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基于VMD-DE的坦克行星变速箱故障诊断方法研究

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振动与冲击 2020年第10期39卷 170-179页

作者：吴守军冯辅周吴春志李本陆军装甲兵学院车辆工程系北京100072 32379部队北京100072

为了提高坦克行星变速箱齿轮故障模式识别准确率,将变分模态分解(VMD)与散布熵(DE)结合提出故障特征提取新方法。利用波形法确定VMD分解层数,VMD分解振动信号得到一组固有模态分量(IMF);根据归一化互信息准则筛选若干IMF重构信号,计算... 详细信息

为了提高坦克行星变速箱齿轮故障模式识别准确率,将变分模态分解(VMD)与散布熵(DE)结合提出故障特征提取新方法。利用波形法确定VMD分解层数,VMD分解振动信号得到一组固有模态分量(IMF);根据归一化互信息准则筛选若干IMF重构信号,计算重构信号的散布熵;将重构信号散布熵作为特征值输入到粒子群优化(PSO)的多分类支持向量机(SVM)中实现故障模式识别。通过对坦克行星变速箱的正常、行星轮故障和太阳轮故障三种状态进行模式识别,分类准确率达到100%,且计算时间较短。与基于原始振动信号DE、VMD-SE(样本熵)、VMD-PE(排列熵)及EMD-DE(经验模态分解与DE结合)等方法比较,综合考虑准确率和计算时间两个因素,基于VMD-DE的方法故障诊断性能最佳。

关键词：行星变速箱故障诊断变分模态分解(VMD) 散布熵(DE) 粒子群优化(PSO) 支持向量机(SVM)

碳化铬涂层T/P24在750℃空气中的抗氧化性能研究

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中国机械工程 2013年第1期24卷 99-103页

作者：吴守军桂单明西北农林科技大学杨凌712100

采用粉体埋入辅助涂层法在T/P 24表面制备了碳化铬涂层。采用质量变化、物相变化研究了PIRAC碳化铬涂层T/P 24在750℃空气中的氧化行为。结果表明:氧化后碳化铬涂层试样表面观察不到形貌变化,几乎检测不到氧化铬和质量变化,证明PIRAC碳... 详细信息

采用粉体埋入辅助涂层法在T/P 24表面制备了碳化铬涂层。采用质量变化、物相变化研究了PIRAC碳化铬涂层T/P 24在750℃空气中的氧化行为。结果表明:氧化后碳化铬涂层试样表面观察不到形貌变化,几乎检测不到氧化铬和质量变化,证明PIRAC碳化铬涂层具有优良的抗氧化能力。不同温度下制备的PIRAC碳化铬涂层组成的不同,导致涂层表现出不同的抗氧化能力。对涂层组成与抗氧化能力差异和750℃长时间暴露导致涂层中Cr23C6形成Cr3C2现象进行了分析。

关键词：碳化铬涂层氧化热力学 PIRAC

非线性量子信息熵及其在行星变速箱特征提取中应用

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振动与冲击 2018年第23期37卷 120-125,148页

作者：丁闯张兵志冯辅周吴守军陆军装甲兵学院车辆工程系北京100072 北方特种车辆研究所北京100072

针对行星齿轮箱在运行时产生的非线性非平稳振动,且故障特征信号微弱等问题,将量子理论引入到信息熵的计算中,提出一种全新的特征提取方法-非线性量子信息熵。根据量子理论的基本概念,建立了振动信号的多量子位系统;分析了将量子理论引... 详细信息

针对行星齿轮箱在运行时产生的非线性非平稳振动,且故障特征信号微弱等问题,将量子理论引入到信息熵的计算中,提出一种全新的特征提取方法-非线性量子信息熵。根据量子理论的基本概念,建立了振动信号的多量子位系统;分析了将量子理论引入到信息熵中的可行性,进而提出了非线性量子信息熵基本原理,并对行星齿轮箱三种运行状态振动仿真信号的非线性量子信息熵进行了分析,说明了量子信息熵作为行星齿轮箱特征的可行性;最后以行星变速箱故障试验台采集到的五种状态信号为例,计算其非线性量子信息熵,并与时频熵和样本熵计算结果对比。结果表明,非线性线性量子信息熵能够有效的提取行星变速箱运行状态特征。

关键词：量子理论非线性量子信息熵仿真分析行星变速箱特征提取

改进多尺度符号动力学信息熵及其在行星变速箱特征提取中的应用

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振动与冲击 2020年第13期39卷 97-102,147页

作者：丁闯冯辅周张兵志吴守军中国人民解放军32382部队武汉430311 陆军装甲兵学院车辆工程系北京100072 北方特种车辆研究所北京100072

针对行星变速箱在运行时产生的非线性非平稳振动,且故障特征信号微弱等问题,提出一种新的特征提取方法--改进多尺度符号动力学信息熵。在传统的符号动力学信息熵原理的基础上,通过改进传统方法的符号化过程,在考虑条件概率情况下计算信... 详细信息

