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基于数字孪生的热密封材料气密及传热特性高温测试技术
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作者 陈立芳 周宇航 +1 位作者 房务官 郭仪翔 《纺织学报》 北大核心 2025年第3期188-195,共8页
飞行器在高超声速飞行和再入过程中存在热侵蚀的安全隐患,高温高压苛刻环境对热密封材料要求越来越高,针对苛刻环境下飞行器用热密封材料特性评估难的问题,提出一种基于数字孪生的热密封材料气密及传热特性高温测试技术,并搭建虚拟和实... 飞行器在高超声速飞行和再入过程中存在热侵蚀的安全隐患,高温高压苛刻环境对热密封材料要求越来越高,针对苛刻环境下飞行器用热密封材料特性评估难的问题,提出一种基于数字孪生的热密封材料气密及传热特性高温测试技术,并搭建虚拟和实体测试系统完成陶瓷纤维毡在不同工况下的气密及传热特性测试。测试前通过虚拟空间开展热密封环境模拟仿真,测试中通过数据在虚实空间的动态交互实现测试过程的监测预警,测试后运行数字孪生系统对测试结果进行评估,并基于孪生模型对超出测试范围的参数完成虚拟测试。实验结果表明:陶瓷纤维毡在30%压缩率、1100℃高温时的泄漏率相较于常温工况约减少了72%,该研究解决了超高参数下热密封材料无法测试的难题。 展开更多
关键词 再入飞行器 数字孪生 热密封材料 气密特性 传热特性 高温测试技术
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基于VSG-CNN的往复式压缩机故障诊断方法
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作者 李远 胡明辉 马波 《现代制造工程》 北大核心 2025年第10期138-147,共10页
针对现有往复式压缩机故障诊断方法在缺乏故障样本时难以构建高精度诊断模型的问题,提出一种结合故障机理驱动的虚拟样本生成(Virtual Sample Generation,VSG)和卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)的往复式压缩机故障诊... 针对现有往复式压缩机故障诊断方法在缺乏故障样本时难以构建高精度诊断模型的问题,提出一种结合故障机理驱动的虚拟样本生成(Virtual Sample Generation,VSG)和卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)的往复式压缩机故障诊断方法。首先依据往复式压缩机故障机理与源域数据集对故障共性特征参数进行建模;然后通过共性特征参数和目标域正常角域数据计算得到故障特征,在此基础上将故障特征与目标域正常角域数据结合,生成个性化故障虚拟样本;最后根据目标域正常样本和故障虚拟样本,构建无需目标域往复式压缩机真实故障样本的故障诊断模型。通过往复式压缩机故障模拟实验台数据和某石化企业生产现场数据验证提出方法。研究结果显示,提出方法平均准确率达到88.92%,相较于对比方法TCA-BPNN、LMD-SDAE、WKCL、RSTRN分别提升49.19%、22.09%、18.99%、14.59%,证明提出方法在性能上有明显的提升。 展开更多
关键词 往复式压缩机 故障诊断 虚拟样本生成 故障机理 卷积神经网络 角域分析
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基于物理信息神经网络的航空发动机叶片高周疲劳剩余寿命预测方法 被引量:1
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作者 张羽 刘佩 +3 位作者 刘庆成 韩可欣 王维民 高金吉 《振动工程学报》 北大核心 2025年第6期1190-1198,共9页
