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变分模态分解与谱峭度法在齿轮箱故障诊断中的应用
被引量：
9
1
作者
徐甜甜
孙文磊
+1 位作者
王宏伟
余梦
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2020年第6期873-878,共6页
针对齿轮箱故障信号为多分量非平稳非线性的振动信号、故障特征提取困难等问题,提出变分模态分解(VMD)结合谱峭度法的齿轮箱故障特征诊断方法。首先对振动信号进行VMD分解得到若干分量信号,根据相关系数法选取相关系数最大的分量作为最...
针对齿轮箱故障信号为多分量非平稳非线性的振动信号、故障特征提取困难等问题,提出变分模态分解(VMD)结合谱峭度法的齿轮箱故障特征诊断方法。首先对振动信号进行VMD分解得到若干分量信号,根据相关系数法选取相关系数最大的分量作为最优分量,然后对最优分量进行快速谱峭度计算并进行带通滤波,突出故障的冲击成分,最后通过分析滤波信号包络谱中故障频率成分实现故障诊断。实验数据分析结果表明该方法成功地诊断出了齿轮箱齿轮的故障。
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关键词
变分模态分解
快速
谱
峭
度
法
齿轮
包络解调
故障诊断
下载PDF
职称材料
多级齿轮传动裂纹故障频率分析与特征提取
被引量：
3
2
作者
申勇
章翔峰
+4 位作者
周建星
姜宏
王成龙
乔帅
马铜伟
《振动．测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2022年第2期328-334,410,共8页
为分析含裂纹的多级齿轮传动系统故障特征,判析其故障成分,首先,通过有限元法建立了裂纹故障下的直齿圆柱齿轮三维接触模型,计算了齿轮啮合时变刚度;其次,综合考虑了轴承支撑刚度以及传动轴柔性,建立了含齿轮裂纹的二级齿轮传动系统有...
为分析含裂纹的多级齿轮传动系统故障特征,判析其故障成分,首先,通过有限元法建立了裂纹故障下的直齿圆柱齿轮三维接触模型,计算了齿轮啮合时变刚度;其次,综合考虑了轴承支撑刚度以及传动轴柔性,建立了含齿轮裂纹的二级齿轮传动系统有限元动力学模型,依此求解了不同裂纹位置的振动响应;最后,针对试验信号信噪比不理想、能量分布不均匀等问题采用变分模态分解(variational mode decomposition,简称VMD)结合快速峭度图(fast spectral kurtosis,简称FSK)对故障成分进行提取,分析了裂纹位置与故障频率的相关性。结果表明:由于裂纹的存在,系统振动响应在时域历程中出现周期性冲击,且频域中表现为在该级齿轮副啮合频率及其倍频附近出现边频调制,其边频谱线间隔为故障齿所在轴的转频;VMD-FSK法在噪声环境下可有效提取其故障特征且鲁棒性较好。分析结果可为齿轮故障判别及定位提供理论依据。
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关键词
齿轮裂纹
时变啮合刚
度
振动特性
分模态分解
快速
谱
峭
度
法
下载PDF
职称材料
基于FSK-CNN的轴承故障诊断研究
被引量：
1
3
作者
贾晗
尚前明
高海波
《应用科技》
CAS
2023年第2期128-133,共6页
在旋转机械设备的运维保障过程中,采用基于专家经验的传统故障检测方法难以对轴承的健康状态做出实时的状态检测。针对这一问题,本文提出一种基于快速谱峭度与卷积神经网络(FSK-CNN)的故障诊断方法。首先采用快速谱峭度(FSK)法对振动信...
