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基于HHT的转子横向裂纹故障诊断 被引量:11
1
作者 胡劲松 杨世锡 《动力工程》 CSCD 北大核心 2004年第2期218-221,共4页
希尔伯特黄变换(Hilbert-HuangTransformation,HHT),是先把一列时间序列数据通过经验模态分解(EmpiricalModeDecomposition,EMD),然后经过希尔伯特变换获得频谱的信号处理新方法。把HHT时频分析方法引入了转子裂纹故障诊断领域。详细地... 希尔伯特黄变换(Hilbert-HuangTransformation,HHT),是先把一列时间序列数据通过经验模态分解(EmpiricalModeDecomposition,EMD),然后经过希尔伯特变换获得频谱的信号处理新方法。把HHT时频分析方法引入了转子裂纹故障诊断领域。详细地介绍了HHT方法的理论和算法。通过对模拟横向深裂纹故障转子的实验研究表明,基于HHT的时频分析方法能把横向裂纹转子的扭振所形成的相位调制现象在时频谱图中明确地表征出来,为裂纹故障的预报和诊断提供了较好的手段,说明用HHT方法对旋转机械的转子横向裂纹进行故障分析是有效的。 展开更多
关键词 动力机械工程 转子裂纹 故障诊断 希尔伯特黄变换 经验模态分解 时频分析
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悬臂梁裂纹参数的识别方法 被引量:18
2
作者 王璋奇 贾建援 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期225-227,297,共4页
以梁振动理论作为基础 ,将含裂纹梁的振动问题转化为由弹性铰联接两个弹性梁系统的振动问题 ,得到理论计算含裂纹梁振动频率的特征方程。由此特征方程计算得到裂纹深度参数和位置参数变化时悬臂梁振动固有频率的变化规律。利用计算裂纹... 以梁振动理论作为基础 ,将含裂纹梁的振动问题转化为由弹性铰联接两个弹性梁系统的振动问题 ,得到理论计算含裂纹梁振动频率的特征方程。由此特征方程计算得到裂纹深度参数和位置参数变化时悬臂梁振动固有频率的变化规律。利用计算裂纹悬臂梁振动固有频率的特征方程 ,提出一种辩识裂纹深度和位置参数的数值计算方法。并通过对模拟悬臂梁裂纹的分析说明文中方法的有效性。 展开更多
关键词 悬臂梁 振动 裂纹 参数识别 故障诊断
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Nonlinear dynamic modeling of a helicopter planetary gear train for carrier plate crack fault diagnosis 被引量:16
3
作者 Fan Lei Wang Shaoping +2 位作者 Wang Xingjian Han Feng Lyu Huawei 《Chinese Journal of Aeronautics》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第3期675-687,共13页
Planetary gear train plays a significant role in a helicopter operation and its health is of great importance for the flight safety of the helicopter. This paper investigates the effects of a planet carrier plate crac... Planetary gear train plays a significant role in a helicopter operation and its health is of great importance for the flight safety of the helicopter. This paper investigates the effects of a planet carrier plate crack on the dynamic characteristics of a planetary gear train, and thus finds an effec- tive method to diagnose crack fault. A dynamic model is developed to analyze the torsional vibra- tion of a planetary gear train with a cracked planet carrier plate. The model takes into consideration nonlinear factors such as the time-varying meshing stiffness, gear backlash and viscous damping. Investigation of the deformation of the cracked carrier plate under static stress is performed in order to simulate the dynamic effects of the planet carrier crack on the angular displacement of car- rier posts. Validation shows good accuracy of the developed dynamic model in predicting dynamic characteristics of a planetary gear train. Fault features extracted from predictions of the model reveal the correspondence between vibration characteristic and the conditions (length and position) of a planet carrier crack clearly. 展开更多
