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基于流固耦合的双衬层水润滑轴承抗冲击分析
1
作者 蔺佳伟 朱汉华 +3 位作者 郑灿 寇新俊 王斌 苟萍 《船舶工程》 北大核心 2026年第1期80-88,共9页
[目的]为提升船舶双衬层水润滑轴承运行的安全性,[方法]对其在冲击载荷作用下的抗冲击性能进行研究。基于流固耦合的分析方法,建立双衬层水润滑轴承模型,分析冲击载荷作用下衬层材料、转速和偏心率因素对轴承衬层变形和水膜压力等抗冲... [目的]为提升船舶双衬层水润滑轴承运行的安全性,[方法]对其在冲击载荷作用下的抗冲击性能进行研究。基于流固耦合的分析方法,建立双衬层水润滑轴承模型,分析冲击载荷作用下衬层材料、转速和偏心率因素对轴承衬层变形和水膜压力等抗冲击性能参数的影响。[结果]研究结果表明:不同方向冲击载荷下的水润滑轴承抗冲击特性有所不同,且衬层材料、转速和偏心率对水润滑轴承的抗冲击性能有显著影响。[结论]研究成果可为复杂冲击环境下的水润滑轴承设计和性能评估提供一定参考,有助于提升船舶推进系统运行的安全性和稳定性。 展开更多
关键词 双衬层水润滑轴承 轴承性能 流固耦合 抗冲击
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船舶艉轴密封装置的动态响应影响因素
2
作者 柯周军 田忠殿 +1 位作者 郑建 吴均云 《机电设备》 2026年第1期52-58,共7页
为研究压力可调型艉轴空气密封系统的动态性能,建立艉轴空气密封系统数学模型,在所设计的恒压差控制策略下进行仿真,分析不同因素对系统流量和压力动态响应的影响。仿真结果表明:唇封间隙宽度与系统气体流量呈正相关;海水深度变化速率... 为研究压力可调型艉轴空气密封系统的动态性能,建立艉轴空气密封系统数学模型,在所设计的恒压差控制策略下进行仿真,分析不同因素对系统流量和压力动态响应的影响。仿真结果表明:唇封间隙宽度与系统气体流量呈正相关;海水深度变化速率和空气腔室体积的增加会在工况变化时导致进气流量超调增加,且海水深度的快速变化会导致压力响应时间延长;集液箱排气流量对唇封流量的影响较小。总结不同海水深度变化速率下系统实现快速释压所需的唇封间隙宽度,结果可为工程设计应用提供技术参考。 展开更多
关键词 艉轴 气动密封 动态响应 影响因素
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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：3
3
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：2
4
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：4
5
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MPDCNN的强噪声环境下船舶电力推进器齿轮箱故障诊断方法
6
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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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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船舶中间轴承刚度及陀螺效应对轴系回旋振动影响分析
8
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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基于机器学习的船舶轴系安装校调方法研究 被引量：2
9
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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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
10
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
11
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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基于DEM的低速海船艉轴承磨损数值研究 被引量：1
12
作者 何晨 周贱根 +1 位作者 杨琨 吕春昊 《华中科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期85-90,共6页
针对重载海船艉轴承在低转速条件下容易发生摩擦和磨损损伤的问题,提出基于离散单元法和改进的Hertz-Mindlin黏结接触模型,对海船艉轴承初期磨损、磨合磨损和稳定磨损阶段中摩擦副的状态进行数值研究.通过分析摩擦副黏结面的法向和切向... 针对重载海船艉轴承在低转速条件下容易发生摩擦和磨损损伤的问题,提出基于离散单元法和改进的Hertz-Mindlin黏结接触模型,对海船艉轴承初期磨损、磨合磨损和稳定磨损阶段中摩擦副的状态进行数值研究.通过分析摩擦副黏结面的法向和切向应力变化,结合艉轴转速导致油润滑多相流场的油膜厚度和油膜压力分布不均匀的现象,获取低速重载艉轴承底部磨损量、磨损面积和摩擦面劣化度的特征数据.结果表明:艉轴承底部区域首先产生磨损现象,随后磨损面积逐渐扩张到压力集中区,艉轴承摩擦副金属间的磨损量逐渐增加,磨损率呈现出先增加后减小至稳定值的趋势,磨损率变化符合理论磨损过程曲线变化规律. 展开更多
关键词 多相流 艉轴承 油润滑 机械磨损 离散单元法
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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
13
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
14
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
15
