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基于响应面法-遗传算法的船舶推进轴系多目标优化设计 被引量：2
1
作者 张聪 疏炳南 +1 位作者 张江涛 金勇 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第4期466-475,I0001,共11页
为降低船舶在航行过程中传动设备的功率损失,提高推进轴系的传递效率,并改善轴系振动性能,基于响应面模型与遗传算法(GA)对某船舶轴系实验台进行了多目标优化设计.采用星点设计(CCD)方法,在优化设计空间中选取合理实验点,拟合构建最小... 为降低船舶在航行过程中传动设备的功率损失,提高推进轴系的传递效率,并改善轴系振动性能,基于响应面模型与遗传算法(GA)对某船舶轴系实验台进行了多目标优化设计.采用星点设计(CCD)方法,在优化设计空间中选取合理实验点,拟合构建最小总功耗和振动响应幅值的响应面模型.基于GA,利用MATLAB软件求解响应面模型回归函数的Pareto最优解.对比分析各组优化结果,获得最佳优化设计方案,研究结果表明采用这种联合方法后,轴系功耗损失降低了约7.10%,轴系振动幅值降低了2.30%,能有效提高轴系传递效率和抑制推进轴系振动问题,从而验证了船舶推进轴系多目标优化方法的正确性和可行性. 展开更多
关键词 推进轴系 传递效率 响应面法 遗传算法
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大型船舶推进轴系校中-振动性能综合优化研究 被引量：1
2
作者 张聪 燕翔 +1 位作者 杨平 章林柯 《华中科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期145-150,共6页
针对大型船舶推进轴系校中环境复杂且往往影响轴系振动从而对推进轴系正常运行产生威胁的问题,以某大型集装箱船的推进轴系为研究对象,基于响应曲面设计方法(RSM)构建推进轴系校中-振动多目标优化模型,选取后尾轴承负荷最小、各轴承负... 针对大型船舶推进轴系校中环境复杂且往往影响轴系振动从而对推进轴系正常运行产生威胁的问题,以某大型集装箱船的推进轴系为研究对象,基于响应曲面设计方法(RSM)构建推进轴系校中-振动多目标优化模型,选取后尾轴承负荷最小、各轴承负荷分布均匀和后尾轴承振动响应最小为优化目标,最后利用多目标遗传算法(MOGA)和模糊评价法进行求解和评估得到了实例的综合优化方案.结果表明:推进轴系后尾轴承负荷与轴承振动密切相关.直线校中与合理校中比较发现:合理校中的轴承分布更均匀,但振动响应增加了6.93%.进行综合优化后,在满足了轴承负荷要求的同时,后尾轴承振动降低了3.01%,实现了轴系校中和振动综合优化的目的. 展开更多
关键词 船舶推进轴系 轴系校中 轴系振动 响应曲面设计方法 多目标优化
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关节轴承摩擦学性能与剩余寿命预测综述 被引量：2
3
作者 吕延军 赵晓伟 +4 位作者 陈锐搏 杨鑫亮 张永芳 杨凌宇 方建敏 《交通运输工程学报》 北大核心 2025年第1期29-47,共19页