叶片作为航空发动机核心部件,其结构完整性直接决定发动机的性能与飞行安全。在高温、高压及高速旋转等极端工况下,叶片易在复杂应力场作用下产生微裂纹,一旦裂纹扩展、叶片发生断裂,将引发连锁破坏,构成重大安全隐患。基于损伤容限理念... 叶片作为航空发动机核心部件,其结构完整性直接决定发动机的性能与飞行安全。在高温、高压及高速旋转等极端工况下,叶片易在复杂应力场作用下产生微裂纹,一旦裂纹扩展、叶片发生断裂,将引发连锁破坏,构成重大安全隐患。基于损伤容限理念,叶片在出现裂纹后仍能维持安全运行的临界时长被界定为剩余寿命(remaining useful life,RUL)。为此,本文提出一种基于Paris裂纹扩展定律与物理信息神经网络(physics-informed neural network,PINN)融合的机理-数据双驱动的剩余寿命预测方法。该方法通过构建包含物理约束的损失函数,对神经网络梯度进行正则化约束,在实现裂纹扩展参数逆向辨识的同时,有效提升了模型在有限监测数据条件下的预测准确性。针对航发叶片与CT试样,相较于传统物理模型与数据驱动方法,本文方法动态更新特征参数以适应系统的变化,在有限样本条件下的预测误差显著降低。此外,本文所构建的PINN模型具有轻量化特性与快速推理能力,可以满足在线监测与预测性维护的需求,为航空发动机健康管理和智能运维提供了一种技术路径。 展开更多
关键词 剩余寿命 疲劳寿命预测 疲劳裂纹扩展 物理信息神经网络 航空发动机叶片
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多状态啮合对齿轮转子系统次谐振动特性的影响规律数值研究
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作者 左彦飞 周峰 +3 位作者 李想 刘谦 范满意 孔祥兴 《推进技术》 北大核心 2025年第9期288-299,共12页
为探究不同工况下直齿轮刚性转子系统的啮合状态变化与非线性响应间的联系,提出了一种基于多体接触瞬态动力学的齿轮系统等效模拟方法,以典型发动机附件齿轮箱内一对渐开线直齿轮副为研究对象,建立包含齿侧间隙、时变啮合刚度、摩擦和... 为探究不同工况下直齿轮刚性转子系统的啮合状态变化与非线性响应间的联系,提出了一种基于多体接触瞬态动力学的齿轮系统等效模拟方法,以典型发动机附件齿轮箱内一对渐开线直齿轮副为研究对象,建立包含齿侧间隙、时变啮合刚度、摩擦和柔性支承的动力学模型。使用接触碰撞函数瞬时检测齿轮几何模型的接触行为并计算啮合冲击力。通过调整驱动转速和负载扭矩的大小间接改变啮合冲击的大小,研究了系统非线性次谐振动现象、机理及变化规律。结果表明,在该齿轮系统的工作条件范围内出现1/2,1/3和1/4三种典型次谐振动。啮合状态的周期性变化是导致次谐振动的直接原因,同时使得传递误差在时域内出现了周期性改变。在相平面图中可以观察到,相同的次谐振动条件下齿轮系统的运动状态会随着啮合状态的改变而在单周期状态和双周期状态之间转变。从啮合激励角度解释了齿轮啮合状态与系统发生次谐振动的关联关系。 展开更多
关键词 齿轮系统动力学 非线性振动 次谐振动 多体动力学 多状态啮合
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共轴对转双转子双平面交互效应系数法动平衡仿真及实验研究
5
作者 郭仪翔 陈立芳 +2 位作者 龙昱达 王冬寒 鲍锐 《推进技术》 北大核心 2025年第10期276-290,共15页
针对桨扇对转双转子复杂结构下内外转子振动交叉耦合,导致动平衡效率低的突出问题,提出一种基于双转子双平面交互效应系数(Two-rotors Two-planes Interaction Coefficient,TTIC)的对转桨扇双转子动平衡方法。基于模拟桨扇对转双转子结... 针对桨扇对转双转子复杂结构下内外转子振动交叉耦合,导致动平衡效率低的突出问题,提出一种基于双转子双平面交互效应系数(Two-rotors Two-planes Interaction Coefficient,TTIC)的对转桨扇双转子动平衡方法。基于模拟桨扇对转双转子结构建立动力学模型,通过虚拟仿真探明对转双转子双平面动平衡(Counter-rotating Two-rotors Two-planes Dynamic Balance,CTTDB)机理,形成TTIC动平衡方法;搭建对转双转子动平衡试验台,在不平衡响应实时辨析基础上开展基于TTIC的对转双转子动平衡试验验证。结果表明,TTIC动平衡方法相比传统影响系数法,可使对转双转子系统残余不平衡量抑振效果提高。双转子500 r/min工况下,动平衡效果提高10.5%;3 000 r/min工况下,动平衡效果提高9.7%。 展开更多
