张峻宁 作品数:10 被引量:35 H指数:4 供职机构: 军械工程学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 机械工程 航空宇航科学技术 动力工程及工程热物理 金属学及工艺 更多>>
基于摩擦信号的滑动轴承接触摩擦故障的状态监测 被引量:10 2016年 摩擦信号与固有振动信号混叠造成滑动轴承的接触摩擦故障诊断困难。针对此特点,在不分离摩擦信号的条件下提出了一种基于摩擦信号强度的接触摩擦故障监测方法。该方法首先结合EMD和非线性峭度确定摩擦信号发生的时刻,然后改进灰色B型绝对关联度以计算摩擦信号对相邻固有振动信号的冲击强度,以此衡量摩擦信号的相对大小,进而监测滑动轴承接触摩擦故障。仿真和试验证明了该方法的有效性,为监测滑动轴承故障提供了一种新思路。 张峻宁 张培林 陈彦龙 张云强关键词:滑动轴承 非完备先验知识下的滑动轴承摩擦状态识别 被引量:3 2017年 针对监测系统通常无法全部获取轴承摩擦退化状态的先验知识,无法建立全摩擦状态的识别模型,从状态间的相似性出发,提出一种无先验知识下的基于灰色B型绝对关联度(AGRDB)和稀疏编码的滑动轴承状态识别方法。针对稀疏表示不具有监督性的缺陷,在稀疏编码的目标函数中引入AGRDB算法,训练类间距离最大、类内距离最小的正常润滑和严重摩擦的编码;在相同字典下建立具有一致判别性的稀疏表示模型,通过比较当前状态与正常润滑、严重摩擦的稀疏编码与重构误差,进一步识别当前轴承的状态,仿真信号和柴油机轴承实验的结果表明:所提方法能够在较少先验知识下识别出滑动轴承的早期摩擦状态(100~216min)和严重摩擦状态(216~384min),且算法简单,适合较少样本下的滑动轴承摩擦故障在线监测。 张峻宁 张培林 李兵 吴定海 杨玉栋关键词:滑动轴承 基于冲击信号的滑动轴承摩擦故障监测方法 被引量:5 2017年 针对滑动轴承声发射(AE)信号干扰严重、故障信号难分离、轴承摩擦故障监测难的问题,从不同信号的激励源作用形式出发,根据冲击信号的工作脉冲特征,建立了分离相对容易的干扰信号与轴承摩擦故障的联系,提出一种基于干扰信号监测滑动轴承故障的方法。首先,依靠K均值奇异值分解(K-SVD)字典对冲击特征的捕捉能力,确定冲击脉冲产生的时刻;为了锐化和增强冲击信号,通过Hilbert包络解调出冲击包络信号。其次,引入钟形脉冲参数,通过钟形脉冲拟合单个冲击包络信号,并进一步推导出冲击包络信号的强度简化计算公式,用于滑动轴承接触摩擦故障识别。最后通过实验模拟了滑动轴承切断供油后的轴瓦摩擦过程,与AE传统特征相比,所提特征更容易识别轴承的早期摩擦故障,能够完整描述轴承的摩擦的全过程,且计算效率更高,为滑动轴承接触摩擦故障诊断提供了一种新的途径。 张峻宁 张培林 王向东 陈彦龙 武禹陶关键词:滑动轴承 声发射 冲击信号 引入稀疏原子特征融合的滑动轴承摩擦故障状态监测 被引量:2 2017年 从信息融合理论出发,将特征的稀疏表达作为特征融合参数,提出一种结合K奇异值分解(KSVD)和最大相关最小冗余准则(mRMR)的轴承摩擦故障特征融合算法。该算法采用KSVD对信号稀疏化,将稀疏系数对应的字典原子作为特征融合的参数,用以表达非线性故障信息;针对字典原子集的优化选择问题,基于互信息的mRMR提出一种确定最优原子集的原子数目的准则;最后,通过最大化原则融合稀疏系数,提取故障状态监测的有效信息。轴承摩擦故障模拟实验的结果表明,所提方法能够更好地融合不同特征的故障信息,相比于单特征和其他融合特征方法,提高了约12%的故障识别率。 张峻宁 张培林 华春蓉 李兵 陈彦龙关键词:滑动轴承 信息融合 互信息 基于轴承摩擦力的滑动轴承摩擦故障监测方法 被引量:4 2017年 针对声发射(Acoustic Emission,AE)难以监测大型机械滑动轴承摩擦故障的问题。从轴瓦摩擦力学模型出发,分析摩擦故障发生时轴与轴承摩擦力的作用形式,通过AE信号均方根计算轴与轴承的摩擦力,并用于滑动轴承摩擦故障监测。鉴于滑动轴承摩擦故障信息微弱的特点,对AE信号幅值包络,增强摩擦脉冲的信息;再引入钟形脉冲函数识别摩擦故障脉冲,简化了轴瓦摩擦力的计算公式。