从外部因素和表面处理两方面梳理了关节轴承摩擦学性能的研究进展,从模型预测和数模联动预测两方面概述了关节轴承剩余寿命预测的研究进展;剖析了作用载荷、环境温度、摆动周期、润滑材料、表面涂层、表面改性、表面织构及表面加工对关... 从外部因素和表面处理两方面梳理了关节轴承摩擦学性能的研究进展,从模型预测和数模联动预测两方面概述了关节轴承剩余寿命预测的研究进展;剖析了作用载荷、环境温度、摆动周期、润滑材料、表面涂层、表面改性、表面织构及表面加工对关节轴承摩擦学性能的影响;探讨了关节轴承寿命的影响因素及预测方法。研究结果表明:外部因素对关节轴承摩擦学性能影响较大,大多情况下均是多因素相互耦合,需要阐明外部因素对关节轴承摩擦磨损的作用机理,进而设计关节轴承的结构、润滑方式及耐磨材料等;表面处理能够减小关节轴承摩擦副的磨损,为了采用表面处理改善关节轴承摩擦副的摩擦磨损,需阐明涂层参数、改性工艺、织构参数及加工工艺等对关节轴承摩擦学性能的影响规律,进而研发具有成本低、可靠性高、能源消耗低及环境污染小等特点的表面处理方法,提升关节轴承的摩擦学性能;影响关节轴承剩余寿命的内外因素较多,为了准确地预测关节轴承的剩余寿命,需要分析服役工况下关节轴承的工作状态及摩擦磨损情况,进而构建可靠的寿命预测模型和评估方法,预测关节轴承的剩余寿命。 展开更多
关键词 航空发动机 关节轴承 摩擦学性能 外部因素 表面处理 剩余寿命预测 寿命评估方法
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基于深度学习的旋转机械小样本故障诊断方法研究综述 被引量：2
4
作者 吴轲 吴军 +2 位作者 舒启明 沈卫明 宋文斌 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第2期3-19,共17页
[目的]深度学习在旋转机械故障诊断领域展示出显著潜力,但因工程实践中训练样本难以获取,导致基于深度学习的故障诊断方法存在泛化性弱、诊断精度低等问题。小样本故障诊断方法,凭借在有限数据条件下故障信息有效挖掘的能力,逐渐成为学... [目的]深度学习在旋转机械故障诊断领域展示出显著潜力,但因工程实践中训练样本难以获取,导致基于深度学习的故障诊断方法存在泛化性弱、诊断精度低等问题。小样本故障诊断方法,凭借在有限数据条件下故障信息有效挖掘的能力,逐渐成为学术界和工程界研究的热点。[方法]通过回顾并总结小样本学习方法在旋转机械故障诊断中的最新研究成果,阐述小样本故障诊断的任务定义和主要学习方法。在此基础上,根据不同的技术原理,将现有小样本故障诊断方法归纳为元学习、迁移学习、领域泛化、数据增强和自监督学习5类,并分析各类方法原理、应用及优缺点。[结果]各类方法在小样本故障诊断领域已取得一定成效,但在实际应用中仍存在诸多局限性,如元学习计算资源需求大、迁移学习受域间相似性限制等。[结论]未来在小样本故障诊断领域应探索数据治理、多模态学习、联邦学习以及机理-数据混合驱动等方法,克服现有方法的局限性,进一步提升小样本故障诊断的可靠性。 展开更多
关键词 旋转机械 故障分析 故障诊断 小样本 元学习 迁移学习 领域泛化 数据增强 自监督学习
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基于MPDCNN的强噪声环境下船舶电力推进器齿轮箱故障诊断方法
5
作者 尚前明 蒋婉莹 +2 位作者 周毅 王正强 孙钰波 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第2期30-38,共9页
[目的]针对旋转机械在实际工作中因噪声干扰而导致的故障诊断性能下降问题,为提高振动信号的故障特征提取质量和故障诊断能力,提出基于Mel-frequency倒谱系数(MFCC)的并行双通道卷积神经网络(PDCNN)故障诊断方法。[方法]利用MFCC提取含... [目的]针对旋转机械在实际工作中因噪声干扰而导致的故障诊断性能下降问题,为提高振动信号的故障特征提取质量和故障诊断能力,提出基于Mel-frequency倒谱系数(MFCC)的并行双通道卷积神经网络(PDCNN)故障诊断方法。[方法]利用MFCC提取含噪声的振动信号特征,同时设计一种新型并行双通道卷积神经网络结构,并利用该网络进一步挖掘数据的全局特征及更深层次的微小特征,从而提高该方法在强噪声环境下的诊断性能。[结果]不同噪声环境下的实验评估结果表明,该方法在强噪声环境下的故障诊断精度高于98%,其抗噪性能和诊断性能均明显优于其他传统方法。[结论]研究成果可为强噪声环境下的齿轮箱故障诊断提供参考。 展开更多
