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FME 前沿研究:传动系统振动溯源——从表面振动到啮合刚度
作者:admin    发布于:2024-08-23 12:04   
摘要:在旋转机械故障诊断领域,信号分解与机器学习作为故障特征提取的两大类主流方法,均要求测试的振动信号包含能够实现正异常分类的显式或隐式特征。然而,以履带车辆传动装置为代表的复杂传动系统具有结构高度集成、服役工况恶劣等特点,故障特征在复杂的结构

  在旋转机械故障诊断领域,信号分解与机器学习作为故障特征提取的两大类主流方法,均要求测试的振动信号包含能够实现正异常分类的显式或隐式特征。然而,以履带车辆传动装置为代表的复杂传动系统具有结构高度集成、服役工况恶劣等特点,故障特征在复杂的结构振动传递过程中大幅衰减甚至改变,进而被强噪声污染。因此,对传动系统振动溯源进而提取原始故障特征,对复杂装备的监测诊断具有重要意义,同时伴随着巨大科学挑战。

  实际测试的振动信号是齿轮啮合振动经转子、轴承及箱体结构特性复合影响下的结果,本文采用动力学与传递路径理论联合建立了上述振动传递过程的解析模型。

  进而,基于建立的解析模型,分别求解传递路径方程及系统动力学方程的反问题凯时kb88最新网址,实现从箱体表面振动信号到齿轮啮合刚度的振动溯源。

  实验结果表明,辨识的啮合刚度呈现出与经典动力学模拟高度相似的故障特征,并表现出一系列有益于故障诊断的性质,如物理意义明确、鲁棒于测点位置、指示故障程度等。将辨识的啮合刚度与相似性指标相结合,还能够进一步实现故障分类,并在一定程度上表现出与迁移学习类似的泛化至其它转速和负载工况下的能力。

  1.动力学与传递路径联合建模对传动系统齿轮啮合振动的传递过程进行解析描述。

  2.通过求解两阶段反问题实现从箱体表面振动信号到齿轮啮合刚度的振动溯源:第一阶段求解传递路径方程的反问题凯时kb88最新网址,第二阶段求解系统动力学方程的反问题。

  3.由箱体表面振动信号辨识的齿轮啮合刚度呈现出与经典动力学模拟高度相似的故障特征,从而侧面印证了经典动力学建模实际机械系统的有效性。

  上海交通大学机械与动力工程学院教授、博士生导师,上海交通大学装备智能运维与大数据研究中心主任(中心网站)。

  研究方向为机械装备故障诊断与智能运维、超构材料振动感知与声学探测、动态信号处理与大数据分析,主持了国家自然科学基金、两机专项课题、国家重点研发计划课题等国家及省部级科研项目十余项。提出了超构材料计算振动感知理论与方法,发展了非平稳信号的非线性特征增强方法,解决了机械系统振动溯源和故障诊断难题,发表Nature Communications、Matter、Cell Reports Physical Science等国际期刊SCI论文100余篇,入选2020和2021年度爱思唯尔“中国高被引学者”榜单。获安徽省自然科学二等奖(排名第1)、教育部新世纪优秀人才支持计划、ISFA 2016和DAMAS 2021国际学术会议最佳论文奖、国家自然科学基金委机械学科优秀结题项目。学术兼职担任IEEE仪器与测试学会南京/上海/武汉联合分会主席、全国高校机械工程测试技术研究会在线检测分会副理事长、《振动工程学报》和《动力学与控制学报》青年编委、IEEE高级会员等。

  宁夏大学党委副书记凯时kb88最新网址、校长,国家杰青,国际声学与振动学会 (IIAV) 杰出会士,机械系统与振动国家重点实验室副主任。

  研究方向为设备故障诊断与智能运维、信号处理与大数据分析、振动分析与控制、非线性动力学,主持了包括两机专项、国家自然科学基金创新研究群体、杰青和上海市国际合作重点等在内的20多个重要项目。2014至2020年连续入选爰思唯尔“中国高被引学者”,获上海青年科技英才提名奖、中国振动工程学会青年科技奖、教育部自然科学一等奖(排名第2)和教育部科学技术进步二等奖(排名第5)、英国无损检测学会(The British Institute of Non-destructive Testing)2019年度 CM Innovation Award。学术兼职担任全国科技创新领军人才联盟理事、上海市青年科技人才协会副会长、中国振动工程学会设备故障诊断专业委员会副理事长、中国振动工程学会非线性振动专业委员会副主任委员、中国力学学会动力学与控制专业委员会委员、中国振动工程学会理事、上海力学学会理事、国际声学与振动学会 (IIAV) 杰出会士 (Distinguished Fellow)等。

  由教育部主管、高等教育出版社主办的《前沿》(Frontiers)系列英文学术期刊,于2006年正式创刊,以网络版和印刷版向全球发行。系列期刊包括基础科学、生命科学、工程技术和人文社会科学四个主题,是我国覆盖学科最广泛的英文学术期刊群,其中13种被SCI收录,其他也被A&HCI、Ei、MEDLINE或相应学科国际权威检索系统收录凯时kb88最新网址,具有一定的国际学术影响力。系列期刊采用在线优先出版方式,保证文章以最快速度发表。树丛阴影竖幅接片竖构图竖幅构图输出像素数输出终端输出要求竖幅画面输出照片啮合线

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