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期刊信息/Journal information
振动、测试与诊断
振动、测试与诊断

赵淳生

双月刊

1004-6801

qchen@nuaa.edu.cn

025-84893332

210016

南京市御道街29号

振动、测试与诊断/Journal Journal of Vibration，Measurement & DiagnosisCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是由国防科工委主管，全国高校机械工程测试技术研究会和南京航天大学联合主办，是反映振动、动态测试及故障诊断学科领域的科研成果及其应用情况的技术性刊物。主要介绍国内外以振动测试与故障诊断为中心的动态测试理论、方法和手段的研究及应用方面的技术文献、专题报告和学术动态，包括实验测试技术、测试仪器的研制、方法和系统组成、信号分析、数据处理、参数识别与故障诊断以及有关装置的设计、使用、控制、标定和校准等。
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    旋转机械故障诊断中的振动信号模型综述

    何清波李天奇彭志科
    629-639页
    查看更多>>摘要：对旋转机械振动信号进行信号处理,能够有效提取特征进行故障诊断.振动信号模型来自旋转机械运动学和动力学机理,以数学形式表达,可以指导信号处理方法的设计.随着故障机理研究和信号处理方法研究的推进,研究人员对信号模型进行了发展,并基于这些信号模型设计了相应的信号处理方法.首先,介绍了一般化的信号模型,包括周期信号模型、循环平稳信号模型、自适应谐波模型、波形函数模型、任意阶谐波模型等,以及对应的信号处理方法;其次,分别介绍定工况和变工况条件下针对轴承和齿轮的典型振动信号模型及对应信号处理方法;最后,对振动信号模型的研究发展进行总结和展望,旨在回顾旋转机械故障诊断所涉及的信号模型,并说明其在信号处理算法设计和故障诊断特征提取中的价值和意义.

    旋转机械振动信号信号模型信号处理故障诊断

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    大负载高功率振动能量收集同步整流方法

    汤宝平罗浩赵春华黄艺...
    640-645页
    查看更多>>摘要：针对振动能量收集电路整流二极管损耗大、非线性电路控制复杂以及优化负载不高的问题,提出了大负载高功率振动能量收集同步整流与电荷提取方法.通过同步电感翻转电压提高整流电压,采用短时能量提取缩短整流器件导通时间,减小能量损耗,实现高功率能量收集.基于压电等效模型设计了自供电同步整流与电荷提取电路(self-powered synchronous rectification and electric charge extraction,简称SP-SREE),对一个振动周期电路各工作阶段进行分析,推导出SP-SREE电路理论收集功率,并对电路进行功能测试和负载功率特性测试.理论分析与实验对比表明,所提出的方法在大负载下具有更高的收集功率,可为机械振动无线传感器网络等能源受限场景下自供电提供重要参考.

    振动能量收集自供电同步整流电荷提取压电等效模型

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    基于FRANC3D和LSTM的桥梁钢桁架裂纹寿命预测

    郭黎王国栋龚建业李润泽...
    646-651页
    查看更多>>摘要：为了对裂纹疲劳寿命进行快速准确预测,针对常用的疲劳实验和数值仿真实验中各自存在的实验条件受限、计算步骤繁琐、计算过程耗时较长等问题,以大型桥梁钢桁架中的裂纹为研究对象,提出一种结合裂纹分析软件FRANC3D和长短期记忆(long short term memory,简称LSTM)网络模型的裂纹疲劳寿命预测方法.首先,建立钢桁架的有限元模型,通过裂纹分析软件FRANC3D进行疲劳裂纹扩展分析并建立相关数据集;其次,通过疲劳裂纹的扩展仿真数据关注裂纹的扩展状况,收集裂纹特征信息对裂纹疲劳寿命进行预测.实验结果表明,所提出的方法具有较高的预测准确性,同时极大地提升了训练速度,可为裂纹疲劳寿命预测提供参考.

    疲劳裂纹寿命预测长短期记忆网络FRANC3D桥梁钢桁架注意力机制

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    旋转轴系径向非接触磁力激振技术研究

    周凌波段勇孙玉东魏强...
    652-659页
    查看更多>>摘要：针对旋转轴系振动试验中需要对转轴进行径向非接触动态线性激振的实际需求,开展了径向非接触式磁力激振器的设计研制及性能试验.首先,采用磁路解析法推导线性化后的径向磁力计算方法;其次,开展了激振器结构和绕组参数的设计,加工出激振器实物并设计了测力结构对其频域作动性能进行全面测试;最后,将激振器用于轴系台架激振试验,提出了一种非接触作动力的换算方法,并将激振结果与力锤激振方式进行了对比,同时研究了激励信号大小以及转速对激振效果的影响.试验结果表明,研制的激振器性能良好,实现了设计目标,试验结果与理论计算结果以及力锤激振结果的误差在合理范围内,验证了该方法的适用性和准确性.

    非接触旋转轴系径向激振磁力激振作动特性

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    转子裂纹深度自适应预测与故障诊断

    左刚奥包文杰陈志昊李富才...
    660-667页
    查看更多>>摘要：针对传统的转子结构裂纹故障识别方法中特征提取困难、无法定量识别裂纹深度及受噪声污染严重的问题,提出了一种基于转子轴心轨迹的转子裂纹深度预测模型.该模型基于奇异值分解和卷积降噪自编码器(singular value decomposition-denoising convolutional autoencoder,简称SVD-DCAE),能够有效提取裂纹转子的故障特征并准确预测转子裂纹的扩展阶段.将裂纹转子的轴心轨迹作为模型的输入,分别使用仿真数据和实验数据训练和验证模型,并在仿真数据和实验数据中添加随机噪声模拟不同噪声环境.结果显示:所提出模型能够实现转子裂纹扩展程度的准确预测,在弱噪声环境中(信噪比为10 dB)裂纹深度预测准确率高于98%;具有较强的抗噪声能力和鲁棒性,在强噪声环境中(信噪比为-10 dB)预测准确率达到80%,远高于其他经典的卷积神经网络预测模型.

