基于小波变换的钢丝绳缺陷信号检测与分析

应用漏磁通检测法,采用磁敏检测元件-霍尔感元件可以获得该磁场的变化情况,缺陷信号是一随机出现的局部异常信号,即奇异信号。通常它叠加于背景噪声信号之上,是一空间域变信号,小波分析能满足“信号频率越高,相应的窗口越小”的这一时频局部化分析要求,如果选择小波为光滑函数的一阶导数,则由小波变换的幅值（模值）极大点就可以检测到缺陷信号的突变点（奇点）,即缺陷,由模极大值的位置也就确定了钢丝绳缺陷所在的位置。     

水下非接触爆炸作用下浮动冲击平台运动响应试验研究

对于浮动冲击平台在水下非接触爆炸作用下的冲击响应进行了测量、分析.采用NI公司的采集机及PCB传感器对平台结构的冲击响应（速度、加速度、位移、自由场压力、应力）进行测试,得到不同爆距、平台结构的数值,分析了药量、爆距、平台结构（等爆炸因子）对冲击响应的影响,结果表明：爆距对冲击响应的影响呈非线性变化,结构对冲击响应值影响很大.     

脉冲电压下局部放电信号的提取和统计

提出了脉冲电压下局部放电（PD）信号的提取和统计方法．通过相关系数分析选择dB6和dB2小波包函数,以滤除高低频干扰信号．通过分析脉冲电压下局部放电特征,选择合适的相位开窗,以消除局部放电的振荡信号．根据实际局部放电信号的采样频率、采样长度和脉冲电压过零点,定义脉冲电压的相位,并进一步研究各种相位相关图谱（如φ—n图和φ-q-n图等）．实验结果表明,基于小波包的提取方法和脉冲电压下的相位统计方法对脉冲电压下的局部放电分析是有效的．     

消能棚洞冲击信号动力特征

考虑落石下落高度、质量、形状和垫层厚度等参数, 采用室内模型试验研究了消能棚洞冲击信号的动力特征, 获得了冲击信号的频谱和自相关曲线, 分析了冲击信号的时频特征和最大频谱对应的振动频率及其变化规律, 并基于小波分析方法提取了各个频段的冲击信号, 获得了冲击信号能量的主要分布范围。研究结果表明: 随着落石下落高度的增加, 棚洞顶板中心处冲击信号的频谱幅值增大, 且该冲击信号的频谱有4个峰值, 呈对称分布; 不同形状落石冲击棚洞时冲击信号频谱幅值由大到小的顺序依次为球形、长方体、立方体和圆柱体; 普通棚洞顶部垫层越厚、落石质量越小时, 棚洞顶板中心处冲击信号的频谱幅值越小; 当5 kg球形落石从0.5 m高处下落冲击顶部未铺设垫层的棚洞时, 消能棚洞冲击信号的最大频谱和自相关曲线峰值较普通棚洞分别降低了60.98%和82.57%;当5 kg球形落石从2 m高处下落冲击顶部未铺设垫层的棚洞时, 消能棚洞的落石冲击能量主要分布在冲击信号频率15.625~62.500 Hz处, 占总能量的63.73%, 普通棚洞的落石冲击能量主要分布在冲击信号频率0~15.625 Hz处, 占总能量的74.30%。可见, 消能棚洞设计时应主要考虑中频冲击, 而普通棚洞设计时应主要考虑低频冲击。      

形态小波变换在轴承故障信号处理中的应用

基于数学形态学的形态小波变换是对信号基于形态特征的非线性分解，选取合适的信号分解算子既能够抑制噪声，又能够提取信号中的冲击成分。形态小波变换只有加减法和取极大、极小运算，与通用的时频分析方法相比计算简单。仿真数据和实验信号的分析表明：形态小波变换能够准确有效地提取轴承故障的特征频率成分，适用于轴承故障的在线诊断。     

利用GNSS时序分析辨识大跨桥梁结构荷载响应研究

使用小波分析、功率谱密度等方法,对武汉市阳逻大桥GNSS监测数据进行分析,识别并分离大桥不同位置结构车辆移动荷载响应、车辆振动荷载响应和噪声,首先去除噪声,然后利用信号不同频率特性,分离静态信号和动态信号,从而得到更为清晰的大跨度桥动力响应特性。     

小半径曲线钢轨波磨激扰下列车车内振动噪声特性

为探究小半径曲线钢轨波磨与车内振动噪声的关系,以高铁站区线路中出现的钢轨波磨为对象,开展了实车试验与轨面平直度现场测试;采用同步压缩小波变换提取了车厢内部振动与噪声信号的时频特征,并引入全局小波功率谱和小波能量比对信号进行量化分析;建立了波磨严重程度与车厢内振动噪声水平的关联关系,对比了车体与走行部构件之间动力响应的差异,探讨了波磨所在曲线半径对车内振动噪声的影响。研究结果表明：在小半径曲线地段,车厢内振动与噪声信号的优势频率为500～550 Hz,与钢轨波磨引起的轮轨冲击频率一致,且该频段的能量在波磨严重区段愈加显著;轴箱与转向架构架振动信号在500～550 Hz频带也存在能量峰值,而轴箱振动信号中出现的330、1 046 Hz等峰值频率被一系悬挂有效过滤,使得构架振动响应中未见此频率成分;在车厢内采集的各项信号中,车体垂向振动响应与钢轨波磨沿线路里程的分布特征最为相关,而车内噪声、纵/横向振动、侧滚运动的相关性次之,摇头运动的相关性最低;与直线和大半径曲线相比,小半径曲线区段的车体振动与噪声水平受钢轨波磨的影响更为显著。     