关键词 共轴双转子 振动控制 有限元仿真 转子动平衡 影响系数 试验测试
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航空发动机振动监测与故障诊断技术研究进展 被引量:23
6
作者 胡明辉 高金吉 +7 位作者 江志农 王维民 邹利民 周涛 凡云峰 王越 冯家欣 李晨阳 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1-29,F0002,共30页
航空发动机汇集各领域高精尖技术,是国家科技、工业和国防实力的综合体现。复杂结构与恶劣服役环境致使其故障频发,发动机故障诊断与健康管理技术成为保障其安全、可靠运行的重要支撑。由于振动类故障是航空发动机的主要故障模式,本文... 航空发动机汇集各领域高精尖技术,是国家科技、工业和国防实力的综合体现。复杂结构与恶劣服役环境致使其故障频发,发动机故障诊断与健康管理技术成为保障其安全、可靠运行的重要支撑。由于振动类故障是航空发动机的主要故障模式,本文从整机振动监测与故障诊断的系统研制与应用、理论研究现状及发展方向3个方面,对国内外现有航空发动机振动类故障诊断技术进行梳理、剖析,具体包括动力学分析、信号处理及深度学习等相关技术,分析航空发动机振动类故障诊断面临的问题与挑战,并归纳未来发展趋势。 展开更多
关键词 航空发动机 故障诊断 振动分析 动力学模型 信号处理 智能诊断
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悬臂同轴双转子系统不平衡耦合振动抑制试验研究 被引量:3
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作者 卢加乔 潘鑫 +2 位作者 高金吉 张梦 马威龙 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第6期1087-1094,共8页
针对悬臂同轴双转子系统不平衡耦合振动突出问题,以某开式转子发动机输出端双转子系统为研究对象,对悬臂双转子系统振动耦合机理进行了理论推导、仿真分析和试验研究。首先,采用有限元法(FEM)建立了双转子系统等效动力学模型和耦合动力... 针对悬臂同轴双转子系统不平衡耦合振动突出问题,以某开式转子发动机输出端双转子系统为研究对象,对悬臂双转子系统振动耦合机理进行了理论推导、仿真分析和试验研究。首先,采用有限元法(FEM)建立了双转子系统等效动力学模型和耦合动力学方程,分析了悬臂同轴双转子系统耦合振动机理;然后,利用有限元软件对双转子系统进行了模态分析、临界转速分析以及不平衡响应分析,建立了自敏感系数概念以定量评价系统对不平衡振动的敏感度和耦合状态;最后,根据实际结构设计了悬臂同轴双转子实验台,进行了不同转速比下的不平衡振动抑制实验,并结合实验结果对仿真结果进行了验证。研究结果表明:模拟仿真提出的自敏感系数可作为双转子系统实际振动测点布置和不平衡振动抑制策略的理论依据;通过应用先平衡内转子后平衡外转子的不平衡振动分步抑振策略,可使双转子系统不平衡振动降幅达80%以上。该研究对双转子系统传感器测点布局和系统耦合振动抑制具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 机械振动 耦合振动机理 有限元方法 动力学方程 动力学特性 稳态响应分析 不平衡 模态分析
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融合柔性基础传递函数的转子系统建模方法及验证 被引量:1