在旋转机械设备的运维保障过程中,采用基于专家经验的传统故障检测方法难以对轴承的健康状态做出实时的状态检测。针对这一问题,本文提出一种基于快速谱峭度与卷积神经网络(FSK-CNN)的故障诊断方法。首先采用快速谱峭度(FSK)法对振动信号进行特征提取,将一维时域信号转化为二维的谱峭度图;之后,采用一种结合卷积注意力模块(CBAM)的卷积神经网络模型完成故障分类。试验结果表明,快速谱峭度法可以有效提取轴承振动信号故障特征,引入卷积注意力模块对传统卷积神经网络模型具有明显的优化作用,FSK-CNN的故障诊断方法对于10种不同的轴承故障类型的诊断准确率可以达到99%。
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关键词
故障诊断
快速
谱
峭
度
法
神经网络
卷积注意力模块
旋转机械设备
谱
峭
度
图
振动信号
运维保障
下载PDF
职称材料
考虑信号传递路径的行星齿轮传动太阳轮裂纹故障响应分析
4
作者
姚俊
章翔峰
+3 位作者
周建星
谢高敏
王烨锋
解开泰
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第6期1714-1722,共9页
为研究振动信号传递路径对行星齿轮传动系统太阳轮裂纹故障响应的影响,采用有限元法建立齿圈结构动力学分析模型,对比分析了考虑与未考虑传递路径的齿圈振动响应,验证了模型中传递路径的时变效应以及模型的有效性。开展了太阳轮裂纹故...
为研究振动信号传递路径对行星齿轮传动系统太阳轮裂纹故障响应的影响,采用有限元法建立齿圈结构动力学分析模型,对比分析了考虑与未考虑传递路径的齿圈振动响应,验证了模型中传递路径的时变效应以及模型的有效性。开展了太阳轮裂纹故障试验,采用快速谱峭度法(Fast Spectral Kurtosis,FSK)对实验信号进行降噪以及故障特征提取,验证了太阳轮裂纹故障仿真结果的准确性。结果表明:仅考虑与太阳轮故障齿啮合的行星轮的传递信号时,故障信号在路径中的传递随距离增加呈现不断衰减趋势;当考虑所有行星轮的传递信号时,故障信号出现调制现象,随传递距离增加呈现衰减或增加趋势。
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关键词
行星齿轮传动系统
齿裂纹
传递路径
快速
谱
峭
度
法
下载PDF
职称材料
题名
变分模态分解与谱峭度法在齿轮箱故障诊断中的应用
被引量：
9
1
作者
徐甜甜
孙文磊
王宏伟
余梦
机构
新疆大学机械工程学院
出处
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2020年第6期873-878,共6页
基金
国家自然科学基金项目(51565055)
自治区科技援疆计划项目(2017E0276)资助。
文摘
针对齿轮箱故障信号为多分量非平稳非线性的振动信号、故障特征提取困难等问题,提出变分模态分解(VMD)结合谱峭度法的齿轮箱故障特征诊断方法。首先对振动信号进行VMD分解得到若干分量信号,根据相关系数法选取相关系数最大的分量作为最优分量,然后对最优分量进行快速谱峭度计算并进行带通滤波,突出故障的冲击成分,最后通过分析滤波信号包络谱中故障频率成分实现故障诊断。实验数据分析结果表明该方法成功地诊断出了齿轮箱齿轮的故障。
关键词
变分模态分解
快速
谱
峭
度
法
齿轮
包络解调
故障诊断
Keywords
variational mode decomposition
fast spectral kurtosis
gear
envelope demodulation
fault diagnosis
correlation coefficient criterion
分类号
TH165 [机械工程—机械制造及自动化]
下载PDF
职称材料
题名
多级齿轮传动裂纹故障频率分析与特征提取
被引量：
3
2
作者
申勇
章翔峰
周建星
姜宏
王成龙
乔帅
马铜伟
机构
新疆大学机械工程学院
出处
《振动．测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2022年第2期328-334,410,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51865054,51765061)
新疆维吾尔自治区自然科学基金资助项目(2018D01C043)
新疆大学自然科学基金资助项目(BS180216)。
文摘
为分析含裂纹的多级齿轮传动系统故障特征,判析其故障成分,首先,通过有限元法建立了裂纹故障下的直齿圆柱齿轮三维接触模型,计算了齿轮啮合时变刚度;其次,综合考虑了轴承支撑刚度以及传动轴柔性,建立了含齿轮裂纹的二级齿轮传动系统有限元动力学模型,依此求解了不同裂纹位置的振动响应;最后,针对试验信号信噪比不理想、能量分布不均匀等问题采用变分模态分解(variational mode decomposition,简称VMD)结合快速峭度图(fast spectral kurtosis,简称FSK)对故障成分进行提取,分析了裂纹位置与故障频率的相关性。结果表明:由于裂纹的存在,系统振动响应在时域历程中出现周期性冲击,且频域中表现为在该级齿轮副啮合频率及其倍频附近出现边频调制,其边频谱线间隔为故障齿所在轴的转频;VMD-FSK法在噪声环境下可有效提取其故障特征且鲁棒性较好。分析结果可为齿轮故障判别及定位提供理论依据。
关键词
齿轮裂纹
时变啮合刚
度
振动特性
分模态分解
快速
谱
峭
度
法
Keywords
gear tooth crack
time-varying mesh stiffness
vibration characteristic
variable mode decomposition
fast spectral kurtosis
分类号
TH11 [机械工程—机械设计及理论]
TH132.4
下载PDF
职称材料
题名
基于FSK-CNN的轴承故障诊断研究
被引量：
1
3
作者
贾晗
尚前明
高海波
机构
武汉理工大学船海与能源动力工程学院
出处
《应用科技》
CAS
2023年第2期128-133,共6页
基金
国家自然科学基金项目(51909200)
国家重点研发计划项目(2019YFE0104600).
