优于希尔伯特黄变换方法。针对滚动轴承和齿轮故障振动信号的调制特点,将基于LCD和EE的时频分析方法引入机械故障诊断中,对试验信号的分析结果表明,基于LCD和EE的时频分析方法能有效地提取机械故障振动信号的特征。     

下肢外骨骼机器人交互力激励估计与稳定性分析

为解决下肢外骨骼助行稳定性判据忽略人机交互需求的问题,提出了一种考虑人机交互力的助行稳定性判别和助行速度优化方法。首先,建立并分析了人行走和人-机协同行走的倒立摆模型,并融合质心加速度和足底压力信息来间接表达难以测量的人机交互力,进而给出了CoM-CoP-CoA（质心-足压中心-加速度合成点）数学表达式,探究了人机交互力对外骨骼助行稳定性的影响。其次,在上述数学表达式的基础上,采用区域比较法,提出了基于矩阵不等式的外骨骼助行稳定性判据。再次,为探究助行速度与稳定裕度的关联关系,通过改进的稳定裕度描述法,提出了一种稳定裕度评价函数,用以优化外骨骼的助行速度。最后,开展了3种助行速度下的人机协同行走对比实验,分析了实验结果,并优化了人机协同行走时的速度。实验结果表明,所提出的稳定性判据和评价函数能够实现对外骨骼助行稳定性的判别及助行速度的优化。     

基于LCD降噪和VPMCD的滚动轴承故障诊断方法

提出了一种基于局部特征尺度分解(LCD)降噪和多变量预测模型(VPMCD)的滚动轴承故障诊断方法。该方法首先采用LCD对滚动轴承振动信号进行降噪;然后计算降噪后信号在不同维数下的模糊熵,并以模糊熵为特征值,采用VPMCD方法建立模糊熵的预测模型;最后用所建立的模型来预测待分类样本的特征值,把预测结果作为分类依据进行模式识别。实验分析结果表明,采用LCD方法降噪可以有效地提高VPMCD的分类性能,与神经网络、支持向量机等分类器相比,VPMCD方法可以更准确、更有效地识别滚动轴承的工作状态和故障类型。     

川西丹巴地区燕子沟金矿床控矿构造特征分析

运用节理等密图、节理玫瑰花图分析了矿床在成矿期的主应力,对比区域构造演化历史,对矿床发育的断裂和节理进行了分类,确定了控矿断裂的级别和期次并与控矿节理相互配套,分析了矿床的构造控矿机制与成矿规律。分析认为成矿期的主应力方向为NNE-SSW,矿(化)体主要以雁列脉状矿(化)体的形式产出,控矿断裂的级别主要分为3级,成矿可划分为3个阶段。结合成矿地质背景和矿床地质特征,指出了今后找矿方向。     

基于局部均值分解的阶次跟踪分析及其在齿轮故障诊断中的应用

针对齿轮升降速过程中故障振动信号为多分量的调制信号以及故障特征频率随转速变化的特点,将局部均值分解（LMD）与阶次跟踪分析相结合,提出了一种新的齿轮故障诊断方法。首先采用阶次重采样将齿轮的时域振动信号转换为角域平稳信号,然后对角域信号进行LMD分解,得到若干个乘积函数（PF）分量,最后对各个PF分量的瞬时幅值进行频谱分析来提取齿轮的故障特征。通过对齿轮齿根裂纹故障试验振动信号的分析可知,该方法能有效地提取齿轮故障特征。     

索杆张力结构的构件长度误差效应

针对构件长度误差会造成索杆张力结构的实际预张力偏离设计值这一问题,建立构件长度误差效应分析问题的数学模型,采用悬链线索单元及精确协调方程以确保计算精度.利用动力松弛法来进行求解,避免了刚度矩阵的建立.建立反映预张力偏差和长度误差关系的敏感性矩阵.考虑到结构的实际施工成形是以张拉索索力来控制的,基于牛顿法提出存在索力约束条件的长度误差效应求解方法.以一个实际工程中的索 桅杆张力系统作为算例,通过4种不同张拉方案下的长度误差效应敏感性分析,表明了索杆张力结构的张拉方案评价必须考虑长度误差效应的控制效率.     

合金元素对无铅钎料超电势的影响

针对目前国内外对无铅钎料的研究,提出了以Sn为基体,添加Cu、Ag、Bi、Sb和RE形成多元合金的无铅钎料,分析了上述五种合金元素对其超电势的影响。Bi对于降低钎料超电势起显著作用,而Ag的加入在小范围内使超电势提高。