针对行星变速箱在运行时产生的非线性非平稳振动,且故障特征信号微弱等问题,提出一种新的特征提取方法--改进多尺度符号动力学信息熵。在传统的符号动力学信息熵原理的基础上,通过改进传统方法的符号化过程,在考虑条件概率情况下计算信息熵,并引入多尺度概念,使得所提特征具有更大优势。最后求解行星变速箱故障模拟试验台采集到的三种状态下的振动信号改进多尺度符号动力学信息熵,并基于提出的特征评价指标对改进多尺度符号动力学信息熵、时频熵、排列熵、样本熵等特征的计算结果进行了对比。结果表明,该方法能够有效的提取行星变速箱运行状态特征,具有更高的敏感度。

关键词：改进多尺度符号动力学信息熵行星变速箱特征提取特征评价

CVD SiC涂层缺陷控制与C/SiC复合材料氧化行为研究

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CVD SiC涂层缺陷控制与C/SiC复合材料氧化行为研究

作者：吴守军西北工业大学

学位级别：硕士

连续碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(C／SiC)是一种极具潜力的高温结构复合材料，在航空航天、能源及核技术等领域有着广阔的应用前景。为了推进材料的高温应用，对防氧化涂层已开展了广泛的研究，但是对目前广泛采用的CVD SiC涂层的... 详细信息

连续碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(C／SiC)是一种极具潜力的高温结构复合材料，在航空航天、能源及核技术等领域有着广阔的应用前景。为了推进材料的高温应用，对防氧化涂层已开展了广泛的研究，但是对目前广泛采用的CVD SiC涂层的缺陷控制鲜有研究。本文从多层CVD SiC涂层缺陷形成的根源出发，通过涂层制备工艺进行涂层缺陷控制;以对涂层显微形貌的观察为基础，结合氧化重量变化率，研究了不同涂层改性工艺对多层CVD SiC涂层面缺陷的影响以及对2D C／SiC复合材料恒温氧化行为的影响，主要研究内容与研究结果如下： (1)研究了多层CVD SiC涂层的2D和3D C／SiC复合材料在空气中的恒温氧化行为，表明2D和3D SiC—C／SiC在空气中表现出类似的氧化动力学行为。 (2)研究了不同涂层改性措施对涂层缺陷和C／SiC氧化行为的影响。主要有：磨削改性有利于提高涂层表面平整度，氮化和慢沉积使涂层表面颗粒细化。涂层间隙宽度按磨削改性、高温氮化、真空热处理依次增大，而慢沉积可获得无面缺陷的多层涂层。磨削改性、真空热处理及慢沉积均使最大氧化失重温度点提前至600℃，而高温氮化则使最大失重点后移至800℃。材料的氧化动力学曲线不同。 (3)采用慢速减压化学气相沉积工艺实现了对多层CVD SiC涂层面缺陷的有效控制，实现了单一CVD SiC涂层保护2D C／SiC在高温下(1300℃)的氧化增重。 (4)采用XRD对CVD SiC在空气中氧化后的产物进行了研究，发现CVD SiC在空气中高温(＞1100℃)氧化时，氧化产物SiO会发生晶化现象，氧化产物中存在方石英。

关键词： C/SiC 复合材料涂层改性缺陷控制氧化

CVDSiC涂层对3DC/SiC氧化行为的影响

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无机材料学报 2005年第1期20卷 251-256页

作者：吴守军成来飞张立同徐永东陈照峰西北工业大学超高温复合材料实验室西安710072

采用两种不同沉积速度的等温减压化学气相沉积在3D C／SiC上制备了多层CVDSiC涂层.利用扫描电镜对涂层表面和断面进行显微分析,考察了涂层在1300℃下进行恒温氧化的防护效果.慢速减压化学气相沉积能够对多层CVD SiC涂层的涂层间隙缺陷... 详细信息

采用两种不同沉积速度的等温减压化学气相沉积在3D C／SiC上制备了多层CVDSiC涂层.利用扫描电镜对涂层表面和断面进行显微分析,考察了涂层在1300℃下进行恒温氧化的防护效果.慢速减压化学气相沉积能够对多层CVD SiC涂层的涂层间隙缺陷实现有效控制,所制备的多层涂层可以消除涂层间隙,连贯的结合为一整体,能显著提高涂层防护效果,材料在1300℃空气中氧化30h后的失重率可控制在1％以下.