关键词 Angular shift Carrier plate crack crack fault diagnosis Helicopter planetary geartrain Nonlinear dynamicsmodeling
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基于PCA和改进型SVM的齿轮裂纹故障诊断方法 被引量:15
4
作者 王二化 刘颉 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2021年第2期83-87,91,共6页
由于齿轮裂纹特征难于提取,且常用的特征分类方法易于出现局部最优和过拟合的问题,本文提出了基于主成分分析法(Principal Component Analysis,PCA)和改进型支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的齿轮裂纹故障诊断方法。该方法的主... 由于齿轮裂纹特征难于提取,且常用的特征分类方法易于出现局部最优和过拟合的问题,本文提出了基于主成分分析法(Principal Component Analysis,PCA)和改进型支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的齿轮裂纹故障诊断方法。该方法的主要特点是通过PCA方法对齿轮箱振动信号的时域和频域特征进行降维,并将降维后的2维特征作为SVM模型的输入。为了提高SVM模型的识别精度,利用粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)对SVM模型核函数的关键参数进行优化,该方法可以避免初始参数选择的不合理带来的精度问题。结果表明,本文提出的齿轮裂纹故障诊断方法在识别精度和计算效率方面具有优良的综合性能,具有一定的理论价值和实践意义。 展开更多
关键词 齿轮裂纹 故障诊断 主成分分析 支持向量机 粒子群优化
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在线振动监测与故障诊断的一种新途径 被引量:10
5
作者 钱管良 顾松年 姜节胜 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1990年第3期217-228,共12页
文中由应力强度因子导出含裂纹单元的刚度矩阵,从而提出了一种有限元法.将该法用于单边裂纹悬臂梁,计算了应变响应.用时域法识别了模态参数,并考虑了裂纹闭合的影响.分析了应变响应对故障的敏感度,计算结果表明,应变响应相对于位移响应... 文中由应力强度因子导出含裂纹单元的刚度矩阵,从而提出了一种有限元法.将该法用于单边裂纹悬臂梁,计算了应变响应.用时域法识别了模态参数,并考虑了裂纹闭合的影响.分析了应变响应对故障的敏感度,计算结果表明,应变响应相对于位移响应而言,对故障更敏感.本文还提出了一种判别函数,该函数对于损伤检测,比现有几种判别函数更有效.最后,给出了一种在线振动监测与故障诊断新方法. 展开更多
关键词 振动监测 故障诊断 裂纹 应变
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含裂纹梁的动力响应 被引量:9
6
作者 钱管良 顾松年 姜节胜 《振动工程学报》 EI CSCD 1989年第3期78-85,共8页
本文提出了一种计算含裂纹梁动力响应的有限元方法.采用时域方法辨识出模态参数,所得固有频率随裂纹长度和位置的变化值与实验结果吻合较好.计算了裂纹闭合而引起的结构响应变化,指出:外激励均值对固有频率影响较显著.最后,给出了判断... 本文提出了一种计算含裂纹梁动力响应的有限元方法.采用时域方法辨识出模态参数,所得固有频率随裂纹长度和位置的变化值与实验结果吻合较好.计算了裂纹闭合而引起的结构响应变化,指出:外激励均值对固有频率影响较显著.最后,给出了判断裂纹位置的方法:用一阶振型和固有频率的差异确定;由不同测点频响函数变化来估计. 展开更多
关键词 裂纹 裂纹张开与闭合 动力响应 模态参数 故障诊断
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基于模糊神经网络的薄板不同指标裂纹诊断 被引量:10
7
作者 张敬芬 孟光 赵德有 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期145-149,共5页
将采用模糊神经网络的故障诊断技术和诊断模型,利用改进的BP算法对模糊神经网络进行训练,并利用训练好的网络,对悬臂薄铝板仿真裂纹进行了诊断。对悬臂薄铝板裂纹的诊断方法是:首先得到完好板结构和各种仿真裂纹板结构的振型和固有频率... 将采用模糊神经网络的故障诊断技术和诊断模型,利用改进的BP算法对模糊神经网络进行训练,并利用训练好的网络,对悬臂薄铝板仿真裂纹进行了诊断。对悬臂薄铝板裂纹的诊断方法是:首先得到完好板结构和各种仿真裂纹板结构的振型和固有频率,在此基础上提取各种裂纹损伤情况下的五种裂纹诊断指标。将五种诊断指标分成三组,构成三个模糊神经网络,对模糊神经网络进行训练之后,利用训练好的网络对悬臂铝板裂纹进行了故障诊断,将裂纹的诊断结果与实际情况进行了比较,得到了不同诊断指标组合下,不同神经网络的诊断结果。并对不同组别裂纹诊断指标的诊断结果与实际裂纹情况进行了比较。 展开更多
关键词 裂纹 故障诊断 模糊神经网络
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基于最小熵解卷积的齿轮箱早期故障诊断 被引量:13
8