关键词 船舶电力推进 齿轮箱 故障分析 故障诊断 特征提取 梅尔频率倒谱系数 卷积神经网络
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基于磁流变的推进轴系全工况变刚度变阻尼减振控制
6
作者 吴源良 李雨铮 +1 位作者 黄惠 陈淑梅 《振动与冲击》 北大核心 2025年第13期190-199,共10页
针对磁流变液吸振器在推进轴系纵振控制应用时面临的单频、多频及刚度阻尼超范围等问题,该研究基于变刚度变阻尼磁流变液吸振器提出了一种能够实现频率同调且阻尼寻优的半主动控制方法,以拓宽推进轴系减振频宽。首先,构建推进轴系-磁流... 针对磁流变液吸振器在推进轴系纵振控制应用时面临的单频、多频及刚度阻尼超范围等问题,该研究基于变刚度变阻尼磁流变液吸振器提出了一种能够实现频率同调且阻尼寻优的半主动控制方法,以拓宽推进轴系减振频宽。首先,构建推进轴系-磁流变吸振器耦合模型并建立动力学方程,分析推进轴的纵振特性;其次,以刚度阻尼最优控制准则为约束和被控对象位移零追踪为控制目标,设计积分滑模控制器,并进行Lyapunov稳定性分析;然后,对推进轴系进行振动控制仿真,分析半主动吸振效果,验证积分滑模控制的有效性;最后,搭建试验平台进行缩比吸振试验。试验表明,该吸振方法能使不同工况下的推进轴系快速达到稳态,并且有效降低推进轴系激振频率6.0~30.0 Hz内传递至推力轴承基座的振动加速度级。该吸振新方法不仅有望突破变工况下推进轴系减振瓶颈,也将丰富振动控制领域理论基础,为同类吸振问题提供共性理论指导。 展开更多
关键词 推进轴系 纵振控制 变刚度变阻尼 磁流变吸振器 半主动控制 积分滑模控制
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船舶推进轴系纵向振动位移高精度预测方法研究
7
作者 周建辉 罗斌 +2 位作者 孙锋 饶柱石 邹冬林 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第5期142-149,共8页
[目的]针对轮机舱测点布置受限导致推进轴系纵向振动难以全面评估的问题,提出一种融合Kalman滤波技术与推进轴系纵向振动模型的高精度预测方法。[方法]该方法结合确定性分析与随机考量,通过最小方差无偏估计策略,有效考虑动力学模型误... [目的]针对轮机舱测点布置受限导致推进轴系纵向振动难以全面评估的问题,提出一种融合Kalman滤波技术与推进轴系纵向振动模型的高精度预测方法。[方法]该方法结合确定性分析与随机考量,通过最小方差无偏估计策略,有效考虑动力学模型误差及数据测量误差,仅需2个测点数据,即可在螺旋桨激励力未知且测量信号噪声干扰显著的复杂工况下,准确预测推进轴系任意位置纵向振动位移。[结果]在信噪比低至0dB的恶劣环境下,螺旋桨处预测位移与理论位移的均方根误差仅为8.85μm,推力轴承处为5.49μm,验证了其高精度预测能力。[结论]所提方法为舰船推进轴系纵向振动状态的实时、在线评估提供了新方案,具有重要的应用价值。 展开更多
关键词 船舶推进 轴系 状态监测 振动测量 KALMAN滤波
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船舶艉轴承偏磨状态对推进轴系振动特性的影响
8
作者 张新宝 吕子劲 杨勇 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第8期196-200,共5页