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作者 李帅 李启行 +2 位作者 谌璨 方志法 王维民 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期182-192,共11页
航空发动机、火箭涡轮泵等现代高端涡轮机械对性能有着极致的需求,其轻柔化的支承结构导致转子与柔性基础振动耦合特性明显,必须将其柔性支承结构纳入整体动力学分析之中。然而,柔性基础的高精度建模过程需要耗费大量时间,同时简化的基... 航空发动机、火箭涡轮泵等现代高端涡轮机械对性能有着极致的需求,其轻柔化的支承结构导致转子与柔性基础振动耦合特性明显,必须将其柔性支承结构纳入整体动力学分析之中。然而,柔性基础的高精度建模过程需要耗费大量时间,同时简化的基础模型也难以表达其真实的动力学特性。为此,提出了融合柔性基础传递函数的转子系统动力学建模仿真方法:将实测得到的柔性基础传递函数通过状态子空间法拟合获得低维时域和频域表征的数学模型,通过支承力模型将柔性基础模型耦合到转子有限元模型之中,最终形成基于实物传递函数的混合转子动力学模型。同时,提出了柔性基础从稳态到瞬态的模型转换策略,并采用线性-非线性节点(显-隐)分离的快速瞬态数值积分方法进行求解。基于所提模型和计算方法,开展了柔性基础-转子系统的稳态、瞬态动力学数值仿真,以及稳定转速扫频激励和降速不平衡激励的振动测试试验,结果表明:实测的柔性基础振动特性,能够有效地体现在整机动力学分析之中,且考虑柔性基础特性的转子动力学模型所预测的瞬态动力学响应与试验结果更为吻合。所提方法为含复杂柔性基础的转子系统提供了行之有效的整机建模及瞬态仿真方法。 展开更多
关键词 转子动力学 柔性基础 瞬态仿真 传递函数 快速瞬态数值积分
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畸变来流下高转速叶片气弹失稳机理研究 被引量:2
9
作者 韦雪阳 陈富强 +2 位作者 李芙东 蔡勤榕 王维民 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第11期79-86,96,共9页
为了探究先进压气机侧向进气诱发的进气畸变沿高速动叶(R1)的传递规律及耦合机制,基于弱流固耦合方法和畸变来流数据对动叶气弹稳定性进行了仿真研究。结果表明:压气机畸变来流含总压畸变和旋流畸变,复合畸变诱导R1叶尖处形成沿周向传... 为了探究先进压气机侧向进气诱发的进气畸变沿高速动叶(R1)的传递规律及耦合机制,基于弱流固耦合方法和畸变来流数据对动叶气弹稳定性进行了仿真研究。结果表明:压气机畸变来流含总压畸变和旋流畸变,复合畸变诱导R1叶尖处形成沿周向传播的分离涡,而叶尖分离涡导致全周叶片在同一时刻承受不同大小和频率的气动力。经对比,气动阻尼稳定后,得到均匀进气下的气动阻尼为0.14,而畸变来流下的气动阻尼为0.1,降幅达28.57%,进气畸变显著降低动叶气弹稳定性。此外,由叶尖分离涡造成的众多集中在3倍转频附近的气流激励频率,激发了叶片低模态共振。发生共振的叶片在叶尖分离涡消失后,振动幅值仍相较于均匀进气增大2.3倍。研究结果可为先进压气机抗畸变设计及提升动叶气弹稳定性提供重要参考。 展开更多
关键词 先进压气机 进气畸变 流固耦合 气弹稳定性
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分布式新型储能场景下电力系统网络安全防护体系研究 被引量:3
10
作者 王蕊 王尊 +3 位作者 董良遇 李杨 赵佳宁 张进杰 《网络安全与数据治理》 2024年第4期12-18,共7页
分布式储能系统结构繁杂,设备数量规模庞大。阐述了分布式新型储能应用场景下电力系统可能面临的设备、网络、数据安全与隐私保护、供应链等方面的网络安全风险,并对其信息安全威胁以及信息安全需求进行分析,最后针对不同的网络安全风... 分布式储能系统结构繁杂,设备数量规模庞大。阐述了分布式新型储能应用场景下电力系统可能面临的设备、网络、数据安全与隐私保护、供应链等方面的网络安全风险,并对其信息安全威胁以及信息安全需求进行分析,最后针对不同的网络安全风险提出相应的应对建议并给出新型储能电力系统网络建设方案,结合区块链技术保障新型储能系统的数据安全。 展开更多