文摘
在旋转机械设备的运维保障过程中,采用基于专家经验的传统故障检测方法难以对轴承的健康状态做出实时的状态检测。针对这一问题,本文提出一种基于快速谱峭度与卷积神经网络(FSK-CNN)的故障诊断方法。首先采用快速谱峭度(FSK)法对振动信号进行特征提取,将一维时域信号转化为二维的谱峭度图;之后,采用一种结合卷积注意力模块(CBAM)的卷积神经网络模型完成故障分类。试验结果表明,快速谱峭度法可以有效提取轴承振动信号故障特征,引入卷积注意力模块对传统卷积神经网络模型具有明显的优化作用,FSK-CNN的故障诊断方法对于10种不同的轴承故障类型的诊断准确率可以达到99%。
关键词
故障诊断
快速
谱
峭
度
法
神经网络
卷积注意力模块
旋转机械设备
谱
峭
度
图
振动信号
运维保障
Keywords
fault diagnosis
fast spectral kurtosis
neural network
convolutional block attention module
rotating machinery
spectral kurtosis figure
vibration signal
operational security
分类号
TH133.3 [机械工程—机械制造及自动化]
下载PDF
职称材料
题名
考虑信号传递路径的行星齿轮传动太阳轮裂纹故障响应分析
4
作者
姚俊
章翔峰
周建星
谢高敏
王烨锋
解开泰
机构
新疆大学智能制造现代产业学院
出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第6期1714-1722,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(51865054,51765061)
自治区研究生创新项目(XJ2021G054)。
文摘
为研究振动信号传递路径对行星齿轮传动系统太阳轮裂纹故障响应的影响,采用有限元法建立齿圈结构动力学分析模型,对比分析了考虑与未考虑传递路径的齿圈振动响应,验证了模型中传递路径的时变效应以及模型的有效性。开展了太阳轮裂纹故障试验,采用快速谱峭度法(Fast Spectral Kurtosis,FSK)对实验信号进行降噪以及故障特征提取,验证了太阳轮裂纹故障仿真结果的准确性。结果表明:仅考虑与太阳轮故障齿啮合的行星轮的传递信号时,故障信号在路径中的传递随距离增加呈现不断衰减趋势;当考虑所有行星轮的传递信号时,故障信号出现调制现象,随传递距离增加呈现衰减或增加趋势。
关键词
行星齿轮传动系统
齿裂纹
传递路径
快速
谱
峭
度
法
Keywords
planetary gear drive system
tooth crack
transfer path
fast spectral kurtosis method
分类号
TH132.41 [机械工程—机械制造及自动化]
TH113.1
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
变分模态分解与谱峭度法在齿轮箱故障诊断中的应用
徐甜甜
孙文磊
王宏伟
余梦
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2020
9
下载PDF
职称材料
2
多级齿轮传动裂纹故障频率分析与特征提取
申勇
章翔峰
周建星
姜宏
王成龙
乔帅
马铜伟
《振动．测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2022
3
下载PDF
职称材料
3
基于FSK-CNN的轴承故障诊断研究
贾晗
尚前明
高海波
《应用科技》
CAS
2023
1
下载PDF
职称材料
4
考虑信号传递路径的行星齿轮传动太阳轮裂纹故障响应分析
姚俊
章翔峰
周建星
谢高敏
王烨锋
解开泰
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
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