船舶推进轴系为一悬臂结构,受到螺旋桨及轴系自重以及各种复杂载荷的影响,艉轴承运行时处于偏载状态,当轴系重载时,甚至可能产生轴承偏磨。为了研究艉轴承偏磨状态对推进轴系振动特性的影响,基于某型船的模拟缩比台架,建立了船舶推进轴... 船舶推进轴系为一悬臂结构,受到螺旋桨及轴系自重以及各种复杂载荷的影响,艉轴承运行时处于偏载状态,当轴系重载时,甚至可能产生轴承偏磨。为了研究艉轴承偏磨状态对推进轴系振动特性的影响,基于某型船的模拟缩比台架,建立了船舶推进轴系纵横耦合振动模型,研究了艉轴承参数对纵横耦合效应的影响规律,得到了在艉轴承不同位置处产生的艉部激励作用下的轴系振动响应。研究表明:推进轴系的横向第一阶振动模态表现为螺旋桨处的振动,艉轴承的参数设计对抑制轴系的纵横耦合振动有重要意义;轴系的纵横耦合效应随着艉轴承的支承刚度、支承长度的增加而减弱,随着艉轴承的等效支承位置的前移而增强;艉部激励会增强轴系的纵横耦合效应,产生激励的位置越靠近螺旋桨,轴系的振动响应也越大。 展开更多
关键词 船舶艉轴承 轴承偏磨 推进轴系 振动特性 艉部激励
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船舶中间轴承刚度及陀螺效应对轴系回旋振动影响分析
9
作者 彭康 朱汉华 +2 位作者 朱天成 蔺佳伟 李小军 《船海工程》 北大核心 2025年第4期149-154,共6页
以某大型船舶推进轴系为对象,引入螺旋桨陀螺效应,基于转子动力学理论及利用有限元软件,探究中间轴承刚度变化时,对轴系回旋振动的固有频率、临界转速及振动响应的影响。结果表明,轴承垂直刚度是影响轴系振动的主要因素,水平刚度为次要... 以某大型船舶推进轴系为对象,引入螺旋桨陀螺效应,基于转子动力学理论及利用有限元软件,探究中间轴承刚度变化时,对轴系回旋振动的固有频率、临界转速及振动响应的影响。结果表明,轴承垂直刚度是影响轴系振动的主要因素,水平刚度为次要因素;轴承垂直刚度的改变对轴系的固有频率、临界转速和振幅产生明显影响,随着轴承垂直刚度的增加,轴系的固有频率增大、各阶正回旋临界转速升高、高阶逆回旋临界转速降低及振幅减小,轴系水平与垂直方向振幅差距显著。 展开更多
关键词 中间轴承 回旋振动 陀螺效应 各向异性
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基于改进PointNet++的船舶管路重建方法
10
作者 冯彦淏 邓志杰 +2 位作者 刘维 沈彬 王皓 《机械设计与研究》 北大核心 2025年第5期86-92,共7页
船舶的管路系统是船舶可靠运行的保障,具有零部件种类多和结构复杂的特点。针对船舶管路系统在维护与替换过程中重建效率低和精度差的问题,对经典的点云深度学习网络PointNet++进行了改进,提出了一种船舶管路的重建方法。通过构建管路... 船舶的管路系统是船舶可靠运行的保障,具有零部件种类多和结构复杂的特点。针对船舶管路系统在维护与替换过程中重建效率低和精度差的问题,对经典的点云深度学习网络PointNet++进行了改进,提出了一种船舶管路的重建方法。通过构建管路部件分割数据集,生成了高质量训练样本;对PointNet++模型采取多尺度采样半径调整和损失均衡化的改进策略,使其能够准确和均衡地捕捉各类部件的局部特征;根据分割结果求解出零部件特征参数和零部件之间的连接关系,实现了拓扑结构的恢复和管路的重建。实验结果显示,改进后的PointNet++模型在管路部件分割精度上取得了提升,对少数类部件的识别和分割更为精准;在管路重建方面实现了较高的精度,同时也保证了安装精度和可替换性,验证了所提方法可以满足实际船舶维修中高精度、自动化重建管路的需求,有效提升了管路替换的生产效率和可靠性。 展开更多
关键词 管路重建 虚拟数据集 点云分割 PointNet++
