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基于两相流的高速三点角接触球轴承环间热场特性研究
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作者 刘红彬 时方振 +3 位作者 高创 魏峰 刘勇言 孙勇攀 《机电工程》 北大核心 2025年第11期2107-2118,共12页
为解决环下润滑三点角接触球轴承腔内摩擦温升与黏性温升的耦合作用机理问题,进行了轴承腔内两相流场和温度场研究。首先,以三点角接触球轴承腔内流域为分析对象,采用多重参考系(MRF)描述了轴承各部件的运动边界,建立了轴承滑油气体两... 为解决环下润滑三点角接触球轴承腔内摩擦温升与黏性温升的耦合作用机理问题,进行了轴承腔内两相流场和温度场研究。首先,以三点角接触球轴承腔内流域为分析对象,采用多重参考系(MRF)描述了轴承各部件的运动边界,建立了轴承滑油气体两相热流耦合计算模型,设置了边界条件;然后,将轴承腔内温升分为轴承元件间的摩擦温升和滑油黏性剪切温升;最后,研究了环下润滑时,轴承内圈转速、供油温度以及保持架引导方式对轴承腔内两相流场及温度场的影响机理。研究结果表明:转速增大使轴承腔内温升增加,腔内摩擦温升占比增加,黏性温升占比减小;供油温度由100℃增至120℃使滑油黏度降低,减弱了滑油润滑效果,腔内摩擦温升占比增加了18.53%;相对于保持架内圈引导方式,保持架外圈引导结构更有利于滑油进入轴承腔内,腔内油液体积分数较大,总温升较小,且黏性温升占比较大,摩擦温升占比较小,温升占比最大相差6.06%。以上研究可以为轴承的优化和设计提供参考。 展开更多
关键词 三点角接触球轴承 环下润滑 旋转速度 供油温度 保持架引导方式 温度场 油气两相热流耦合模型
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基于卷积嵌入与通道注意力机制的滚动轴承零样本异常检测
2
作者 马翔宇 李司南 孙闯 《航空科学技术》 2025年第9期110-119,共10页
滚动轴承作为航空发动机中重要的支承部件,其状态监测对于航空发动机的运行安全与运维执行具有重要意义。航空发动机高速高温、大载荷、复杂受力等苛刻的服役环境使得轴承的故障形式复杂多样,传统的异常检测方法难以对未知类别样本进行... 滚动轴承作为航空发动机中重要的支承部件,其状态监测对于航空发动机的运行安全与运维执行具有重要意义。航空发动机高速高温、大载荷、复杂受力等苛刻的服役环境使得轴承的故障形式复杂多样,传统的异常检测方法难以对未知类别样本进行有效的判别与检测。因此,本文提出一种基于卷积嵌入和通道注意力机制的零样本学习框架,该方法包含特征提取层的卷积神经网络与自编码器结构帮助模型生成适当的类别特征信息,引入了通道注意力机制提升模型特征表达的能力。同时,利用已知类别样本生成特征中心矢量,在测试的过程中进行测试样本的距离度量,实现对未知类别的判别以及故障样本的分类。将所提出的方法应用于航空发动机双转子轴承试验数据进行测试验证,结果表明,本文方法能够有效地挖掘并构造滚动轴承故障特征,实现滚动轴承零样本异常检测,为轴承的维护决策提供支持。 展开更多
关键词 卷积嵌入 注意力机制 距离度量 零样本学习 异常检测
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航空发动机附件传动深沟球轴承故障分析
3
作者 刘文龙 周大威 +3 位作者 高晓果 姜贵林 张大鹏 王丹丹 《航空发动机》 北大核心 2025年第5期111-116,共6页