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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计入蠕变效应的水润滑橡塑尾轴承振动特性研究
16
作者 王瑞璞 姚玉南 +3 位作者 黄健 周新聪 郭旭 张轶凡 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第24期105-114,共10页
舰船在长时间靠泊或航行过程中,尾轴承持续承受着轴和螺旋桨自重引起的复杂力学作用,极易产生蠕变行为,导致轴系在启停机时产生异常的振动噪声,严重影响船舶的航行和设备寿命。开展蠕变前后不同水润滑尾轴承的振动特性对比试验,揭示轴... 舰船在长时间靠泊或航行过程中,尾轴承持续承受着轴和螺旋桨自重引起的复杂力学作用,极易产生蠕变行为,导致轴系在启停机时产生异常的振动噪声,严重影响船舶的航行和设备寿命。开展蠕变前后不同水润滑尾轴承的振动特性对比试验,揭示轴承试块产生蠕变效应前后的振动变化规律。结果表明,当轴承材料发生蠕变后,摩擦系数方面,UN50最大摩擦系数0.3155增大至0.3615,超高分子量聚乙烯由0.3228增大至0.3735,丁腈橡胶由0.4957增大至0.6204。时域信号方面,随着转速和载荷的增加,振动加剧的趋势愈发明显,3种轴承材料也均出现振幅增大的现象,UN50垂向加速度均方根值由6.56 m/s^(2)增大至7.541 m/s^(2),超高分子量聚乙烯由10.868 m/s^(2)增大至11.761 m/s^(2),丁腈橡胶由9.267 m/s^(2)增大至10.782 m/s^(2),平均增幅分别为25.07%,32.77%,30.92%。UN50能起到很好的流体动压润滑效果,在相同的转速和载荷条件下其减振特性明显优于超高分子聚乙烯轴承试块和丁腈橡胶轴承试块,具有卓越的振动控制性能,随着转速和载荷的增加,振动加剧的趋势愈发明显,橡塑共混材料表现出一定的抗蠕变性能。为提升船舶轴承的可靠性和使用寿命提供了重要的参考依据。 展开更多
关键词 水润滑尾轴承 橡塑共混 蠕变 振动特性
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基于PSR-PCA-CNN的船舶滚动轴承小样本智能故障诊断
17
作者 管聪 吴超 +2 位作者 张泽辉 范爱龙 徐晓滨 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第S1期139-149,共11页
[目的]针对传统故障诊断方法无法充分发掘一维非线性时序振动信号所蕴含的故障信息、模型训练所需样本多和泛化性不足等问题,提出一种基于PSR-PCA-CNN的滚动轴承小样本智能故障诊断方法。[方法]首先,基于混沌理论的相空间重构(PSR)获取... [目的]针对传统故障诊断方法无法充分发掘一维非线性时序振动信号所蕴含的故障信息、模型训练所需样本多和泛化性不足等问题,提出一种基于PSR-PCA-CNN的滚动轴承小样本智能故障诊断方法。[方法]首先,基于混沌理论的相空间重构(PSR)获取数据潜在的动力学特征,实现信号在相空间中的高维映射;然后,通过主成分分析(PCA)减轻数据维度冗余并产生简洁且富含信息的故障特征重构相图;最后,通过改进卷积神经网络(CNN)自动学习并提取复杂数据中的特征,实现小样本情况下滚动轴承的智能故障诊断。[结果]在两个轴承数据集上采用PSR-PCA-CNN方法进行故障诊断实验验证,准确率在97%以上;在训练集占比10%的小样本情况下训练准确率高于90%,与其他特征提取方法和先进算法相比,PSR-PCACNN方法具有更高的准确率。[结论]相较于其他图像编码方式与智能算法,PSR-PCA-CNN智能诊断方法在小样本情况下提取样本特征的能力优越,诊断效果良好,是解决滚动轴承小样本故障诊断任务的有效模型。 展开更多
关键词 轴承 滚动轴承 人工智能 故障诊断 预防性维修 相空间重构 主成分分析 卷积神经网络
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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
18
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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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
19
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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船舶轴系高静低动扭振隔振装置结构设计及分析
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作者 李林桃 张超 +2 位作者 杨志荣 饶柱石 肖望强 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第3期258-264,共7页
[目的]针对船舶轴系低频扭转振动抑制问题,设计并研制一种高静低动特性的扭振隔振装置。[方法]首先,基于正负扭转刚度并联的方式设计零部件,采用SolidWorks软件建立其三维模型,并通过3D打印制作隔振装置样机;然后,采用谐波平衡法求解模... [目的]针对船舶轴系低频扭转振动抑制问题,设计并研制一种高静低动特性的扭振隔振装置。[方法]首先,基于正负扭转刚度并联的方式设计零部件,采用SolidWorks软件建立其三维模型,并通过3D打印制作隔振装置样机;然后,采用谐波平衡法求解模型的Duffing方程,以研究结构参数和激励幅值对隔振装置扭矩传递率的影响;最后,通过Ansys workbench软件对模型进行有限元仿真,并对样机进行静载扭转试验分析。[结果]试验结果表明,隔振装置在静载扭矩试验下,在-2°~2°转角范围内具有高静低动刚度特性,且能承载大小为160 N?mm的力矩;在合适的结构参数下,隔振装置相比线性隔振装置具有更好的低频隔振效果。[结论]所提扭振隔振装置能通过正、负刚度并联实现高静低动特性,可为船舶轴系低频扭转振动控制提供参考。 展开更多
关键词 船舶 轴系 扭振隔离 扭转实验 谐波平衡法 高静低动
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