基于小波分析理论的轨道不平顺分析

研究目的:利用非平稳信号处理方法——小波分析方法分析局部轨道不平顺特殊波型、轨道不平顺病害的识别以及轨道不平顺功率谱分析等,以深化对轨道不平顺特性的认识.研究结果:利用小波分析方法可以较好地辨识轨道随机性不平顺中隐含的有规律的波形,如正弦、三角形波等;利用小波分析方法可以较好地对轨道局部发生的高频病害进行检测;通过小波分解,可以识别不同波长范围内突出的不平顺(特征不平顺),为进而提取这些不平顺做深入研究提供了便利.由此可见,利用小波分析理论从时频角度分析轨道不平顺,是一条保障铁路安全运营的新技术途径.     

台风作用下超高层建筑动力响应的时频分析

研究目的:随着超高层建筑的高度和高宽比的不断增大,建筑材料向着轻质高强方向发展,结构体系的复杂化,致使超高层建筑在台风作用下产生剧烈摆动,因此台风作用下超高层建筑的动力响应时频分析,对于超高层建筑设计参数的选取、现役超高层建筑响应的预测、增加超高层建筑模态参数的资料以及设计准确性的校验都有非常重要的意义.研究结论:通过实测台风作用下超高层建筑的动力响应, 可以获得结构的动力特性, 并可评价结构风致振动响应的可靠度.台风作用下超高层建筑的动力响应时频分析主要有3种方法:傅立叶变换、小波变换、希尔伯特-黄变换.本文详细阐述了台风作用下超高层建筑动力响应的这3种时频分析方法,并总结出其优缺点, 进而对该研究领域的进展作了展望.     

船用同轴电缆故障分析及检测方法研究

船用同轴电缆故障检测是保障通信试验及维修的一项基本内容,如何快速、有效地定位出故障点对于提高系统试验效率和维修质量起到了积极的作用。通常系统采用三用表、欧姆表结合经验进行电缆故障检测,甚至进口昂贵的频谱分析仪等设备对故障电缆点进行检测,但对于电缆常见的间歇性、连续故障所产生的微弱反射信号检测效率低下。基于这种情况,论文对电缆进行建模并得到故障电缆传递函数和反射函数,并根据电缆本身传播特性对常规反射计的检测信号进行改进,并采用时频域相关运算对反射信号进行处理,从而实现微弱反射信号的准确定位,提高了电缆故障的诊断效率。     

基于时频反射的船舶电缆故障诊断方法研究

论文针对基于时域反射的高技术船舶电缆故障诊断方法中,因反射信号微弱、信号衰减大而造成难以诊断的问题,采用时频反射法使该类故障信息更明显,提高高技术船舶电缆故障诊断检出率。另外,反射信号因受噪声信号干扰而导致电缆故障误报,利用小波系数收缩算法对反射信号进行降噪处理,可降低电缆故障诊断误报率。论文通过实验对时域反射法和时频反射法进行了比较,结果表明电缆故障诊断的检出率和误报率均有明显改善。     

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。      

基于改进EEMD和WVD联合时频分析的车轮多边形状态识别方法

为了准确识别高速列车车轮多边形状态以及磨耗幅值,提出了一种改进的聚合经验模态分解(EEMD)与魏格纳-威尔分布(WVD)相结合的随机振动信号联合时频分析方法;利用相关系数法和频谱分析来评估筛选轴箱振动加速度信号经EEMD分解后的变量,然后进行WVD计算,在保持WVD高时频分辨率的同时可有效抑制交叉干扰项;应用该方法分析了周期性车轮多边形磨耗与现场实测随机车轮多边形磨耗引起的轴箱振动加速度信号。研究结果表明:利用EEMD-WVD二维时频谱的主频率可识别车轮多边形状态,利用EEMD-WVD三维时频能量谱的能量幅值分布可评估车轮多边形磨耗幅值,最大误差为0.3%;将改进EEMD和WVD联合时频分析方法的识别结果与短时傅里叶变换、小波分解、WVD传统时频分析方法进行对比,表明此方法应用时无需改变任何参数,自适应强,保留了WVD高时频分辨率的特点,而且可有效抑制EEMD产生的模态混叠现象和WVD产生的交叉干扰项,验证了所提出联合时频分析方法的有效性及其优势,为高速动车组车轮多边形识别和评估提供了新的技术途径。      

某型地铁转向架异常振动试验研究

针对某型转向架在服役过程中出现异常振动,基于Miner累积损伤理论和等损伤原则,利用轮轨振动传递的时频特性开展试验研究。试验结果表明,该转向架构架的等效应力幅值中100 Hz以内的低频区段能量占比最大,其中部分位置在70 Hz附近的能量占比达18.78%～33.85%;结合轴承故障频率的理论计算、试验主频对比及拆解判定,振动主频70 Hz由轴承外环滚道上的缺陷故障产生;考虑到轴箱垂向振动存在与构架弹性模态相近的63 Hz主频,一定程度上加剧了转向架的振幅,而线路扣件的振动主频集中在350、430 Hz,对轮对轴箱系统的影响较大,对构架影响较小。该研究方法和结论对解决转向架局部振动等类似问题具有借鉴作用,为车辆的结构设计和运维管理提供一定的参考价值。     

基于时频滤波的SAS解多普勒质心模糊改进算法

为提高合成孔径声纳（SAS）解多普勒质心模糊的准确性,文章对传统的解模糊算法-波长差异法进行了改进。将距离压缩后的数据进行时频滤波,去除强散射点对功率谱扭曲的影响,进而提高波长差异法的估计精度。计算机仿真实验证明了该方法的有效性。     

轻轨连续刚构桥动力响应时频分析

为研究连续刚构桥在列车作用下的振动特性,以某线轻轨高架连续刚构桥为背景,采用滤波结合连续小波变换的方法,获得其实测振动加速度信号的时频信息.在分析3种小波基(复Morlet小波基、db10小波基、sym5小波基)的小波变换对桥梁振动信号处理效果的基础上,选用复Morlet小波基研究不同列车速度、桥上列车紧急制动以及列车...