    裂纹转子裂纹深度预测轴心轨迹奇异值分解

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    TE-PF及其在轴承寿命预测中的应用

    罗鹏胡茑庆沈国际张伦...
    668-674页
    查看更多>>摘要：针对构建科学的预测模型以及估计合适的模型参数是极大限制粒子滤波(particle filter,简称PF)方法计算效率与稳定性的瓶颈问题,提出了一种基于轨迹强化粒子滤波(trajectory enhanced particle filter,简称TE-PF)的滚动轴承剩余使用寿命(remaining useful life,简称RUL)预测方法.从退化速率跟踪和退化轨迹强化的角度出发,构建了一种面向PF方法的通用预测模型,利用历史样本以及粒子生成样本的退化趋势信息,有效指导通用预测模型的参数估计,最终获取多信息融合的轨迹增强预测模型.实验结果表明,相较于已有方法,TE-PF方法具有更高的计算效率与更强的趋势预测稳定性,观测样本累积情形下能够获取置信区间内较高的预测精度.

    滚动轴承剩余使用寿命预测退化速率跟踪轨迹强化粒子滤波

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    基于应变数据和改进MHA模型的囊体缺陷检测

    卢志强朱海平陈志鹏范良志...
    675-683页
    查看更多>>摘要：针对浮空器囊体表面缺陷难以检测等问题,提出一种基于应变时序数据和改进多头注意力(multi-head attention,简称MHA)模型的囊体缺陷检测方法,该方法通过对囊体声波激励后的应变时序数据进行端到端特征提取与检测,实现浮空器囊体缺陷检测.首先,在声波激励下,通过粘贴在囊体表面的应变片收集同位置无裂纹和有裂纹时的应变时序数据;其次,将收集的应变时序数据按照一定的长度划分样本,每个样本划分为多个时序向量的组合并输入到改进MHA模型中,提取隐藏于时序数据中的缺陷特征;然后,网络输出各个时序样本相应的缺陷识别结果;最后,在收集到的囊体应变数据上将该方法与其他4种传统模型的检测结果进行对比.结果表明,该方法平均检测准确率为97.7%,优于其他4种模型,验证了该方法的有效性.

    浮空器神经网络缺陷检测囊体注意力机制时间序列

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    基于小波字典的风速数据重构的压缩感知方法

    朱一凯余哲帆陈安妮万华平...
    684-689页
    查看更多>>摘要：由于风速具有明显的非平稳性,常用字典的压缩感知(compressed sensing,简称CS)方法对于风速信号重构效果不佳,故引入基于小波字典的压缩感知方法,用于重构风速缺失数据,有效提升了风速信号的重构精度.通过风速仿真数据和广州塔的监测风速数据验证了本研究方法的有效性,并研究了数据缺失工况、正则化参数、小波字典层数和小波类型对风速信号重构效果的影响.结果表明,基于小波字典的压缩感知方法可有效重构缺失的风速信号.

    压缩感知风速数据重构小波字典

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    多源信息融合的核电循泵轴承健康状态增量评估

    刘雪成玮周康宁苟芮侨...
    690-696页
    查看更多>>摘要：针对基于深度学习的导轴承健康状态评估模型在增量学习新任务后,几乎彻底遗忘之前学习的内容,导致模型对旧任务评估准确率下降的问题,提出一种多源信息融合的核电循环水泵导轴承健康状态增量评估方法.首先,设计多源信息融合网络,提取反映导轴承健康状态的高维融合特征;其次,通过减小多源信息融合网络的分类损失及蒸馏损失保留新旧任务知识,设计范例管理策略及最邻近均值分类器实现导轴承健康状态增量评估;最后,在核电循环水泵实验台架采集导轴承劣化数据,并对所提方法进行实验验证及对比分析.实验结果表明,所提出方法的准确率可达94%以上.

    核电循环水泵导轴承健康状态评估增量学习

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    启动工况下双质量飞轮瞬态振动特性

    陈龙史文库陈志勇陶磊...
    697-702页
    查看更多>>摘要：针对双质量飞轮扭转减振器在启动工况下的瞬态振动特性进行研究.首先,建立启动工况传动系三自由度非线性仿真模型和启动工况仿真控制模型;其次,为提升模型仿真精度,模型分别考虑了发动机启动反拖过程压缩空气阻力矩、点火燃烧过程转矩波动、摩擦阻力矩以及双质量飞轮单元非线性扭转特性和变速箱输入轴齿轮搅油阻力矩,并通过实车试验验证了仿真模型的准确性;然后,针对双质量飞轮性能参数、启动电机和节气门开度等因素,开展启动工况下的瞬态振动特性仿真分析,明确各参数对启动工况瞬态振动的影响规律;最后,实车试验表明模型误差小于10%,说明笔者针对启动工况下的仿真建模方法正确有效;仿真结果表明,双质量飞轮扭转刚度和启动电机扭矩幅值对汽车启动工况下的瞬态扭转振动影响最大.本研究方法结论对解决相关工程问题有较好的借鉴意义.

    启动工况单元建模准瞬态发动机模型双质量飞轮瞬态振动

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