作者 冷军发 荆双喜 禹建功 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第3期445-448,共4页
齿轮箱发生早期故障时,其振动信号一般很微弱,且隐含的能反应出齿轮箱运转状态的冲击成分常被淹没在强烈的噪声中,直接做频谱分析或包络谱分析,很难提取其故障特征。论文将最小解卷积方法应用于炼胶机的齿轮箱故障诊断。首先利用该方法... 齿轮箱发生早期故障时,其振动信号一般很微弱,且隐含的能反应出齿轮箱运转状态的冲击成分常被淹没在强烈的噪声中,直接做频谱分析或包络谱分析,很难提取其故障特征。论文将最小解卷积方法应用于炼胶机的齿轮箱故障诊断。首先利用该方法对齿轮箱振动信号进行解卷积滤波处理,然后对滤波后的信号进行包络解调分析,最后提取出了该齿轮箱轴5上齿轮8(z8=28)齿根轻微裂纹的故障特征,实现了该齿轮箱的早期诊断。应用实例验证了最小熵解卷积方法的有效性和优点。 展开更多
关键词 齿轮箱 故障诊断 最小熵解卷积 包络分析
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基于非线性输出频率响应函数的裂纹故障诊断方法研究 被引量:12
9
作者 员险锋 李志农 林言丽 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期133-137,共5页
将非线性输出频率响应函数(nonlinear output frequency response function,NOFRF)引用到裂纹转子的故障诊断中,提出基于NOFRF的转子裂纹的故障诊断方法。该方法通过辨识不同位置、不同深度的裂纹转子的NOFRF值,对裂纹故障进行诊断,得... 将非线性输出频率响应函数(nonlinear output frequency response function,NOFRF)引用到裂纹转子的故障诊断中,提出基于NOFRF的转子裂纹的故障诊断方法。该方法通过辨识不同位置、不同深度的裂纹转子的NOFRF值,对裂纹故障进行诊断,得到一些有价值的结论。实验结果表明,系统各阶NOFRF值对转子裂纹不同位置和深度的变化相当敏感,可有效辨识裂纹故障的严重程度。 展开更多
关键词 非线性输出频率响应函数 系统辨识 裂纹转子 故障诊断
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基于微分的经验模式方法在转子裂纹和碰摩故障诊断中的应用 被引量:12
10
作者 景蓓蓓 李鸿光 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2009年第5期66-69,共4页
介绍了基于微分的经验模式方法(DEMD),在Jeffcott裂纹转子模型和碰摩转子模型基础上,对裂纹和碰摩信号进行时间响应分析。结果表明,DEMD比传统的EMD方法呈现出更好的检测效果。研究工作为裂纹和碰摩转子故障诊断提供了一种工具。
关键词 振动与波 DEMD 裂纹 碰摩 转子 故障诊断
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裂纹转子弯扭耦合振动的理论研究 被引量:6
11
作者 杨正茂 肖锡武 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期1-3,共3页
以水平放置Jeffcott裂纹转子为研究对象 ,建立了弯扭耦合振动的非线性运动微分方程 ,并用数值方法分析了该转子系统的动力响应 .结果表明 :弯扭耦合振动是通过不平衡量来实现的 ,不平衡偏心较大时 ,扭转对弯曲振动的影响主要体现在高转... 以水平放置Jeffcott裂纹转子为研究对象 ,建立了弯扭耦合振动的非线性运动微分方程 ,并用数值方法分析了该转子系统的动力响应 .结果表明 :弯扭耦合振动是通过不平衡量来实现的 ,不平衡偏心较大时 ,扭转对弯曲振动的影响主要体现在高转速部分 ,且随裂纹深度的增加 ,受影响的转速下限降低 .当裂纹较深、转速较高时 ,扭转对弯曲振动有明显的影响 ,使频谱图和轴心轨迹都发生较大的变化 ,且对转速的变化极为敏感 . 展开更多
关键词 裂纹 转子 弯扭耦合振动 非线性 故障诊断 汽轮发电机组
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基于气动信号分析的风机叶片裂纹故障识别 被引量:10
12
作者 黎少辉 蔡利梅 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第19期227-231,共5页
针对风机叶片裂纹故障,提出通过分析风机出口气动信号,实现在线动态检测裂纹的方法。采集叶片不同状态下的风机出口气动信号,利用db4小波对气动信号进行5层分解,并单支重构,将各频带归一化能量构成6维特征向量;对能量向量进行主成分分析... 针对风机叶片裂纹故障,提出通过分析风机出口气动信号,实现在线动态检测裂纹的方法。采集叶片不同状态下的风机出口气动信号,利用db4小波对气动信号进行5层分解,并单支重构,将各频带归一化能量构成6维特征向量;对能量向量进行主成分分析,基于贡献率实现特征选择;采用K均值聚类方法进行叶片状态识别。实验结果表明,气动信号能有效反映风机叶片状态的变化,该方法可以实现叶片正常、异常状态检测及裂纹长度状态区分,提供了风机叶片裂纹在线实时检测依据和手段。 展开更多
关键词 风机叶片裂纹 故障识别 气动信号 小波变换 主成分分析 K均值聚类
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板裂纹位置的确定 被引量:6
13
作者 钱管良 顾松年 姜节胜 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1992年第1期44-53,137,共10页
本文研究了悬臂板的裂纹检测问题,提出了特征参数与加权特征参数法.所提利用故障结构的一阶特征对及无裂纹时的刚度阵与质量阵,确定结构裂纹位置的方法,既可用于简单的结构元件,也可用于复杂结构.算例与实验表明,所提方法可行.
