基于参数优化SDP分析的转子故障诊断方法 被引量：4

1

作者 万周 何俊增 +2 位作者 姜东 李坚 张大海 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期81-88,共8页

针对存在多种故障类型不同故障严重程度的转子故障诊断问题,提出了一种基于参数优化对称点模式(symmetrized dot pattern,SDP)分析的智能诊断方法。首先,利用SDP分析提取多个传感器信号的故障特征并将其融合为SDP图像;然后,以基于欧氏... 针对存在多种故障类型不同故障严重程度的转子故障诊断问题,提出了一种基于参数优化对称点模式(symmetrized dot pattern,SDP)分析的智能诊断方法。首先,利用SDP分析提取多个传感器信号的故障特征并将其融合为SDP图像;然后,以基于欧氏距离定义的图像区分度函数为适应度函数,基于天牛须搜索(beetle antennae search,BAS)算法获得SDP分析中角域增益因子与时间延滞系数的最佳取值;最后,利用SDP图像训练卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)获得转子故障诊断模型。试验研究表明,该方法相较于其他故障诊断方法具有更高的诊断精度,且在强噪声环境下的诊断表现良好。基于BAS算法优化后的SDP分析放大了不同类型不同严重程度转子故障的表征差异,提高了故障诊断精度。 展开更多

关键词 转子 对称点模式(SDP) 天牛须搜索(BAS)算法 卷积神经网络(CNN) 故障诊断

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基于逆有限元法的三维壁板结构变形场重构 被引量：1

2

作者 胡明月 吴邵庆 董萼良 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期235-245,共11页

过约束状态下的结构内部转角不连续,会导致结构变形场难以准确重构。该文以飞行器进气道典型三维壁板结构为对象,开展超静定状态下结构变形场重构方法研究。将子区域划分与逆有限元法相结合,实现了基于实测应变数据的超静定结构全场变... 过约束状态下的结构内部转角不连续,会导致结构变形场难以准确重构。该文以飞行器进气道典型三维壁板结构为对象,开展超静定状态下结构变形场重构方法研究。将子区域划分与逆有限元法相结合,实现了基于实测应变数据的超静定结构全场变形重构。对静载工况下三维壁板结构开展变形场重构数值仿真研究,验证算法的可行性和重构精度;进一步开展了试验研究,实现了变载荷工况下基于实测应变的三维壁板结构全场变形重构,并利用实测位移数据验证重构变形场的精度。试验结果表明:位移测点处的重构位移值与实测位移值的相对误差在10%左右,结合子区域划分和逆有限元法的变形重构算法可以准确重构出过约束工况下三维壁板结构的全场变形。 展开更多

关键词 工程力学 全场变形重构 逆有限元法 三维壁板结构 子区域划分

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基于局部自适应代理模型的复合材料结构可靠性评估 被引量：3

3

作者 吴凡 谭志勇 +2 位作者 陈强 张培伟 李彦斌 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期30-36,共7页

为了评估复合材料复杂结构的可靠性,开展基于局部自适应代理模型的可靠性评估方法研究.针对复合材料翼盒结构,建立基于局部自适应算法的应力响应面代理模型和基于Weibull分布的强度分布模型,并基于蒙特卡洛法与Hashin准则计算翼盒结构... 为了评估复合材料复杂结构的可靠性,开展基于局部自适应代理模型的可靠性评估方法研究.针对复合材料翼盒结构,建立基于局部自适应算法的应力响应面代理模型和基于Weibull分布的强度分布模型,并基于蒙特卡洛法与Hashin准则计算翼盒结构的可靠性;同时开展复合材料翼盒结构的准静态拉伸试验,获得失效位置、失效形式及力-位移曲线,并以二项分布估计试验结果的置信度.结果表明:翼盒结构的失效位置位于上端拐角处,失效形式为基体剪切断裂与纤维拔出,材料参数中剪切模量对失效位置应力响应影响最大,结构需要优化设计减小拐角处剪切应力;基于局部自适应代理模型的可靠性评估数值分析结果与试验结果相对误差为5.295%,准确地评估了结构的可靠性. 展开更多