关键词： C/SiC复合材料涂层氧化缺陷

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一种具有强抗噪性的深度学习故障诊断模型

西安交通大学学报 2021年第4期55卷 61-68页

作者：吴春志吴守军冯辅周朱俊臻陆军装甲兵学院车辆工程系北京100072

针对旋转机械运行环境噪声大,现有的基于深度学习的故障诊断模型抵抗强噪声干扰能力不足的问题,提出了一种具有强抗噪性的深度学习故障诊断模型(HAT-MSCNN)。首先将齿轮箱训练集正常状态下样本的频谱信号由大到小排列,取排序的第k个的... 详细信息

针对旋转机械运行环境噪声大,现有的基于深度学习的故障诊断模型抵抗强噪声干扰能力不足的问题,提出了一种具有强抗噪性的深度学习故障诊断模型(HAT-MSCNN)。首先将齿轮箱训练集正常状态下样本的频谱信号由大到小排列,取排序的第k个的幅值α为基准值,将训练集中所有样本的频谱信号低于α的值置0,降低了易与噪声耦合的低幅值频率成分对诊断模型的干扰,突出了高幅值频率成分对故障诊断模型的贡献,同时保留零值所在的位置信息。然后将经过此处理的训练集输入到由多种移动步长卷积核组合的多尺度卷积神经网络中进行训练,最终得到强抗噪性的故障诊断模型。以精确率和召回率的调和平均值F作为模型的评价指标,并使用加权梯度类激活映射方法可视化模型的分类权重,在具有丰富故障模式的PHM2009齿轮箱数据集上验证模型。将所提模型与以原始振动信号作为输入的Raw-MSCNN模型、以频谱信号作为输入的Frequency-MSCNN模型、以集合经验模态分解(EEMD)降噪后的信号作为输入的EEMD-MSCNN模型和以所提训练集样本构造方法处理后的信号作为输入的HAT-CNN模型进行对比,结果表明,所提模型在测试集信噪比为-4 dB时,诊断的F值为98.6%,比第二名的Frequency-MSCNN高了6.4%,在更强噪声干扰的测试集信噪比为-6 dB时,F值为89.1%,比Frequency-MSCNN高了10.9%,证明了所提的HAT-MSCNN模型具有在强噪声干扰下的抗噪能力。

关键词：故障诊断卷积神经网络降噪齿轮箱

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性能参数对混凝土柱破坏指数的影响

建筑科学与工程学报 2022年第3期39卷 146-153页

作者：付国何斌吴守军西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100

不同破坏准则对混凝土柱的破坏程度评价结果存在一定差异。针对已有抗震研究多考虑最终破坏指数与构件破坏程度的对应关系,未考虑不同破坏准则与构件性能参数选取对评估结果合理性的影响。以混凝土柱为研究对象,计算了极限状态下位移角... 详细信息

不同破坏准则对混凝土柱的破坏程度评价结果存在一定差异。针对已有抗震研究多考虑最终破坏指数与构件破坏程度的对应关系,未考虑不同破坏准则与构件性能参数选取对评估结果合理性的影响。以混凝土柱为研究对象,计算了极限状态下位移角与位移角限值比值、承载力与峰值承载力比值、变形与变形能力比值与双参数准则、延性准则破坏指数之间的相关系数,分析了破坏指数与破坏现象、破坏规律的吻合程度,探讨了几种性能参数对不同破坏准则的适用性。结果表明:极限状态下混凝土柱的变形能力值离散性最小,与位移角比值、承载能力退化值的相关性最低,更适合应用于破坏准则研究;双参数破坏准则计算结果受组合系数β的取值影响显著,反映的混凝土柱破坏趋势与承载力变化规律、试验现象存在较大差异;由延性破坏准则计算得出的破坏指数能反映位移角比值、承载力退化值、变形能力值对破坏的影响规律,考虑变形能力极限的延性准则能更好地量化混凝土柱的破坏。

关键词：抗震性能混凝土柱延性破坏准则双参数破坏准则变形能力

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一种行星齿轮裂纹深度评估新特征及其应用

北京理工大学学报 2022年第1期42卷 28-35页

作者：吴守军冯辅周吴春志贾子永中国人民解放军63963部队北京100072 陆军装甲兵学院车辆工程系北京100072 航天工程大学士官学校北京102200 中国人民解放军32184部队北京100093

为了实现行星齿轮损伤程度的准确评估,保证行星齿轮损伤程度评估对于开展装备维修的指导作用,建立了行星轮系平移扭转动力学模型,分析了行星轮系动力学仿真信号频谱幅值与裂纹程度的变化规律,提出了一种新的裂纹深度评估特征:故障频率... 详细信息

为了实现行星齿轮损伤程度的准确评估,保证行星齿轮损伤程度评估对于开展装备维修的指导作用,建立了行星轮系平移扭转动力学模型,分析了行星轮系动力学仿真信号频谱幅值与裂纹程度的变化规律,提出了一种新的裂纹深度评估特征:故障频率及多倍频幅值累积量与啮合频率幅值之比(RCMFAM).与典型的时域、频域特征比较,所提裂纹深度评估特征与裂纹损伤程度具有良好的关联性和较强的一致性.利用齿轮正常、裂纹50%和断齿三种状态的实验数据进行验证,结果表明,所得评估结果与实际裂纹深度基本一致,验证了所提特征的有效性.

关键词：行星轮系裂纹深度评估特征提取动力学仿真