关键词 分布式 新型储能 网络安全 防护体系
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气量调节系统执行器失效故障的自愈调控算法研究
11
作者 田毅 刘雯华 +2 位作者 王瑶 张进杰 江志农 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第11期1958-1966,1976,共10页
往复压缩机运行过程中,如果其气量调节系统中的执行器失效,将可能影响压缩机的工作效率,甚至导致严重的问题。为此,构建了一种多执行器气量调节模型,提出了一种自愈调控算法,旨在有效应对执行器失效故障对系统性能和可靠性的影响。首先... 往复压缩机运行过程中,如果其气量调节系统中的执行器失效,将可能影响压缩机的工作效率,甚至导致严重的问题。为此,构建了一种多执行器气量调节模型,提出了一种自愈调控算法,旨在有效应对执行器失效故障对系统性能和可靠性的影响。首先,建立了耦合执行器失效故障的压缩机多气阀并流机理模型,揭示了不同执行器故障模式对压缩机排气量、能耗、功率等热力学性能的影响规律,为后续研究自愈调控提供了基础数据;然后,提出了一种基于故障执行器隔离—负荷再分配—回流阀流量调整的执行器失效故障的自愈调控算法,该算法通过评估故障的劣化程度并启动相应调控策略,实现了系统自我修复的目标;最后,搭建了实验平台,分别进行了执行器失效故障实验和故障自愈调控实验,验证了自愈调控的快速性和稳定性。研究结果表明:气量调节系统的故障劣化程度跟执行器故障模式、系统工况参数有关;如果失效故障执行器数量增加,故障劣化程度会随之增加;如果系统工况负荷降低,故障劣化程度也会随之增加,据此可划分压缩机的故障劣化程度区间;通过启动自愈调控算法,成功抑制了故障的发展,分别在8 s、13 s内将发生轻度劣化、中度劣化故障工况的排气量波动调整至许可范围内,实现了将故障状态迅速恢复至正常状态的目标,从而满足了工业生产的要求。该研究可以为往复压缩机气量调节系统的稳定性和可靠性提供一种有效的应对方案。 展开更多
关键词 往复式压缩机 多执行器气量调节模型 故障劣化程度评估 调控策略 执行器故障模式 故障劣化程度 故障自愈调控
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人工自愈开辟智能流程制造向安健发展新途径
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作者 高金吉 《机械工程学报》 北大核心 2025年第14期117-129,共13页
20世纪80年代,智能制造研究起步,首次提出利用智能机器或机器智能在没有人工干预的情况下制造产品,可见智能制造的内涵和初衷就是人工智能加自动化。近年来,世界各国将智能制造向设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节的广度拓展,... 20世纪80年代,智能制造研究起步,首次提出利用智能机器或机器智能在没有人工干预的情况下制造产品,可见智能制造的内涵和初衷就是人工智能加自动化。近年来,世界各国将智能制造向设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节的广度拓展,从而提高制造业质量、效益和核心竞争力,这一方式在离散制造业应用成效显著。人工智能由弱到强发展使未来的机器越来越聪明,但如果机器仅聪明却不健康,面对航空航天和高危流程制造安全可靠和长周期稳定运行的重大需求,当今提倡的智能制造方式却难以适应。为此,还应向智能制造的核心科技深度发展,特别要和生产力的关键要素装备深度融合,实现制造装备系统安全可靠设计制造,并确保其自主健康运行。论述了当代新科技变革的必然趋势,从人工智能到人工自愈,从自动化到自愈化,工程自愈论拓展控制论与工程控制论的研究领域,将引领智能制造向智能安健制造发展。第一次工业革命开创了以机器代替手工劳动的自动化时代,人工自愈助力装备自主健康逐步代替人工运维,开辟流程智能制造安健发展新途径,赋能新一轮科技革命,开辟自愈化时代。 展开更多