关键词 局部自适应代理模型 可靠性评估 复合材料 翼盒结构

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一种再入飞行器结构的热流载荷反演方法 被引量：5

4

作者 刘子昂 陈强 +2 位作者 吴邵庆 李彦斌 费庆国 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期336-343,共8页

提出了一种基于共轭梯度法的再入飞行器热流载荷反演方法。以一维结构为例验证反演方法的有效性,并分析了材料温变热物性参数和传感器测量误差对反演精度的影响;进而针对热防护结构和返回舱结构开展了热流载荷反演分析。结果表明:本文... 提出了一种基于共轭梯度法的再入飞行器热流载荷反演方法。以一维结构为例验证反演方法的有效性,并分析了材料温变热物性参数和传感器测量误差对反演精度的影响;进而针对热防护结构和返回舱结构开展了热流载荷反演分析。结果表明:本文方法能有效地反演热防护结构和返回舱结构的热流载荷;考虑材料的温变热物性参数会使得反演过程存在非线性因素,通过修正计算中的灵敏度可更好地提高反演精度;当传感器存在较大测量误差时,通过降噪方法和收敛准则可以改善反演结果过拟合的情况,从而提升结构热流载荷的反演精度。 展开更多

关键词 再入飞行器 热防护结构 热流载荷反演 共轭梯度法

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基于实测应变的典型热防护结构位移场实时重构 被引量：6

5

作者 胡明月 吴邵庆 董萼良 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期664-671,共8页

为了保证使役环境下高速飞行器结构的安全性,以高速飞行器典型热防护结构为对象,对其实时变形重构方法进行研究.将分布式光纤光栅应变测量技术与基于改进Ko位移理论的重构算法相结合,实现了基于实测应变数据的结构全场位移重构和演示.... 为了保证使役环境下高速飞行器结构的安全性,以高速飞行器典型热防护结构为对象,对其实时变形重构方法进行研究.将分布式光纤光栅应变测量技术与基于改进Ko位移理论的重构算法相结合,实现了基于实测应变数据的结构全场位移重构和演示.以四点弯加载工况下的典型热防护结构位移场重构为例,开展了数值仿真研究,验证了算法的精度;并进一步开展了典型热防护结构的四点弯试验,结合MATLAB程序和LabVIEW数据采集系统,实现了变载荷工况下结构底部金属板位移场的实时重构演示,并利用局部测点的实测位移验证了重构位移场的精度.试验结果表明:在非固支工况下,改进Ko位移理论能够重构出典型热防护结构全场位移,验证了基于改进Ko位移理论的重构算法在非固支工况下结构变形实时重构研究中的有效性和准确性. 展开更多

关键词 热防护结构 实测结构应变 全场位移重构 Ko位移理论 四点弯试验

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卫星结构基础加速度激励及界面力识别试验研究 被引量：5

6

作者 吴邵庆 尹健 +2 位作者 何子豪 何顶顶 陈树海 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期319-327,共9页

针对某卫星结构模型,开展基于实测卫星结构加速度的卫星基础激励和星-箭连接界面动载荷反演试验研究。首先,根据卫星结构和试验条件,设计了用于测量星-箭界面传递载荷的工装;其次,基于卫星结构模态试验和有限元模型修正技术,获取了卫星... 针对某卫星结构模型,开展基于实测卫星结构加速度的卫星基础激励和星-箭连接界面动载荷反演试验研究。首先,根据卫星结构和试验条件,设计了用于测量星-箭界面传递载荷的工装;其次,基于卫星结构模态试验和有限元模型修正技术,获取了卫星结构的高保真有限元模型;进一步,开展基础激励下的卫星结构模型振动试验,利用动载荷识别技术获取振动台基础加速度激励并与振动台实测加速度激励对比;最后,将识别的基础加速度激励作用于修正后的卫星结构有限元模型,获取振动台与卫星结构间的界面传递载荷,并与力传感器测量载荷对比完成试验验证。研究表明动载荷识别方法可以为服役状态下的卫星振动载荷环境预测提供技术支持。 展开更多