关键词 裂纹 故障诊断 特征参数法
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行星轮系动力学仿真分析与故障诊断 被引量:10
14
作者 丁闯 张兵志 +1 位作者 冯辅周 任国春 《噪声与振动控制》 CSCD 2017年第4期144-149,共6页
目前行星齿轮箱已经在军用和民用装备中广泛应用,研究行星齿轮箱的故障诊断方法意义重大。为了研究行星齿轮传动的故障机理,揭示其故障特征,本文建立了行星齿轮系统的动力学模型,研究了齿轮裂纹对齿轮啮合刚度的影响,得出了齿轮正常、... 目前行星齿轮箱已经在军用和民用装备中广泛应用,研究行星齿轮箱的故障诊断方法意义重大。为了研究行星齿轮传动的故障机理,揭示其故障特征,本文建立了行星齿轮系统的动力学模型,研究了齿轮裂纹对齿轮啮合刚度的影响,得出了齿轮正常、太阳轮裂纹和行星轮裂纹等三种状态下系统的频率特征,总结了故障特征频率;最后试验验证了仿真结果的有效性,得出的故障特征频率可用于行星轮系的故障诊断。 展开更多
关键词 振动与波 行星轮系 动力学模型 啮合刚度 裂纹损伤 特征频率 故障诊断
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齿轮故障识别 被引量:6
15
作者 张新华 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 1999年第4期307-309,共3页
通过对振动信号进行解调,提取相位调制信号,得到了故障信息。根据齿轮啮合振动频谱,对齿轮的裂纹进行诊断。
关键词 齿轮裂纹 故障诊断 信号分析 齿轮 故障识别
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基于三维振动信息融合的卷积神经网络风力机叶片裂纹诊断方法 被引量:9
16
作者 郭迎福 全伟铭 +2 位作者 王文韫 周浩 邹龙洲 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第22期134-142,共9页
针对接触式测量方法易受传感器采集通道限制与附加质量的问题,提出了一种基于三维振动信息融合的卷积神经网络风力机叶片裂纹诊断方法。首先,在双目摄影测量原理的基础上,提出一种三维振动信息融合的多通道样本构造方法,该方法可以集成... 针对接触式测量方法易受传感器采集通道限制与附加质量的问题,提出了一种基于三维振动信息融合的卷积神经网络风力机叶片裂纹诊断方法。首先,在双目摄影测量原理的基础上,提出一种三维振动信息融合的多通道样本构造方法,该方法可以集成叶片表面空间分布的多测点运动信息,得到更丰富的信号,且能极大地减少附加质量的干扰。其次,为了获取裂纹多层次的语义信息,提出一种新的多尺度卷积神经网络。选用某型1.5 kW的风力机叶片开展裂纹诊断实验,建立不同裂纹状态样本数据库,预测精度达到了93.4%,验证了所提方法的有效性。通过与经典的LeNet-5和VGG-11网络对比分析表明,改进的卷积神经网络具有更高的识别精度和更快的收敛速度,多通道样本在风力机叶片裂纹故障诊断中具有较好的应用效果。 展开更多
关键词 测量 摄影测量 三维振动信息融合 卷积神经网络 风力机叶片 裂纹故障诊断
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基于SCAE-ACGAN的直升机行星齿轮裂纹故障诊断 被引量:8
17
作者 孙灿飞 王友仁 夏裕彬 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期495-502,620,621,共10页