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非均匀来流下桨-轴-艇耦合系统声振特性分析
11
作者 刘可欣 向阳 贾泽坤 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第20期85-93,共9页
为分析螺旋桨非定常负载作用下螺旋桨转速以及轴承刚度对桨-轴-艇耦合系统声振特性的影响,本文基于雷诺平均(RANS)方法,结合剪切应力输运(SST)k-ω湍流模型,利用UDF编译非均匀来流下流场的速度入口边界条件计算不同转速下螺旋桨非定常... 为分析螺旋桨非定常负载作用下螺旋桨转速以及轴承刚度对桨-轴-艇耦合系统声振特性的影响,本文基于雷诺平均(RANS)方法,结合剪切应力输运(SST)k-ω湍流模型,利用UDF编译非均匀来流下流场的速度入口边界条件计算不同转速下螺旋桨非定常负载。在此基础上,建立推进系统弹性支撑下桨-轴-艇耦合系统有限元模型,计算不同转速激励下的桨-轴-艇耦合系统声振响应。此外,改变轴承刚度,进行耦合系统不同轴承刚度下的力传递率分析。研究结果表明,螺旋桨激励频率集中于轴频和叶频,激励强度随转速增加显著增强,且主激励频率与系统固有频率耦合可能引发共振。而轴承刚度调节可显著影响系统振动传递特性,在0.5~1.5倍原刚度范围内降低刚度可减少力传递率,并通过调整刚度,可以使耦合系统固有频率远离螺旋桨主激励频率,从而避免共振。 展开更多
关键词 非定常负载 螺旋桨转速 桨-轴-艇耦合 轴承刚度
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不同沟槽结构下水润滑轴承摩擦振动性能试验研究 被引量：1
12
作者 张旭 梁兴鑫 +2 位作者 向永坤 何涛 莫司丞 《润滑与密封》 北大核心 2025年第4期118-125,共8页
针对水下航行器对低振动、高承载、长寿命水润滑尾轴承的需求,使用仿真和试验手段,开展全沟槽结构和局部沟槽结构的两轴承试样在不同工况下的润滑和振动特性研究。试验结果表明:相较于全沟槽结构,局部沟槽结构的水润滑轴承综合性能最佳... 针对水下航行器对低振动、高承载、长寿命水润滑尾轴承的需求,使用仿真和试验手段,开展全沟槽结构和局部沟槽结构的两轴承试样在不同工况下的润滑和振动特性研究。试验结果表明:相较于全沟槽结构,局部沟槽结构的水润滑轴承综合性能最佳,具有较低的摩擦因数,在低速重载工况下更容易形成流体动压润滑;试验结果与仿真结果吻合;比压对两轴承摩擦因数有显著影响,全沟槽轴承摩擦因数随着比压的增大而增加,局部沟槽轴承随比压增加摩擦因数显著降低,且在流量充足的条件下全沟槽轴承温升高于局部沟槽;随着转速的升高,两轴承振动总体上呈现增大的趋势且振动主要来源于低频振动;振动随比压升高无明显变化,相较于比压,转速更能影响轴承的振动特性。 展开更多
关键词 水润滑轴承 全沟槽结构 局部沟槽结构 润滑性能 振动特性
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基于机器学习的船舶轴系安装校调方法研究 被引量：1
13
作者 郑瑞栋 朱汉华 +2 位作者 赵修叁 刘恒 尹志生 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第4期59-65,共7页
针对大型船舶长轴系装调效率较低,并且校中工作复杂的问题,开展基于机器学习的中间轴承校调方法研究。选取GA-BP神经网络算法作为机器学习模型,对船舶在设计、装调等过程中可能遇到的问题进行分析,并获得相关有效数据,用以训练船舶轴系... 针对大型船舶长轴系装调效率较低,并且校中工作复杂的问题,开展基于机器学习的中间轴承校调方法研究。选取GA-BP神经网络算法作为机器学习模型,对船舶在设计、装调等过程中可能遇到的问题进行分析,并获得相关有效数据,用以训练船舶轴系校调机器学习模型。本文以某型船舶轴系校调为模型进行选取验证,结果表明,机器学习模型能够通过已有数据较为精确的识别轴系目前校中状态及安装高度,从而能够对船舶校调工作减少误差,有助于提升船舶长轴系安装质量及安装效率。 展开更多
