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弹性约束轮对系统随机可靠性研究

振动与冲击 2014年第10期33卷 137-142页

作者：刘伟渭戴焕云西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031 西南交通大学峨眉校区机械工程系四川峨眉614200

为研究弹性约束轮对系统随机可靠性,建立考虑轨道不平顺与结构自身参数随机因素作用的随机动力学模型。运用拟不可积Hamilton系统随机平均法,将该模型表示为一维扩散的平均伊藤随机微分方程,利用奇异性边界理论分析系统随机全局稳定性,... 详细信息

为研究弹性约束轮对系统随机可靠性,建立考虑轨道不平顺与结构自身参数随机因素作用的随机动力学模型。运用拟不可积Hamilton系统随机平均法,将该模型表示为一维扩散的平均伊藤随机微分方程,利用奇异性边界理论分析系统随机全局稳定性,获得发生首次穿越可靠性破坏条件。建立可靠性函数满足的后向Kolmogorov方程及首次穿越时间概率密度函数满足的广义Pontryagin方程,结合初始条件、边界条件给出首次穿越问题提法。结果表明,系统失稳后车辆系统并非立即不能满足运营要求发生脱轨等行为,但能量达到系统储存极限时,系统可靠性能随时间推移会逐渐降低,且可靠性最终会被破坏并发生首次穿越脱轨失效,若系统继续增加能量,发生脱轨时刻会提前,脱轨可能性增大;故在工程应用中应对车辆横向振动能量进行监测与控制,使其维持在脱轨能量或失稳能量以下,并使系统耗能能力始终大于系统增加的能量,以保障轨道车辆安全运行,尤其高速列车更重要。

关键词：弹性约束轮对系统伊藤随机微分方程奇异边界可靠性函数

Gauss白噪声参激下悬挂轮对系统的随机稳定性研究

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振动与冲击 2015年第19期34卷 49-56页

作者：张波曾京刘伟渭西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031

在非线性悬挂轮对系统中加入了Gauss白噪声参激,通过Hamilton系统理论和随机微分方程理论,将系统转化为拟不可积Hamilton系统伊藤随机微分方程组,根据拟不可积Hamilton系统的随机平均法,把该方程组降维为一维扩散的平均伊藤随机微分方程... 详细信息

在非线性悬挂轮对系统中加入了Gauss白噪声参激,通过Hamilton系统理论和随机微分方程理论,将系统转化为拟不可积Hamilton系统伊藤随机微分方程组,根据拟不可积Hamilton系统的随机平均法,把该方程组降维为一维扩散的平均伊藤随机微分方程,使原系统的解依概率收敛到一维伊藤扩散过程。通过分析一维扩散奇异边界的性态得到了随机全局稳定性的条件。最后对系统的D分叉和P分叉行为进行了研究,并画出了随机P分叉图和随机极限环图。结果表明,随机项的作用使系统的临界速度发生漂移,随着噪声项强度增大,临界速度显著降低。P分叉后系统表现为最大可能意义上的随机极限环振荡,而D分叉后统表现为概率1意义下不稳定的非极限环随机振荡。

关键词：随机平均法奇异边界随机P分叉图随机极限环图

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弹性约束轮对系统的随机稳定性研究

中国机械工程 2013年第6期24卷 799-804页

作者：刘伟渭戴焕云曾京西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031

在考虑轨道随机不平顺激励和自身结构参数随机因素作用的前提下建立了弹性约束轮对带Hamilton函数的伊藤随机微分方程组,根据拟不可积Hamilton系统的随机平均法把该方程组表示为一维扩散的平均伊藤随机微分方程。运用Oseledec乘性遍历... 详细信息

在考虑轨道随机不平顺激励和自身结构参数随机因素作用的前提下建立了弹性约束轮对带Hamilton函数的伊藤随机微分方程组,根据拟不可积Hamilton系统的随机平均法把该方程组表示为一维扩散的平均伊藤随机微分方程。运用Oseledec乘性遍历定理求解了系统的最大Lyapunov指数并得到了系统的随机局部稳定性的条件;通过分析一维扩散奇异边界的性态得到了随机全局稳定性的条件。结果表明,系统的稳定性主要由内在乘性激励控制,但又随着外在激励的改变而改变;不同随机强度下轮对系统有着不同的失稳临界速度,这和不能考虑随机因素作用下的确定性轮对系统只有一个确定的失稳临界速度有着本质区别。

关键词：拟不可积Hamilton系统伊藤随机微分方程 Oseledec乘性遍历定理奇异边界

对角切片谱提升的形态学滤波方法及其在万向轴故障识别中的应用

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振动与冲击 2017年第10期36卷 13-18页

作者：李奕璠林建辉刘伟渭西南交通大学机械工程学院成都610031 西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031