基于复Morlet小波变换的车体模态参数识别

详细推导了基于复Morlet小波变换的车体模态参数识别过程.对国内某高速动车组纯车体进行多点激励正弦扫频,利用随机减量法对车体振动响应信号进行随机减量处理,获取自由振动信号,首次运用小波理论对高速动车进行模态参数识别.同时也运用最小二乘法识别各阶振型.识别结果与商用软件Test.Lab对比,频率误差小于2％,说明小波分析适合用于高速车体这样复杂系统的参数识别.     

小波域子空间滤波法研究

将时域子空间法和小波变换结合在一起,推出小波域子空间滤波算法.具体地讲,把整体观测信号小波系数子空间划分为信号加噪声小波系数子空间和噪声小波系数子空间,根据尺度内时间估计准则,由信号加噪声小波系数子空间重构信号小波系数,从而获得估计信号.实验表明,当用于恢复高斯噪声中Ricker子波时,小波域子空间滤波法相对于传统软、硬阈值法具有明确优势.     

基于移动荷载作用下的结构响应及小波分析的桥梁损伤诊断

用扭转弹簧模拟裂缝损伤,推导了移动荷载作用下裂缝损伤梁的动力响应.通过对损伤梁在移动荷载作用下的位移响应参数进行小波变换,用小波系数灰度图和小波系数模极大值轨迹图识别损伤位置,用可以评价信号奇异性特征的Lipschitz指数评价损伤程度,考察了不同损伤程度、多损伤位置和测点位置,荷载速度和荷载大小及噪声等因素的影响.数值计算表明该方法具有很好的识别效果.     

磁流变液隔振器结构优化及仿真研究

分析磁流变液隔振器的工作原理,针对现有磁流变液隔振器高频时隔振能力较差的缺点进行结构优化,并通过示功特性进行仿真分析。仿真结果表明,改善后的隔振器流动性得到了提升,磁流变液隔振器在宽频范围内的循环耗散能量得到了增加,系统隔振性能得到提高。     

子系统参数对双层隔振系统隔振特性的影响

为了阐明子系统参数对双层隔振系统隔振特性的影响, 建立了针对带子系统的双层隔振系统的三自由度动力学模型; 推导了一、二级主系统与子系统振幅比的解析式; 分析了3种振幅比随子系统质量比、固有频率比和阻尼比的变化规律; 给出了子系统充当双层隔振系统吸振器时最优参数的解析解和数值精确解; 以中国首批内燃动车动力包为研究对象, 探讨了散热器子系统的刚度、阻尼和质量对动力包双层隔振系统隔振性能以及柴油发电机组和散热器本身振动烈度的影响规律; 得到了最优散热器隔振器刚度的动力包双层隔振系统样机, 并进行了振动试验。试验结果表明: 散热器隔振器刚度大于拐点处刚度1.5倍会严重恶化子系统的振动情况, 其阻尼损耗系数取0.24左右能有效抑制双层隔振系统力传递率和振动烈度比的峰值, 取较大的散热器质量能有效提高双层隔振系统的隔振性能, 减小机组和散热器本身的振动烈度; 经过设计后, 停机工况下二级隔振器最大动反力减小50%, 常规工况下二级隔振器的实测最大动反力为296N, 优于同类水平, 常规工况下机组与散热器实测振动烈度最大值分别为15.45、4.97mm·s-1, 水平优秀。可见, 取较大的子系统质量和阻尼, 并将其视为双层隔振系统的吸振器进行优化设计, 可使双层隔振系统在柴油机启停机工况和常规工况下都具备较优的动力学性能。      

浮置板下声子晶体隔振器带隙特性研究

为了提升浮置板轨道的减振效果,阻碍浮置板垂向振动能量向轨下基底的传播,提出了一种基于声子晶体局域共振机理的浮置板轨道隔振器. 运用有限元方法研究了声子晶体隔振器的局域共振带隙特性,并验证了带隙频率范围内声子晶体隔振器对振动的抑制作用;计算了声子晶体隔振器的垂向刚度,建立了三维声子晶体隔振器浮置板轨道有限元模型;计算了整体结构的力传递率与基础加速度响应,并与传统钢弹簧浮置板的计算结果进行了对比. 研究结果表明,声子晶体隔振器存在声子晶体局域共振带隙,对50～150 Hz频带内的振动有抑制作用;声子晶体隔振器与传统钢弹簧垂向静刚度相近,均为6.0 kN/mm;保留了钢弹簧浮置板轨道的低固有频率隔振性能,并且在50～120 Hz频带具有带隙抑制特性,在51 Hz附近力传递率可减小10 dB左右;基础加速度响应在51～150 Hz频带内明显小于普通钢弹簧浮置板轨道,其中51～60 Hz频带内基础加速度相比钢弹簧浮置板轨道减小30%左右. 因此声子晶体隔振器有助于提高浮置板轨道的减振性能.      