关键词 卫星结构模型 基础激励识别 力测量工装 模型修正 试验研究

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结合SVR响应面与粒子群优化的有限元模型修正 被引量：1

7

作者 何子豪 吴邵庆 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第15期163-172,240,共11页

提出了一种模型修正方法,可以在不依赖模型灵敏度的前提下,利用较少的计算量实现对结构有限元模型的参数修正。该方法首先构建代理模型替代结构有限元模型,通过计算少量样本点,训练支持向量回归机(support vector regression, SVR)预测... 提出了一种模型修正方法,可以在不依赖模型灵敏度的前提下,利用较少的计算量实现对结构有限元模型的参数修正。该方法首先构建代理模型替代结构有限元模型,通过计算少量样本点,训练支持向量回归机(support vector regression, SVR)预测参数所对应的响应;其次,以结构固有频率的残差为目标函数,利用粒子群优化算法实现全局寻优求解,得到修正后的有限元模型参数;进一步,以带孔平板为试验研究对象,基于实测数据验证了所提方法的有效性,并讨论不同参数、样本点数等对模型修正精度的影响;最后,用某卫星结构模型修正算例证明了该方法相对基于灵敏度分析的方法在计算耗时上的优势。该研究旨在为具有复杂参数-响应特征的结构模型修正提供技术支持。 展开更多

关键词 有限元模型修正 支持向量回归机(SVR) SVR响应面 粒子群优化 试验研究

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大尺度薄壁结构力-热-电一体化分析 被引量：4

8

作者 何东泽 李彦斌 +3 位作者 陈强 刘健 谭福颖 费庆国 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期74-82,共9页

基于有限元-多层快速多级子方法(FEM-MLFMM)提出天线罩力热电一体化分析方法,以平板为研究对象,验证一体化分析方法的准确性;以大尺度升力天线罩为研究对象,开展气动力和气动热载荷下结构的力-热-电一体化分析,评估力/热环境下结构的强... 基于有限元-多层快速多级子方法(FEM-MLFMM)提出天线罩力热电一体化分析方法,以平板为研究对象,验证一体化分析方法的准确性;以大尺度升力天线罩为研究对象,开展气动力和气动热载荷下结构的力-热-电一体化分析,评估力/热环境下结构的强度性能,并探究力/热载荷对结构电磁透波性能的影响规律。研究结果表明:提出的一体化分析方法具有较好的分析精度;在气动力载荷下,天线罩透波性能下降,下降幅值随着气动力载荷的增大而增大;高温引起的材料电磁参数变化对天线罩透波性能有较大影响;在天线罩结构设计阶段,需要充分考虑气动热和气动力载荷对其电磁性能的影响。 展开更多

关键词 气动热载荷 气动力载荷 天线罩 透波 一体化分析

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复合材料机翼热气弹剪裁研究及分析系统研发 被引量：2

9

作者 薛程 李彦斌 +3 位作者 杭晓晨 郑浩 王天怡 费庆国 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期899-906,共8页