关键词 船舶长轴系 轴系校调 GA-BP神经网络算法 轴系变位值计算
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管壳式换热器间隙与折流板参数的影响分析
14
作者 蔡尚峰 闫佳兵 +1 位作者 周利伟 王成 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第20期140-145,共6页
管壳式换热器作为舰船核动力装置重要的换热传导装置,研究壳侧各流程的热流特性,有助于剖析其相互作用机制,并对管壳换热器进行优化设计。本文基于计算流体动力学(CFD)方法,对具有板-壳和板-管间隙、折流板间距和缺口高度的传统单段折... 管壳式换热器作为舰船核动力装置重要的换热传导装置,研究壳侧各流程的热流特性,有助于剖析其相互作用机制,并对管壳换热器进行优化设计。本文基于计算流体动力学(CFD)方法,对具有板-壳和板-管间隙、折流板间距和缺口高度的传统单段折流板管壳式换热器壳程热流特性进行系列仿真对比分析研究。研究发现,板-壳间隙和板-管间隙最大允许值下,旁路泄漏流程A和E占总壳程流通量的34%~40%,平均流速分别降低23%和30%,表面热交换率系数分别降低了35%和13%;阻滞区受折流板间距和缺口高度的共同影响,当折流板之间通流截面面积大于折流板缺口的截面面积时,阻滞区增加;阻滞区相对宽度在H_w/L_b≥0.85时为16%~18%,且变化较小;而当,H_w/L_b<0.85时,其相对宽度急剧增加至约40%。 展开更多
关键词 管壳式换热器 泄漏流 折流板参数 热流特性 阻滞区
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碟形橡胶联轴器的静态性能研究
15
作者 彭干 常山 +1 位作者 邢立峰 宗浩 《热能动力工程》 北大核心 2025年第8期152-160,共9页
为提升碟形橡胶联轴器的力学性能及结构强度,提出在联轴器核心部件碟形橡胶元件的内外环处嵌入金属环的优化方案。基于有限元仿真方法,构建联轴器三维模型及有限元模型,通过单轴拉伸试验获取橡胶材料的Mooney-Rivlin超弹性本构模型参数... 为提升碟形橡胶联轴器的力学性能及结构强度,提出在联轴器核心部件碟形橡胶元件的内外环处嵌入金属环的优化方案。基于有限元仿真方法,构建联轴器三维模型及有限元模型,通过单轴拉伸试验获取橡胶材料的Mooney-Rivlin超弹性本构模型参数,并利用ABAQUS软件对优化前后的橡胶元件进行径向、轴向及扭转3种工况的静态特性对比分析。仿真结果表明:增加金属环后,碟形橡胶元件的径向、轴向和扭转刚度分别提升至1004.3,786.5和1065.7 N·m/(°),增幅达6.2%,8.0%和10.2%;橡胶元件内部最大应力在3种工况下分别降低2.0%,9.7%和19.2%。通过搭建静态刚度试验台进行验证,发现仿真与试验结果的径向、轴向、扭转相对误差分别为2.28%、2.34%和4.53%,相对误差值小于5%,验证了有限元计算结果的准确性。 展开更多
关键词 碟形橡胶 有限元计算 刚度试验
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基于多域信息融合与改进ELM的船舶电机轴承故障诊断 被引量：1
16
作者 戈淳 闫灶宇 +1 位作者 商嘉桐 薛红涛 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第2期68-76,共9页