DIESEL ENGINES‘ VIBROACOUSTIC SIGNATURE EXTRACTION BY WAVELET PACKET TECHNIQUE

IntroductionResearches on fault diagnosis and conditionmonitoring in reciprocating machine are being paidmore and more attentions because of its importancein industrial branches such as power,transporta-tion,shipping,petrochemicals etc. From themechanism viewpoint,diesel engines'working pro-cess is a thermodynamic process to realize the ther-mal- mechanical energy conversion.Low frequencycompression wave and high frequency combustionwave constitute the multifrequency time- varyingproperty of i…     

高速列车牵引变压器悬挂参数动态优化设计

为了优化牵引变压器悬挂参数, 建立了车辆设备21自由度刚柔耦合系统模型, 并基于新型快速显式数值积分法求解了车辆和牵引变压器的振动响应; 计算了车辆系统在不同速度等级下的舒适度指标和设备振动烈度, 确定了变压器最优悬挂频率; 建立了变压器数学模型与车辆设备刚柔耦合模型, 结合最优悬挂频率、振动烈度、舒适度指标、隔振器动态作用力以及变压器悬挂模态与车辆地板局部模态匹配指标对隔振器参数在动态条件下进行多目标优化, 计算了牵引变压器隔振器最优参数。研究结果表明: 当牵引变压器悬挂频率比为0.82~0.98时, 车辆舒适度低于2, 设备振动烈度低于4.5mm·s-1, 满足相关规范要求; 经过优化最终确定第1组隔振器垂向刚度、三组隔振器刚度比、每组隔振器三向刚度比分别为2 142N·mm-1、1∶1.3∶2.5、1.7∶0.5∶1, 与变压器原始悬挂方案相比优化后变压器振动烈度最大降低42% (在速度高于200km·h-1条件下), 车辆一位端、中部、二位端舒适度指标平均提升3.53%、3.45%、2.01%, 第1、4隔振器垂向作用力平均降低13.3%, 第2、5隔振器垂向作用力平均降低3.8%, 第3、6隔振器垂向作用力平均降低20.9%。可见, 优化后车辆舒适度、设备振动烈度和隔振器垂向动态作用力均有较好改善。      

基于神经网络方法的柴油机气缸压力识别

分析了柴油机气缸盖系统激励和响应信号的非线性特性,阐述了基于BP神经网络的柴油机气缸压力识别方法.对测试的振动响应信号进行时域统计平均和低通滤波后,训练BP神经网络,利用自适应梯度下降算法,自适应调节学习速率,提高网络精度,识别柴油机气缸压力.结果表明,恢复出来的缸内压力信号和实测信号十分接近,该方法对柴油机的实时在线控制、监测和故障诊断有重要的应用价值.     

机载光电设备隔振装置设计开发与性能分析

飞机在飞行的过程中所产生的激励会对机载光电设备产生振动影响,为了保证设备的正常工作,需要安装隔振装置对设备进行隔振．运用有限元软件ABAQUS,建立橡胶隔振支座有限元模型,在外加激励的作用下,对隔振支座进行分析,得到相应的振动响应;同时在满足设计要求的情况下,建立多种型号的隔振支座,设定橡胶材料的阻尼系数并进行模拟,得到的振动响应与外加激励进行对比,在较保守的阻尼比为0．08的情况下,其减振效果能够超过80％,在阻尼比为0．10的情况下起隔振效果能够近似90％．     

机载光电设备隔振装置设计开发与性能分析

飞机在飞行的过程中所产生的激励会对机载光电设备产生振动影响,为了保证设备的正常工作,需要安装隔振装置对设备进行隔振.运用有限元软件ABAQUS,建立橡胶隔振支座有限元模型,在外加激励的作用下,对隔振支座进行分析,得到相应的振动响应；同时在满足设计要求的情况下,建立多种型号的隔振支座,设定橡胶材料的阻尼系数并进行模拟,得到的振动响应与外加激励进行对比,在较保守的阻尼比为0.08的情况下,其减振效果能够超过80％,在阻尼比为0.10的情况下起隔振效果能够近似90％.     

石龙山隧道爆破振动信号的小波分析

采用db8作为小波基函数,对石龙山隧道同一炮次下垂直向、水平切向和水平径向的原始爆破振动信号进行尺度为7的一维离散小波变化。通过MATLAB程序分别计算了原始信号、各层小波的功率谱及能量比例;详细分析了各层小波的幅值特性、频谱特性及能量分布特性。研究结果表明:垂直向、水平切向和水平径向的优势频率分别为78.125～2 500 Hz、39.062 5～312.5 Hz和39.062 5～625 Hz。该分析方法在频率及能量分析方面的优势可以更加全面地获取爆破振动信号所带来的信息。