直升机行星传动轮系结构复杂、工况多变,其振动信号受工况影响大,在故障样本较少的情况下导致行星齿轮箱故障诊断准确率不高,早期故障诊断困难。针对上述问题,提出将堆栈收缩自动编码网络(stacked contractive autoencoder,简称SCAE)与... 直升机行星传动轮系结构复杂、工况多变,其振动信号受工况影响大,在故障样本较少的情况下导致行星齿轮箱故障诊断准确率不高,早期故障诊断困难。针对上述问题,提出将堆栈收缩自动编码网络(stacked contractive autoencoder,简称SCAE)与辅助分类生成式对抗网络(auxiliary classifier generative adversarial networks,简称ACGAN)相结合的SCAE-ACGAN故障诊断方法。ACGAN的生成器产生与真实样本具有类似分布的生成样本,扩展训练样本集,并与真实样本一起输入至判别器进行训练。ACGAN采用SCAE作为判别器,利用SCAE良好的抗数据波动能力,从扩展样本集中挖掘出有效的深度特征,并实现样本的真伪与类别的判定。ACGAN的判别器和生成器在对抗学习训练机制下交替优化,提高方法的样本生成质量与故障判定能力。将SCAE-ACGAN应用于直升机行星轮裂纹故障诊断,结果表明,SCAE-ACGAN的故障诊断性能好,在样本数量少与工况变化情况下具有较好的健壮性和适应性。 展开更多
关键词 直升机 行星齿轮箱 裂纹 故障诊断 堆栈收缩自动编码器 辅助分类生成式对抗网络
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基于轴心轨迹形态的转子裂纹故障分析 被引量:8
18
作者 向玲 张悦 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期380-385,399,共7页
在考虑裂纹转轴时变刚度的条件下,基于裂纹转子动力学模型提出了一种基于轴心轨迹形态的转子裂纹故障诊断方法,并对转子系统1/3和1/2临界转速附近的轴心轨迹形态变化进行了分析。结果表明:在1/3和1/2临界转速附近,裂纹转子系统轴心轨迹... 在考虑裂纹转轴时变刚度的条件下,基于裂纹转子动力学模型提出了一种基于轴心轨迹形态的转子裂纹故障诊断方法,并对转子系统1/3和1/2临界转速附近的轴心轨迹形态变化进行了分析。结果表明:在1/3和1/2临界转速附近,裂纹转子系统轴心轨迹的内环形状和偏置方向均会随转速发生变化,且偏置按一定的角度改变;轴心轨迹的变化规律为判断转子裂纹故障提供了新的方法,从而提高了转子故障诊断的效率。 展开更多
关键词 转子 裂纹 轴心轨迹 临界转速 故障诊断
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齿轮裂纹故障诊断方法综述 被引量:7
19
作者 涂虎 张永祥 朱丹宸 《机电工程技术》 2019年第5期140-146,共7页
针对齿轮传动的重要性,简要分析了齿轮裂纹的故障机理,介绍了正常齿轮和裂纹故障齿轮振动信号的特点及其特征提取方法;重点对一些常用的齿轮裂纹故障诊断方法进行了综述,总结了各种方法的应用现状及其优缺点;简述了当前齿轮裂纹故障诊... 针对齿轮传动的重要性,简要分析了齿轮裂纹的故障机理,介绍了正常齿轮和裂纹故障齿轮振动信号的特点及其特征提取方法;重点对一些常用的齿轮裂纹故障诊断方法进行了综述,总结了各种方法的应用现状及其优缺点;简述了当前齿轮裂纹故障诊断领域可能存在的重点和难点问题,并针对不同的问题提出了可能的解决方法和技术路线,为该领域的研究和发展提供了一定参考价值。 展开更多
关键词 齿轮裂纹 振动信号 故障诊断
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基于小波包分析的风机叶片裂纹故障识别研究 被引量:6
20
作者 刘晓波 林家国 王依 《机床与液压》 北大核心 2007年第9期241-243,245,共4页
叶片断裂和裂纹是风机中普遍存在的一种严重安全隐患。本文应用小波包分析的方法对采集的实时信号进行五层小波包分解,对叶片裂纹进行实时状态监测及实时数据分析处理,同时对采样数据进行故障特征提取,用该方法对叶片裂纹和叶片断裂进... 叶片断裂和裂纹是风机中普遍存在的一种严重安全隐患。本文应用小波包分析的方法对采集的实时信号进行五层小波包分解,对叶片裂纹进行实时状态监测及实时数据分析处理,同时对采样数据进行故障特征提取,用该方法对叶片裂纹和叶片断裂进行了分析,提高了风机叶片裂纹故障识别的准确度和故障诊断的实时性。 展开更多
关键词 小波包分析 叶片裂纹 故障诊断
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