为了确定航空发动机附件传动深沟球轴承故障的产生原因,开展了故障形貌分析、安装结构分析、断口检查、仿真分析等工作。仿真分析时,在传统寿命分析和接触应力的基础上,补充开展了工况条件下轴承工作游隙分析。结果表明:该轴承失效形式... 为了确定航空发动机附件传动深沟球轴承故障的产生原因,开展了故障形貌分析、安装结构分析、断口检查、仿真分析等工作。仿真分析时,在传统寿命分析和接触应力的基础上,补充开展了工况条件下轴承工作游隙分析。结果表明:该轴承失效形式主要为表面起源型疲劳剥落,轴承工作时在温度、转速、载荷、配合等条件综合作用下出现了负游隙情况,轴承钢球与套圈滚道之间无法形成有效接触角,钢球受迫在滚道沟底运转产生异常表面磨损,是本次轴承发生剥落故障的根本原因。设计开展了故障复现试验,故障机理得到验证。针对故障原因,开展了工况条件下的轴承工作游隙和接触应力仿真分析,提出了优化轴承初始游隙的改进措施,避免轴承工作中出现负游隙,改进设计轴承通过了试验器和发动机考核试验,可以避免类似故障再次发生。 展开更多
关键词 附件传动 深沟球轴承 故障分析 故障复现试验 负游隙 航空发动机
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高速圆柱滚子轴承保持架动力学特性分析 被引量:61
4
作者 邓四二 顾金芳 +1 位作者 崔永存 孙朝阳 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期207-215,共9页
建立了高速圆柱滚子轴承动力学微分方程,采用精细积分法和预估-校正Adams-BashforthMoulton多步法相结合的算法,对高速圆柱滚子轴承动力学微分方程进行求解,并对保持架的动力学特性进行了理论分析.结果表明:过大的保持架间隙比不利于保... 建立了高速圆柱滚子轴承动力学微分方程,采用精细积分法和预估-校正Adams-BashforthMoulton多步法相结合的算法,对高速圆柱滚子轴承动力学微分方程进行求解,并对保持架的动力学特性进行了理论分析.结果表明:过大的保持架间隙比不利于保持架稳定运转;在一个套圈固定、另一个套圈工作状态下,保持架引导方式采用旋转套圈引导时,保持架打滑率较低;保持架采用外引导方式时保持架质心运动较为稳定;在内外圈同向旋转且外圈转速高于内圈转速条件下,保持架采用外引导方式时,保持架打滑率较低;在内外圈反向旋转且外圈转速高于内圈转速条件下,保持架质心轨迹变得不规则;保持架采用外引导方式时,保持架打滑率为负值. 展开更多
关键词 圆柱滚子轴承 保持架引导方式 保持架动态特性 保持架打滑率 保持架质心轨迹
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圆柱滚子中介轴承拟静力学分析 被引量:23
5
作者 胡绚 罗贵火 高德平 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1069-1074,共6页
航空燃气涡轮发动机为了提高性能经常采用中介轴承。中介轴承对发动机转子系统的动力特性的影响很大,但国内外对中介轴承动力学特性的研究却很少。本文采用拟静力学法,通过分析圆柱滚子中介轴承的运动关系和受载情况,建立了相应的计算... 航空燃气涡轮发动机为了提高性能经常采用中介轴承。中介轴承对发动机转子系统的动力特性的影响很大,但国内外对中介轴承动力学特性的研究却很少。本文采用拟静力学法,通过分析圆柱滚子中介轴承的运动关系和受载情况,建立了相应的计算模型。本文应用所建立的模型,计算了圆柱滚子中介轴承的动力学特性,并将计算得到的滚子打滑率与试验结果进行了比较。在此基础上,进一步对内外圈反向旋转,且内圈与高压转子联接、外圈与低压转子联接的中介轴承进行了分析,研究了保持架转速、滚子自转转速以及滚子与保持架的接触力随径向载荷变化的关系。研究结果表明,随着径向载荷的增加,保持架转速、滚子自转转速以及滚子与保持架的接触力均增大。 展开更多
关键词 航空 航天推进系统 圆柱滚子中介轴承 拟静力学法 航空发动机
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航空发动机中介轴承的特性分析 被引量:18
6
作者 胡绚 罗贵火 高德平 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期439-443,共5页