关键词 人工自愈 人工智能 智能制造 辅助康复 自主健康 安健流程制造
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旋转机械电磁式平衡执行装置磁路优化分析
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作者 潘鑫 张皓宇 +1 位作者 冯睿杰 马威龙 《化工机械》 2025年第1期101-106,共6页
研究在线自动平衡系统中的平衡执行装置,介绍了电磁式平衡执行装置的结构组成和平衡原理;对其进行磁路问题分析并提出优化改进措施,建立有限元模型进行仿真分析;在磨床实验台上测试平衡执行装置所需驱动电压,驱动电压由70 V降低至40 V,... 研究在线自动平衡系统中的平衡执行装置,介绍了电磁式平衡执行装置的结构组成和平衡原理;对其进行磁路问题分析并提出优化改进措施,建立有限元模型进行仿真分析;在磨床实验台上测试平衡执行装置所需驱动电压,驱动电压由70 V降低至40 V,下降42.8%,验证了磁路优化的有效性;最后在磨床实验台上进行自动平衡实验,测试平衡执行装置性能,该平衡执行装置可以将不同幅值和相位的振动均抑制至1μm以下。 展开更多
关键词 电磁式平衡执行装置 磁路优化 Maxwell有限元分析 实验验证
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基于多模型融合的轴承剩余寿命预测方法 被引量:2
14
作者 第轩 肖旺 +1 位作者 王庆锋 宋运锋 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第7期2412-2424,共13页
准确预测滚动轴承的剩余使用寿命对于保证机械系统的安全运行和制定维修策略具有重要意义。然而,在实际工业应用中,由于工况的变化和环境噪声的干扰,从采集到的信号中提取有用特征十分困难。此外,还存在首次预测时间(FPT)测定模型准确... 准确预测滚动轴承的剩余使用寿命对于保证机械系统的安全运行和制定维修策略具有重要意义。然而,在实际工业应用中,由于工况的变化和环境噪声的干扰,从采集到的信号中提取有用特征十分困难。此外,还存在首次预测时间(FPT)测定模型准确度较低以及趋势分析模型过于简单等问题。上述问题使得机械设备剩余使用寿命(RUL)的高精度预测变得极具挑战。为此,提出了多模型融合的轴承剩余使用寿命预测新方法:首先,构建了结合改进深度森林(GADF)的健康指标模型和结合自注意力机制的自编码器(SAAE)的FPT测定模型;随后,基于FPT测定结果构建粒子滤波模型进行健康指标的趋势分析,最终得到机械设备的剩余使用寿命。实验验证表明,所提方法相较于其他方法具有较高的预测精度。 展开更多
关键词 剩余寿命预测 滚动轴承 长短时记忆神经网路 卷积神经网络 改进的深度森林 健康指标 粒子滤波 自编码器 自注意力机制
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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
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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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基于贝叶斯网络和剩余寿命的船舶典型动力设备状态评估 被引量:1
16
作者 王语嘉 周宏宽 +1 位作者 贺怡伟 马波 《热能动力工程》 北大核心 2025年第6期181-186,共6页