针对高超声速飞行器服役状态气动力热载荷环境复杂的问题,采用单向耦合方式对环境载荷进行解耦,对马赫数5~8的飞行工况下机翼气动力热载荷情况进行有限元分析.基于经典颤振理论得到临界颤振边界,并确定了机翼颤振失稳表现形式为一阶弯... 针对高超声速飞行器服役状态气动力热载荷环境复杂的问题,采用单向耦合方式对环境载荷进行解耦,对马赫数5~8的飞行工况下机翼气动力热载荷情况进行有限元分析.基于经典颤振理论得到临界颤振边界,并确定了机翼颤振失稳表现形式为一阶弯扭耦合.考虑到复材机翼结构刚度的可塑性,对典型服役工况下复材机翼进行气弹剪裁优化设计.以静强度和热颤振速度为约束,质量最小为优化目标,通过改变铺层材料层数、铺层角度及顺序的方式调整复合材料结构弯扭耦合刚度,以达到最佳的结构动力学特性和气弹效果.基于C/C++开源环境开发Aero-Opt软件,搭建自主工业化分析平台,并针对最恶劣气动加热条件下的复合材料机翼开展热气弹剪裁研究.优化后机翼的热颤振边界提高了22.4%,质量降低了15.76%. 展开更多

关键词 高超声速飞行器 热颤振 遗传算法 热气弹剪裁 分析系统研发

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星箭界面环形分布随机动载荷频域识别 被引量：1

10

作者 吴邵庆 何子豪 +1 位作者 尹健 陈树海 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期825-832,共8页

提出了一种环形连续分布随机动载荷的识别方法,用于估计星箭连接环处非均匀随机基础激励.首先,利用B样条基函数表示载荷的分布函数,构建了基于B样条基函数的分布随机激励模型,将分布载荷识别问题转化为系数向量的估计问题;其次,分别基... 提出了一种环形连续分布随机动载荷的识别方法,用于估计星箭连接环处非均匀随机基础激励.首先,利用B样条基函数表示载荷的分布函数,构建了基于B样条基函数的分布随机激励模型,将分布载荷识别问题转化为系数向量的估计问题;其次,分别基于直接求逆法和逆虚拟激励法,推导响应与激励模型中系数的关系式,根据结构响应识别激励模型中的系数;最后,基于识别的系数重构环形分布随机动载荷.以受环形分布随机基础激励的某卫星结构模型为研究对象,验证所提方法的有效性,并讨论了不同识别方法、测量噪声、测点数量与控制点数量对识别精度的影响.结果表明,识别的激励功率谱密度均方根误差和空间分布误差均小于2%,说明该方法可为在役环境下航天器的载荷环境预测提供技术支持. 展开更多

关键词 随机动载荷识别 环形分布 逆虚拟激励法 B样条函数 星箭连接界面

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复合材料整流罩减振降噪的动力吸振器设计 被引量：1

11

作者 李航行 胡迪科 吴邵庆 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期305-314,共10页

运载火箭整流罩的隔声性能设计对内部设备的选型、试验和安全运行至关重要。为改善整流罩内低频声振环境,提高整流罩低频段隔声性能,首先,针对复合材料整流罩结构开展力学等效建模;其次,提出一种基于基变换模态空间内降维理论,解决了考... 运载火箭整流罩的隔声性能设计对内部设备的选型、试验和安全运行至关重要。为改善整流罩内低频声振环境,提高整流罩低频段隔声性能,首先,针对复合材料整流罩结构开展力学等效建模;其次,提出一种基于基变换模态空间内降维理论,解决了考虑多模态耦合的动力吸振器(DVA)设计问题;最后,基于整流罩等效力学模型开展了动力吸振器位置及材料参数的优化设计。针对某型复合材料整流罩开展仿真研究,验证新方法的有效性。结果表明:针对某型质量为1 177.3 kg的整流罩模型,添加总质量为14.6 kg的动力吸振器之后,0~100 Hz频段内声功率级均方根(RMS)值从254.8 dB降至238.8 dB,设计频段内声振响应被有效控制,声振环境得到改善。 展开更多

关键词 火箭整流罩 纸蜂窝板 动力吸振器 耦合模态 减振降噪 降维理论

原文传递

高温环境下大尺度薄壁结构的电性能优化设计 被引量：2

12

作者 杨利鑫 何东泽 +2 位作者 陈强 李彦斌 费庆国 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1099-1107,共9页