针对内外圈同向旋转和内外圈反向旋转的两种航空发动机圆柱滚子中介轴承,应用拟静力学法对其进行了分析,讨论了它们的保持架转速与滚子自转转速随径向载荷变化的规律,并且比较了二者在各自的工作方式下的工作特性.由特性对比可知,在内... 针对内外圈同向旋转和内外圈反向旋转的两种航空发动机圆柱滚子中介轴承,应用拟静力学法对其进行了分析,讨论了它们的保持架转速与滚子自转转速随径向载荷变化的规律,并且比较了二者在各自的工作方式下的工作特性.由特性对比可知,在内外圈反向旋转,内圈转速大于外圈转速的工作方式下,中介轴承具有较低的打滑率,较高的疲劳寿命,并且有利于密封和转子的振动稳定性;在内外圈同向旋转,内圈转速小于外圈转速的工作方式下,中介轴承受载区滚子自转转速较低,有利于提高滚子的使用寿命. 展开更多
关键词 航空 航天推进系统 航空发动机 中介轴承 拟静力学法
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涡喷发动机高温高速轴承失效机理及改进措施 被引量:10
7
作者 王黎钦 李秀娟 +1 位作者 古乐 齐毓霖 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2002年第6期963-965,共3页
介绍了涡喷发动机高温高速轴承中导引面严重磨损和轴承的热失稳等失效形式的特征 ,分析了保持架和内圈引导面之间“软磨硬”的异常磨损失效机理 ,指出“软磨硬”是由轴承保持架内引导面对套圈的高速高频振动造成的 ,轴承引导面材料摩擦... 介绍了涡喷发动机高温高速轴承中导引面严重磨损和轴承的热失稳等失效形式的特征 ,分析了保持架和内圈引导面之间“软磨硬”的异常磨损失效机理 ,指出“软磨硬”是由轴承保持架内引导面对套圈的高速高频振动造成的 ,轴承引导面材料摩擦性能不匹配和润滑油严重污染加速了磨损进程。同时 ,从轴承的性能参数方面分析了轴承的热失稳产生的原因。台架模拟实验再现了导引面严重磨损的主要失效形式 。 展开更多
关键词 涡喷发动机 高温高速轴承 失效机理 改进措施 球轴承 胶合 冲击磨损
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超低温氢氧泵轴承技术研究及进展 被引量:8
8
作者 古乐 王黎钦 +1 位作者 李秀娟 齐毓霖 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第7期620-623,共4页
液氢 /液氧火箭发动机涡轮泵用球轴承工作在超低温高转速重载荷条件下 ,需要采用合适的材料匹配和可靠的固体润滑。对由 9Cr1 8套圈和球组成的钢制轴承 ,常采用 PTFE复合材料保持架及套圈和球上表面溅射PTFE膜层或 PVD软金属膜层来实现... 液氢 /液氧火箭发动机涡轮泵用球轴承工作在超低温高转速重载荷条件下 ,需要采用合适的材料匹配和可靠的固体润滑。对由 9Cr1 8套圈和球组成的钢制轴承 ,常采用 PTFE复合材料保持架及套圈和球上表面溅射PTFE膜层或 PVD软金属膜层来实现润滑 ,其主要失效可归纳为磨损、胶合及保持架断裂 3种形式。采用氮化硅球的混合式陶瓷轴承以及套圈表面等离子体淹没离子注入 Ag润滑膜层的应用 ,提高了轴承的寿命和可靠性。陶瓷轴承技术和离子改性技术将满足该轴承技术发展的需要。 展开更多
关键词 超低温 氢氧泵 轴承 火箭发动机
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飞轮轴系润滑剂损失及寿命分析 被引量:9
9
作者 黄敦新 白越 +1 位作者 黎海文 吴一辉 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期20-24,共5页