[目的]针对监测信号在单一分析域内的特征参数难以完整表征监测对象的运行状态,以及极限学习机(ELM)网络的模型参数难以达到最优的问题,提出一种基于多域信息融合与改进ELM的船舶电机轴承故障诊断方法。[方法]首先,基于船舶电机轴承振... [目的]针对监测信号在单一分析域内的特征参数难以完整表征监测对象的运行状态,以及极限学习机(ELM)网络的模型参数难以达到最优的问题,提出一种基于多域信息融合与改进ELM的船舶电机轴承故障诊断方法。[方法]首先,基于船舶电机轴承振动信号在时域、频域与时频域内的特征信息,构建多域特征参数集,作为故障诊断模型的输入;然后,运用麻雀搜索算法改进ELM网络的模型参数优化方法,确定最优的权值与阈值,进而提高故障诊断ELM模型的识别精度。最后,通过船用电机试验台架实验数据和开源实验数据,对电机轴承故障状态进行识别。[结果]基于船用电机试验台架的实验数据验证表明,采用多域特征参数集的故障诊断模型在训练集和测试集上的识别精度均为100%;基于开源实验数据验证表明,改进ELM模型的测试集识别精度为90.5%,相较于原始ELM模型提高了12.7%,且训练集识别精度与测试集识别精度均高于其他诊断模型。[结论]所提方法在输入特征参数集与诊断模型上均有改进,可有效识别电机轴承故障状态,且模型具有良好的稳定性,为船舶电机轴承故障诊断提供参考。 展开更多
关键词 电动机 轴承 故障分析 故障诊断 多域信息融合 麻雀搜索算法 极限学习机
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轴段空心度对舰船复杂推进轴系回旋振动特性的影响研究 被引量：1
17
作者 古铮 刘金林 房诗雨 《船舶力学》 北大核心 2025年第2期312-320,共9页
现代舰船推进轴系的结构设计较为复杂,结构尺寸是影响其回旋振动特性的一项重要因素。本文以某舰船复杂推进轴系为研究对象,研究轴段空心度变化对轴系回旋振动特性的影响。基于有限元法建立轴系回旋振动分析模型,并在初始空心度下分析... 现代舰船推进轴系的结构设计较为复杂,结构尺寸是影响其回旋振动特性的一项重要因素。本文以某舰船复杂推进轴系为研究对象,研究轴段空心度变化对轴系回旋振动特性的影响。基于有限元法建立轴系回旋振动分析模型,并在初始空心度下分析轴系的回旋振动特性;在此基础上,通过强度校核确定空心度的取值范围,以艉轴和螺旋桨轴空心度为变量,分析了艉部轴段空心度变化对轴系回旋振动临界转速的影响规律,并结合轴系校中的衡准要求进一步细化了空心度的取值范围。研究成果可为舰船推进轴系设计过程中的结构设计和回旋振动控制提供参考。 展开更多
关键词 舰船复杂推进轴系 回旋振动 轴段空心度 有限元
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基于多任务门控网络的滚动轴承寿命预测方法 被引量：1
18
作者 宋浏阳 郑传浩 +3 位作者 金烨 林天骄 韩长坤 王华庆 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第2期107-117,共11页
[目的]为实现船舶机械设备中轴承的剩余寿命预测,提出基于双向门控循环单元(BiGRU)、变分自编码器(VAE)和多门控专家混合层(MMoE)的多任务门控网络预测模型。[方法]首先,计算轴承信号时域特征以表征监测数据中的基本退化趋势;然后,建立... [目的]为实现船舶机械设备中轴承的剩余寿命预测,提出基于双向门控循环单元(BiGRU)、变分自编码器(VAE)和多门控专家混合层(MMoE)的多任务门控网络预测模型。[方法]首先,计算轴承信号时域特征以表征监测数据中的基本退化趋势;然后,建立轴承健康状态(HS)评估和剩余使用寿命(RUL)预测子任务构成多任务门控网络预测模型,子任务中使用BiGRU和VAE提取时域特征趋势信号中的退化信息,再利用MMoE自适应分离子任务的差异特征。