考虑温度引起的热变形和材料电磁参数变化对天线罩电性能的影响,基于口径积分-表面积分法(AI-SI)和有限元法(FEM),提出了高温环境下天线罩电性能分析方法;进而基于粒子群算法(PSO),建立了计及热效应的天线罩结构电性能优化流程。分别选... 考虑温度引起的热变形和材料电磁参数变化对天线罩电性能的影响,基于口径积分-表面积分法(AI-SI)和有限元法(FEM),提出了高温环境下天线罩电性能分析方法;进而基于粒子群算法(PSO),建立了计及热效应的天线罩结构电性能优化流程。分别选取常温环境、均匀高温环境和非均匀高温环境三种典型工况,对比研究了温度对天线罩电性能的影响规律,并对天线罩电性能进行了优化,研究结果表明:高温会引起天线罩透波系数的下降和瞄准误差的上升,在天线罩优化设计中应重视温度对电性能的影响;计及热效应的天线罩结构电性能优化方法能显著提升天线罩的透波系数、降低瞄准误差,具有良好的优化效果。 展开更多

关键词 天线罩 热效应 电性能 优化 口径积分-表面积分法

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转子挤压油膜阻尼器静偏心对减振效果的影响 被引量：2

13

作者 徐伟文 张大海 +3 位作者 王平 刘璟泽 费庆国 姜东 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第21期55-61,共7页

为了研究挤压油膜阻尼器静偏心对转子系统减振特性的影响,基于Reynolds边界条件推导了静偏心条件下挤压油膜阻尼器的油膜力表征公式,建立了考虑挤压油膜阻尼器静偏心的转子系统的有限元模型,并采用数值方法分析了静偏心对挤压油膜阻尼... 为了研究挤压油膜阻尼器静偏心对转子系统减振特性的影响,基于Reynolds边界条件推导了静偏心条件下挤压油膜阻尼器的油膜力表征公式,建立了考虑挤压油膜阻尼器静偏心的转子系统的有限元模型,并采用数值方法分析了静偏心对挤压油膜阻尼器减振特性的影响。结果表明:静偏心程度增加会导致转子系统临界转速增加及其对应幅值降低,提高挤压油膜阻尼器的减振效果;静偏心率增大,挤压油膜阻尼器的承载能力减弱,在最大承载量运行时的减振效率也随之降低,转子系统在升速过程中更容易出现幅值跳跃现象。 展开更多

关键词 转子系统 挤压油膜阻尼器(SFD) 静偏心 油膜力 减振特性

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基于LSTM的航空发动机整机支承刚度识别方法 被引量：2

14

作者 万周 刘璟泽 +3 位作者 张大海 陈强 唐振寰 费庆国 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期672-678,共7页

针对旋转状态下航空发动机整机的支承刚度识别问题,提出了一种基于长短期记忆(long short-termmemory,LSTM)神经网络的航空发动机整机支承刚度识别方法.首先,建立航空发动机整机模型,基于该模型获得目标转速下不同支承刚度对应的位移响... 针对旋转状态下航空发动机整机的支承刚度识别问题,提出了一种基于长短期记忆(long short-termmemory,LSTM)神经网络的航空发动机整机支承刚度识别方法.首先,建立航空发动机整机模型,基于该模型获得目标转速下不同支承刚度对应的位移响应;然后,建立以LSTM为核心层的深度学习网络,以位移响应为输入、支承刚度为输出训练该网络,构建位移响应与支承刚度之间的非线性关系;最后,利用深度学习网络的泛化特性对多个支承刚度进行直接识别.使用该方法对一航空发动机整机进行支承刚度识别,结果表明,支承刚度的识别误差小于2%,LSTM的识别精度高于径向基神经网络与支持向量机.该方法避免了动力学反问题中复杂的寻优过程,实现了复杂非线性结构的动态参数识别. 展开更多

关键词 支承刚度 识别 航空发动机 整机振动 长短期记忆神经网络

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