最后通过实验模拟了驱动轴升速、加载以及轴瓦切断供油的过程,与AE传统特征相比,轴承摩擦力特征对轴承摩擦故障更敏感,方法更有效,更适合滑动轴承摩擦故障的状态监测。 张峻宁 张培林 秦萍 陈彦龙关键词:滑动轴承 声发射 摩擦力 改进K-SVD算法在曲轴轴承AE信号的去噪研究 被引量:5 2017年 针对柴油机曲轴轴承声发射(Acoustic Emission,AE)信号中裂纹特征信息微弱,易与噪声混淆等问题,在K-SVD字典对信号稀疏的基础上,提出一种均值信号改进的K-SVD字典的滑动轴承AE信号去噪算法。重组均值信号和扩展到K-SVD信号矩阵中,在实现K-SVD稀疏AE信号矩阵的同时,稀疏提取均值信号的裂纹信号,利用K-SVD处理前、后的均值信号提取其中的本底信号,并采用模糊加权均值滤波器对本底信号进行去噪,去除与裂纹信号混淆的噪声,最后根据信号矩阵、稀疏的裂纹信号和去噪后的本底信号得到低信噪比的AE信号。试验结果表明,所提算法有效去除了AE信号中易与裂纹信号混淆的噪声,使故障特征更加明显,成功刻画了滑动轴承不同摩擦状态间的变化。 张峻宁 张培林 华春蓉 秦萍关键词:滑动轴承 声发射 融合字典学习的滑动轴承摩擦故障趋势自记忆预测 被引量:4 2017年 将自记忆模型引入到滑动轴承的接触摩擦故障发展趋势预测中,针对一般形式的多变量自记忆模型的不足,提出一种基于字典学习的滑动轴承摩擦故障趋势的多变量自记忆预测方法。首先,构建多变量字典,利用稀疏编码筛选出影响系统演化的主要变量。然后通过误差平方和最小原则更新不同作用形式的变量字典,确定变量影响系统演化的最佳作用形式和影响系数,最终得到多变量的系统动力核函数,解决了系统动力核与多变量关系难处理问题。最后,引入自记忆函数,将所得的系统动力核反演成一个微分-差分方程,由此得到滑动轴承的多变量自记忆预测模型。应用到实例中,有效地预测了故障的发展趋势,为滑动轴承摩擦退化趋势预测提供了一种新的途径。 张峻宁 张培林 张云强 杨望灿 华春蓉关键词:故障诊断 滑动轴承 基于多层多位置稀疏的滑动轴承AE信号降噪 被引量:1 2016年 滑动轴承的声发射(Acoustic Emission,AE)信号噪声污染严重,限制了K均值奇异值分解(K-means Singular Value Decomposition,K-SVD)字典算法的降噪能力。基于此,结合AE信号特点,提出了基于多层多位置稀疏的滑动轴承AE信号降噪算法。首先提出移动标尺策略重构AE信号,使信号获得多层多位置的稀疏特性,解决了K-SVD容易忽略原子间隐藏信息的问题,然后通过灰色B型绝对关联度降低字典原子冗余度,提高字典运算速度。因此,与传统的K-SVD算法相比,该算法具有更好的降噪性能。应用到实例中,该算法成功获得了滑动轴承不同程度摩擦状态的变化,证明了该算法的有效性。 张峻宁 张培林 陈彦龙 孙也尊 杨望灿关键词:滑动轴承 声发射 滑动轴承摩擦故障趋势预测的系统自记忆模型 被引量:2 2017年 针对滑动轴承时间序列非线性引起的接触摩擦故障趋势难预测的问题,提出一种基于系统自记忆预测模型的滑动轴承接触摩擦故障趋势预测方法。该方法首先根据信号激励源不同的特点,将采集信号分离为冲击声和随机声,然后采用函数拟合、求导和灰色理论分别反演出冲击声和随机声的系统微分方程,并运用双向差分求取不同微分方程对轴承接触摩擦故障信号系统动力核的影响系数。通过引入自记忆函数,将滑动轴承摩擦故障系统动力核反演成一个微分-差分方程,由此得到滑动轴承的自记忆预测模型。应用到静载荷和动载荷的滑动轴承接触摩擦故障实例中,验证了所提方法的有效性,为滑动轴承磨损退化趋势预测提供了一种新的途径。 张峻宁 张培林 华春蓉 吴定海关键词:滑动轴承 非线性动力系统 信号分离 某柴油机滑动轴承接触摩擦故障的振动特征与状态监测 被引量:3 2016年 针对柴油机滑动轴承振动的非稳态非线性特性,提出了一种监测滑动轴承摩擦故障的新方法。该方法首先分析了在柴油机发火燃烧时滑动轴承振动与滑动轴承接触摩擦故障的对应关系,建立了在发火燃烧时滑动轴承的接触摩擦故障特征,并依据与滑动轴承故障之间的关系提出了综合特征值公式,用于定量描述滑动轴承的摩擦故障。结果表明:该方法在线监测柴油机滑动轴承的摩擦故障简单准确,为诊断滑动轴承摩擦故障提供了新思路。 张峻宁 张培林 陈彦龙 杨望灿关键词:滑动轴承