为了结合多部件的失效概率实现船舶典型动力设备的状态评估,提出一种基于贝叶斯网络和剩余寿命的设备状态评估模型。以船舶典型动力设备中的离心泵为例,根据离心泵部件间的影响关系,构建贝叶斯网络评估模型;根据二元维纳过程对部件进行... 为了结合多部件的失效概率实现船舶典型动力设备的状态评估,提出一种基于贝叶斯网络和剩余寿命的设备状态评估模型。以船舶典型动力设备中的离心泵为例,根据离心泵部件间的影响关系,构建贝叶斯网络评估模型;根据二元维纳过程对部件进行寿命预测,将部件剩余寿命转化为失效概率;将部件失效概率作为贝叶斯网络的输入,计算离心泵的失效概率,根据离心泵失效概率所处范围,评估其整体状态。结果表明:状态评估方法在试验台架异常数据和故障数据评估中的准确率分别为95.5%和99.5%,相较于基于故障树的评估模型,在判断设备的健康状态时具有更高的准确度。 展开更多
关键词 船舶动力设备 贝叶斯网络 状态评估 剩余寿命
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基于精细复合缩放多尺度加权排列熵的跨域故障诊断方法
17
作者 肖扬 王华庆 +1 位作者 李华 王庆锋 《机械工程学报》 北大核心 2025年第16期28-39,共12页
离心压缩机、蒸汽轮机、烟气轮机等大型旋转机械是石油化工企业的核心动力设备,实现设备常见典型故障的智能诊断对于开展智能运维至关重要。针对旋转机械跨域迁移诊断中存在早期微弱故障提取难、抗噪声干扰性能弱、不同故障状态信号特... 离心压缩机、蒸汽轮机、烟气轮机等大型旋转机械是石油化工企业的核心动力设备,实现设备常见典型故障的智能诊断对于开展智能运维至关重要。针对旋转机械跨域迁移诊断中存在早期微弱故障提取难、抗噪声干扰性能弱、不同故障状态信号特征易混淆以及跨工况数据共性特征学习性能低的难题,研究构建一种有效获取全频带范围微小振荡模式的精细复合缩放多尺度加权排列熵指标,并提出一种旋转机械跨域故障迁移诊断方法。首先,对多源典型故障数据库中原始振动信号分解、筛选和重构并提取其敏感共性特征;其次,采用多核孪生集成特征学习策略不断迭代提升模型对转子不平衡、轴系不对中、动静碰摩、油膜涡动和喘振五类源域故障特征的学习分类性能;然后,利用半监督流形特征迁移策略缩小目标域和源域特征分布差异,并通过强分类器映射匹配故障类别标签;最后,基于真实工程故障案例数据验证了该方法的有效性,并与文献公开的五类熵特征和六种故障诊断方法进行对比,表明所提方法对不同设备多工况条件下的跨域故障具有更优越的诊断性能。 展开更多
关键词 精细复合缩放多尺度加权排列熵 旋转机械 跨域故障诊断 多核孪生集成特征学习 半监督流形特征迁移
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基于机器学习的机械密封早期失效检测方法研究
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作者 宋运锋 李华 +1 位作者 王庆锋 李双喜 《润滑与密封》 北大核心 2025年第9期135-139,共5页
机械密封作为石化企业高危泵、离心压缩机等动力设备的核心组件,其稳定运行对于主机的安全性和可靠性至关重要。然而,由于空间结构复杂、工作环境严苛等限制因素,机械密封的运行维护状态监测、早期失效预警以及预测性维修较难。针对以... 机械密封作为石化企业高危泵、离心压缩机等动力设备的核心组件,其稳定运行对于主机的安全性和可靠性至关重要。然而,由于空间结构复杂、工作环境严苛等限制因素,机械密封的运行维护状态监测、早期失效预警以及预测性维修较难。针对以上问题提出一种新的机械密封状态监测方法,利用高精度传感器实时测量机械密封端面振动加速度信号,并构建基于支持向量数据描述(Support Vector Data Description,SVDD)的早期失效检测模型。依据某输油站鲁尔泵用机械密封结构原理,搭建机械密封状态监测试验台,并进行机械密封由正常运转到失效的全寿命周期试验;同时,通过运用所构建的早期失效检测模型,对机械密封的早期失效时间进行检测。结果表明:所提出的基于端面振动加速度的状态监测方法能够实时、准确地反映机械密封的性能状态,基于SVDD的早期失效检测方法能检测到机械密封的早期失效时间。该方法不仅为机械密封的预测性维修提供重要的理论依据,也为高危设备的运行安全提供有力的技术保障。 展开更多