空间卫星姿控飞轮支承轴承用液体润滑剂因真空挥发造成其质量损失,进而导致轴承润滑寿命和卫星运行寿命降低。为了研究润滑油蒸气的挥发损失及其对润滑寿命的影响,通过理论和实验验证润滑剂因分子流失对润滑寿命的影响,建立了轴承润滑... 空间卫星姿控飞轮支承轴承用液体润滑剂因真空挥发造成其质量损失,进而导致轴承润滑寿命和卫星运行寿命降低。为了研究润滑油蒸气的挥发损失及其对润滑寿命的影响,通过理论和实验验证润滑剂因分子流失对润滑寿命的影响,建立了轴承润滑油气物理模型,对该模型中的油蒸气分子通过密封间隙的迁移进行研究;通过中真空环境下的空间用润滑油长期挥发实验验证对润滑油蒸气分子迁移模型及损失率的分析。理论分析及实验结果表明,飞轮轴系油储年损失率小于1mg。优化密封设计参数、选用具有低饱和蒸汽压的润滑剂可有效降低润滑剂中基础油的挥发损失,提高轴系润滑寿命。 展开更多
关键词 飞轮轴承 润滑寿命 分子流 迷宫密封
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某双转子发动机冲击振动的分频小波提取与故障分析 被引量:8
10
作者 何卫锋 程礼 李应红 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期361-365,共5页
采用小波-时频方法对某双转子发动机地面实测数据进行了分析,得到了试车过程中系统在不同工作状态下振动的时频特征。在振动能量的时频分布图中,不同的频率区间内含有不同的冲击成份;在此基础上对信号在不同的频带进行谐波小波包分解,... 采用小波-时频方法对某双转子发动机地面实测数据进行了分析,得到了试车过程中系统在不同工作状态下振动的时频特征。在振动能量的时频分布图中,不同的频率区间内含有不同的冲击成份;在此基础上对信号在不同的频带进行谐波小波包分解,分解信号能量主要集中在某一个频带范围内,进一步分析可以确定系统滚动轴承失效模式。 展开更多
关键词 航空 航天推进系统 航空发动机 时频分析 振动 谐波小波
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轴承组件轴承保持架放尺模型试验研究 被引量:4
11
作者 杨茹萍 邓四二 +1 位作者 李建华 马富建 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期666-671,共6页
基于相似理论分析了轴承保持架模型的动力相似判据,根据模态分析理论得出主要模态参数的相似比,制作放尺比3∶1的保持架模型,进行了保持架模型动态特性试验,由试验结果得到实物保持架的固有频率.并通过轴承组件动态响应试验进行了验证.
关键词 航空 航天推进系统 滚动轴承 保持架 相似理论 相似判据 模型试验
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精密角接触球轴承综合参数测量仪 被引量:6
12
作者 胡鹏浩 胡毅 党学明 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期3038-3043,共6页
结合惯性导航测试设备精密轴系的技术要求,研发了滚动轴承综合参数测试仪。该测试仪能检测轴承回转过程中的摩擦力矩、轴承刚度及几何精度,并能以图表或曲线的形式给出摩擦力矩与轴系预紧载荷、预紧载荷与轴承轴向位移等的关系。该系统... 结合惯性导航测试设备精密轴系的技术要求,研发了滚动轴承综合参数测试仪。该测试仪能检测轴承回转过程中的摩擦力矩、轴承刚度及几何精度,并能以图表或曲线的形式给出摩擦力矩与轴系预紧载荷、预紧载荷与轴承轴向位移等的关系。该系统集成了压力、位移、力矩等类型的传感器,在虚拟仪器平台上设计硬件控制、测量系统和软件,具有可扩展性好,成本低等特点。该系统将装配中难以控制的最佳预紧力转换为对轴承隔套高度差的控制问题,较好地解决了轴系装配过程中的最佳预紧问题并保证了轴系具有平稳的摩擦力矩。测量轴系的摩擦力矩特性显示,在8r/min转速下,运行平稳后的转动摩擦力矩为(0.62±0.16)Nm。该实验数据为控制转台的低速率运动和建立准确的补偿干扰力矩模型提供了理论依据。 展开更多
关键词 角接触球轴承 摩擦力矩检测 预紧力 预紧量 综合参数测量仪
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利用时延相关解调法诊断滚动轴承的故障 被引量:21
13