最后,在XJTU-SY轴承数据集上进行有效性验证。[结果]结果表明,与长短期记忆网络(LSTM)等经典时序数据预测模型相比,多任务门控网络预测模型的预测精度更高,误差指标MAE和RMSE分别提升62.5%和67.81%。[结论]所提方法可以实现轴承剩余寿命的预测,对船舶机械设备健康管理与智能运维具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 船舶设备 轴承 剩余寿命预测 多任务门控网络预测模型
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计及轴颈倾斜的后艉轴承动态润滑特性分析 被引量：1
19
作者 钟欣荣 雷俊松 +2 位作者 周瑞平 王钊 武于哲 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第12期78-85,共8页
为了研究倾斜轴颈在不同轴承倾角设计下的动态润滑特性变化规律,以某16100 TEU大型集装箱船的传动轴系后艉轴承为研究对象,建立考虑轴颈和轴承双倾角的数值模型。通过数值仿真方法,研究了轴颈大角度倾斜对轴承润滑性能的影响,分析轴承... 为了研究倾斜轴颈在不同轴承倾角设计下的动态润滑特性变化规律,以某16100 TEU大型集装箱船的传动轴系后艉轴承为研究对象,建立考虑轴颈和轴承双倾角的数值模型。通过数值仿真方法,研究了轴颈大角度倾斜对轴承润滑性能的影响,分析轴承不同倾角位置对油膜压力分布和轴心轨迹的改善效果。结果表明,当轴颈出现大角度倾斜时,轴承润滑状况显著恶化,最大偏心率达到0.97。相较于轴承单倾角设计,双倾角设计在降低偏心率、优化油膜压力分布和稳定轴心轨迹方面表现出明显的优势。研究可为大型船舶后艉轴承的设计提供理论参考。 展开更多
关键词 轴颈倾斜 轴心轨迹 润滑特性
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基于深度残差收缩自适应网络的推进轴系云边端协同故障诊断方法
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作者 余凯伟 李子睿 +2 位作者 陈冲 吴军 朱海平 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第4期213-221,共9页
[目的]变工况下推进轴系故障诊断模型泛化性差、无法自主学习,模型部署到边缘设备后,性能相对固定,无法在线更新,针对上述问题,提出一种基于深度残差收缩自适应网络的云边端协同故障诊断方法。[方法]首先,收集推进轴系运行过程中已知工... [目的]变工况下推进轴系故障诊断模型泛化性差、无法自主学习,模型部署到边缘设备后,性能相对固定,无法在线更新,针对上述问题,提出一种基于深度残差收缩自适应网络的云边端协同故障诊断方法。[方法]首先,收集推进轴系运行过程中已知工况历史数据,在云端建立深度残差收缩自适应网络模型,通过引入强化学习算法,使模型具备自适应更新能力,并在线学习变工况下的数据,实现模型的在线更新与性能的自适应提升;然后,通过模型分片下发、边缘分片聚合方式,实现边缘端模型部署更新;最后,在边缘端进行实时故障诊断,并基于船舶推进轴系实验台,验证所提出方法的有效性。[结果]结果显示,在变工况下,所提方法能够实现模型在线更新,且更新后模型相比未更新模型故障诊断精度更高。[结论]研究成果可为变工况下推进轴系故障诊断提供参考。 展开更多
关键词 故障分析 强化学习 云边端协同 推进轴系
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