关键词 机械密封 早期失效检测 机器学习 状态监测 预测性维修
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基于两阶段鲁棒优化的对转桨扇自动平衡控制算法研究
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作者 孙亚冰 陈立芳 +2 位作者 王冬寒 易云蔚 鲍锐 《推进技术》 北大核心 2025年第4期243-253,共11页
针对桨扇发动机飞行时振动噪声大的突出问题,提出一种基于两阶段鲁棒优化(Two-Stage Robust Optimization,TSRO)对转桨扇内外双转子不平衡振动在线抑制的原理和方法。模拟某型桨扇发动机搭建结构相似的对转双螺旋桨试验台,分别在内/外... 针对桨扇发动机飞行时振动噪声大的突出问题,提出一种基于两阶段鲁棒优化(Two-Stage Robust Optimization,TSRO)对转桨扇内外双转子不平衡振动在线抑制的原理和方法。模拟某型桨扇发动机搭建结构相似的对转双螺旋桨试验台,分别在内/外转子上安装一套电磁式自动平衡执行器,开展对转双转子自动平衡算法和试验研究。在实时辨识不平衡矢量基础上,应用两阶段鲁棒优化的自动平衡控制算法,实现对转双转子系统不平衡力和力偶的快速稳定抑制。TSRO算法的第一阶段,以转子残余不平衡量单调减小为决策;第二阶段以自动平衡时间最短为决策。利用该算法控制双自动平衡执行器中的配重块移动,实现快速配平,实时高效地抑制对转双转子不平衡振动。在搭建的对转双转子自动平衡试验台上应用TSRO方法进行自动平衡试验,内/外转子振动分别下降87%与91%;对比其他几种算法,仿真及试验结果均表明TSRO算法具有更好的鲁棒性与高效性,自动平衡效率提高29%以上。 展开更多
关键词 桨扇发动机 自动平衡 残余不平衡力 不平衡力偶 两阶段鲁棒优化
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支撑各向异性条件下转子不平衡辨识方法
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作者 张帅 王维民 +2 位作者 李维博 王珈乐 王威 《北京化工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期103-112,共10页
针对因转子支撑刚性存在差异导致振动矢量受传感器安装角度的影响,进而使得动平衡效果存在差异的问题,将测点正交方向上两传感器采集得到的时域数据基于Hilbert变换进行转子振动信号的正反进动分量的分离,并采用互相关法提取正进动分量... 针对因转子支撑刚性存在差异导致振动矢量受传感器安装角度的影响,进而使得动平衡效果存在差异的问题,将测点正交方向上两传感器采集得到的时域数据基于Hilbert变换进行转子振动信号的正反进动分量的分离,并采用互相关法提取正进动分量的幅值和相位,从而实现转子不平衡矢量的测算。基于所提方法通过数值仿真和实验分析对不同转子进行分析验证,仿真结果表明基于所提方法采用多平面多转速动平衡后,平衡转速范围内轴承支承位置残余振动低于使用单方向传感器动平衡后的残余振动;挠性转子实验结果表明采用所提方法进行动平衡后,临界转速下残余振动低于使用单方向传感器动平衡后的残余振动;刚性转子实验结果表明采用所提方法进行动平衡并除去慢滚动矢量的影响后,实验转子测点位置以不平衡为主的振动幅值至少下降54.17%,而单X和单Y方向测点分别进行动平衡后相应测点幅值下降37.50%和33.33%。综上可知,本文方法可提高动平衡精度,具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 转子动平衡 正进动分解 慢滚动补偿 互相关算法 最小二乘影响系数法
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