作者 孟涛 廖明夫 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期41-44,共4页
为诊断滚动轴承的故障,常常对其振动信号进行包络解调,以获取故障特征。但所测振动信号中,包含大量的噪声,严重地影响解调结果,使得滚动轴承的故障特征难以凸现。为此,利用时延相关解调法以实现降噪解调。该方法利用相关函数的降噪特性... 为诊断滚动轴承的故障,常常对其振动信号进行包络解调,以获取故障特征。但所测振动信号中,包含大量的噪声,严重地影响解调结果,使得滚动轴承的故障特征难以凸现。为此,利用时延相关解调法以实现降噪解调。该方法利用相关函数的降噪特性,首先对振动信号进行相关分析,得信号的自相关函数。然后对自相关函数适当延迟以尽量避开噪声影响,再进行Hilbert变换,以求得解调结果。实验证明在滚动轴承故障诊断中时延相关解调法与直接解调法相比,噪声影响大幅减小,故障信息得以凸现。 展开更多
关键词 故障诊断 解调 包络分析 时延相关解调
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内圈带缺陷中介轴承的动力学建模与振动响应分析 被引量:9
14
作者 徐可君 董芳华 秦海勤 《海军航空工程学院学报》 2015年第1期36-42,共7页
针对外圈支承于低压转子轴颈,内圈支承于高压转子轴颈支承形式的中介轴承,在考虑轴承径向间隙变化和滚动体通过内圈缺陷时接触变形量发生变化的基础上,建立了内圈含单一故障缺陷的中介轴承动力学模型。数值仿真研究了轴承振动响应的有... 针对外圈支承于低压转子轴颈,内圈支承于高压转子轴颈支承形式的中介轴承,在考虑轴承径向间隙变化和滚动体通过内圈缺陷时接触变形量发生变化的基础上,建立了内圈含单一故障缺陷的中介轴承动力学模型。数值仿真研究了轴承振动响应的有量纲参数和无量纲参数随缺陷大小,内、外圈转速和径向外载荷变化的规律,得出了若干有益结论,为中介轴承故障诊断提供了有益参考。 展开更多
关键词 中介轴承 内圈局部缺陷 正反旋转 动力学建模 幅域量值 参数变化
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基于乏信息失效数据的可靠性评估方法 被引量:4
15
作者 夏新涛 朱文换 +1 位作者 孟艳艳 邱明 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期974-985,共12页
基于乏信息失效数据,提出了机械产品可靠性的最大熵评估模型.根据可靠性经验值公式,获得失效数据的可靠性经验值向量,并逆推出离散失效频率向量即获得统计直方图;基于区间映射的牛顿迭代方法获得具有最大熵的概率密度函数,对其积分获得... 基于乏信息失效数据,提出了机械产品可靠性的最大熵评估模型.根据可靠性经验值公式,获得失效数据的可靠性经验值向量,并逆推出离散失效频率向量即获得统计直方图;基于区间映射的牛顿迭代方法获得具有最大熵的概率密度函数,对其积分获得失效概率分布函数,进而得到可靠性估计真值函数.仿真案例和试验案例研究证明该方法可以很好地评估已知分布的可靠性并有效地解决只有失效数据而没有概率分布任何先验信息的可靠性评估问题.在寿命给定时,最大熵方法获得的可靠性取值与已知分布获得的可靠性取值之间的差值非常小仅为3.40%. 展开更多
关键词 失效数据 可靠性 最大熵 概率密度函数 可靠性估计函数
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航空发动机轴承腔热状态参数的分析模型 被引量:5
16
作者 李健 刘志全 袁培益 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 1999年第2期64-65,共2页
本文分析了影响轴承腔热状态的主要热源,建立了轴承及石墨密封摩擦热的计算模型、密封热泄漏量的计算模型、对流换热系数的计算模型及轴承腔温度场计算模型.这些模型的建立为轴承腔温度场和发动机最佳滑油量的计算奠定了基础.
关键词 轴承腔 航空发动机 热状态参数 分析模型
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宇航固体润滑轴承技术 被引量:11
17
作者 梁波 葛世东 席颖佳 《轴承》 北大核心 2001年第5期8-12,共5页
固体润滑轴承在航天传动机构和执行部件中得到广泛应用。介绍了固体润滑轴承的设计、轴承成膜处理、镀膜轴承的性能和固体润滑轴承的寿命及失效模式。附图2幅 ,表 5个。
关键词 航空轴承 固体润滑 设计 镀膜 性能
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高速重载滑滚摩擦副表面损伤的力学特性 被引量:2
18
作者 彭波 孔文秦 +2 位作者 贾磊 李永俊 王黎钦 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期75-82,共8页
采用有限元法建立了M50钢滑滚摩擦副的弹塑性接触模型,在接触应力约为4.0GPa、线速度约为50m·s-1的高速重载工况下,分析了其等效应力、剪切应力场与表层塑性变形,研究了摩擦因数与相对滑动速度对M50钢滑滚摩擦副接触行为的影响,并... 采用有限元法建立了M50钢滑滚摩擦副的弹塑性接触模型,在接触应力约为4.0GPa、线速度约为50m·s-1的高速重载工况下,分析了其等效应力、剪切应力场与表层塑性变形,研究了摩擦因数与相对滑动速度对M50钢滑滚摩擦副接触行为的影响,并对比了M50钢双滚子滑滚试验中的表层塑性变形。计算结果表明:M50钢摩擦副的最大接触应力和椭圆接触区长、短轴长度的有限元分析结果与Hertz理论计算结果的偏差分别为2.66%、0.26%、6.43%;当摩擦因数由0.1增加到0.5时,最大等效应力的位置由摩擦副次表层约0.5mm处逐渐向接触表面发展;摩擦副表面发生胶合失效时的摩擦因数大于0.3,接触表面最大等效应力大于1 700 MPa;胶合失效发生时,M50钢摩擦副的应力和塑性应变具有特定的方向性,表现在滑滚比分别为0.12、0.15条件下,接触点处线速度较高的表面最大等效应力分别达到2 847、2 689 MPa,产生较大的塑性应变,最大值分别达到0.062、0.061,而线速度较低的表面最大等效应力分别为2 269、2 101 MPa,产生的最大塑性变形相对较小,分别为0.040、0.039。 展开更多
关键词 滑滚摩擦副 表面损伤 有限元分析 力学特性 塑性应变
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基于经验模态分解剩余信号能量特征的滚动轴承故障模式智能识别 被引量:11
19
作者 李俊 刘永葆 余又红 《燃气涡轮试验与研究》 北大核心 2020年第3期28-32,41,共6页
针对滚动轴承故障模式识别问题,分析了振动信号的时域特征与经验模态分解剩余信号的能量特征,并将采集的特征一起构成了多域多类别的原始故障特征向量集,同时采用遗传算法对支持向量机径向基核函数参数和惩罚参数进行了寻优,提出了结合... 针对滚动轴承故障模式识别问题,分析了振动信号的时域特征与经验模态分解剩余信号的能量特征,并将采集的特征一起构成了多域多类别的原始故障特征向量集,同时采用遗传算法对支持向量机径向基核函数参数和惩罚参数进行了寻优,提出了结合经验模态分解剩余信号能量特征的遗传算法优化支持向量机参数的滚动轴承故障模式识别方法。实验表明,给出的故障模式识别方法,对滚动轴承的外圈故障、内圈故障、滚动体故障及正常状态有很好的识别效果,具有较强的实用性,能够为滚动轴承故障的模式识别和智能诊断提供帮助。 展开更多
关键词 经验模态分解 遗传算法 支持向量机 滚动轴承 特征提取 信号处理 模式识别
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航空发动机轴承腔温度影响因素分析
20
作者 王旭飞 王维维 王俊虎 《机械制造》 2025年第3期16-18,29,共4页
在航空发动机中,滑油系统主要发热由轴承摩擦引起。由此,对航空发动机轴承腔温度影响因素进行分析。通过轴承建模,对轴承在不同载荷和转速时的工作情况进行数值计算,对比分析不同因素对轴承腔温度变化的影响。通过分析,为航空发动机滑... 在航空发动机中,滑油系统主要发热由轴承摩擦引起。由此,对航空发动机轴承腔温度影响因素进行分析。通过轴承建模,对轴承在不同载荷和转速时的工作情况进行数值计算,对比分析不同因素对轴承腔温度变化的影响。通过分析,为航空发动机滑油系统的热平衡提供理论支撑。 展开更多
关键词 航空发动机 轴承腔 温度 影响因素
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