针对多尺度形态学滤波器将所有尺度的滤波结果进行算术平均这一问题,提出利用三阶累积量对角切片谱对其进行改进,用于对高速列车万向轴不平衡故障进行检测与识别。该方法首先对安装在齿轮箱的振动传感器采集到的信号进行多尺度形态学滤... 详细信息

针对多尺度形态学滤波器将所有尺度的滤波结果进行算术平均这一问题,提出利用三阶累积量对角切片谱对其进行改进,用于对高速列车万向轴不平衡故障进行检测与识别。该方法首先对安装在齿轮箱的振动传感器采集到的信号进行多尺度形态学滤波,得到不同尺度下的滤波结果,再计算滤波后信号的三阶累积量及其对角切片谱,最后依据对角切片谱的特征频率系数,选取出最能凸显故障特征的切片谱,从而避免了多尺度滤波器滤波结果的算术平均问题。在万向轴不平衡试验台进行了试验,结果表明,该方法能有效地识别出万向轴不平衡引起的基频和倍频故障特征,与传统的多尺度形态滤波相比,此方法更能彰显故障特征。

关键词：高速列车万向轴多尺度形态滤波对角切片谱

轨道随机激励下弹性约束轮对的首次穿越失效问题分析

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铁道学报 2015年第4期37卷 24-29页

作者：刘伟渭姜瑞金戴焕云曾京西南交通大学峨眉校区机械工程系四川峨眉614200 南车长江车辆有限公司湖北武汉430000 西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

考虑轨道激扰和自身结构参数随机因素建立弹性约束轮对的随机动力学模型,利用奇异性边界理论分析系统的随机全局稳定性,得到系统发生首次穿越失效的条件,同时建立系统可靠性函数和首次穿越时间的概率密度函数所满足的后向Kolmogorov方... 详细信息

考虑轨道激扰和自身结构参数随机因素建立弹性约束轮对的随机动力学模型,利用奇异性边界理论分析系统的随机全局稳定性,得到系统发生首次穿越失效的条件,同时建立系统可靠性函数和首次穿越时间的概率密度函数所满足的后向Kolmogorov方程和广义Pontryagin方程,结合初始条件和边界条件给出首次穿越问题的提法。结果表明:系统能量在接近安全工作域边界时降低得较快,能量初值远离安全域边界可降低损坏概率密度峰值并将对应的时刻延迟;系统失稳后在某一时刻最危险,而不是我们常认为的时间越长系统越危险;随着轨道随机激励强度的增加会使系统可靠性下降加快,平均首次穿越时间提前。

关键词：轨道随机激励拟不可积 Hamilton系统 BK方程首次穿越

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弹性约束轮对系统的随机Hopf分岔研究

铁道学报 2013年第10期35卷 38-45页

作者：刘伟渭戴焕云刘转华曾京西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031 西南交通大学峨眉分校机械工程系四川峨眉山614200

在轨道随机不平顺激励与结构自身随机参激作用下建立弹性约束轮对系统的伊藤随机微分方程组,运用随机平均法把该方程组表示为一维扩散过程,并运用拟不可积Hamilton系统的相关理论和Oseledec乘性遍历定理求解系统的最大Lyapunov指数并得... 详细信息

在轨道随机不平顺激励与结构自身随机参激作用下建立弹性约束轮对系统的伊藤随机微分方程组,运用随机平均法把该方程组表示为一维扩散过程,并运用拟不可积Hamilton系统的相关理论和Oseledec乘性遍历定理求解系统的最大Lyapunov指数并得到随机局部稳定性的条件;通过分析奇异边界的性态,得到随机全局稳定性的条件;通过分析稳态概率密度和联合概率密度得到模型的随机Hopf分岔类型,并讨论产生随机Hopf分岔的条件。结果表明:不同随机强度下轮对系统有着不同的失稳临界速度,这与不能考虑随机因素作用下的确定性轮对系统只有一个确定的失稳临界速度有着本质区别。另外,分岔的发生不仅受到系统固有参数的影响,同时也受随机因素的影响。

关键词：伊藤随机微分方程组最大Lyapunov指数随机全局稳定性随机Hopf分岔

高速列车万向轴不平衡故障检测的形态滤波方法

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振动工程学报 2018年第1期31卷 176-182页

作者：李奕璠刘伟渭林建辉西南交通大学机械工程学院四川成都610031 西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

结构元素是数学形态学滤波器的重要组成部分,直接影响滤波的精度。针对目前广泛使用的直线和三角结构元素的缺陷,提出一种基于汉明窗的结构元素,对形态滤波方法进行提升,用于高速列车万向轴不平衡故障检测。首先从结构元素的基本构成形... 详细信息

结构元素是数学形态学滤波器的重要组成部分,直接影响滤波的精度。针对目前广泛使用的直线和三角结构元素的缺陷,提出一种基于汉明窗的结构元素,对形态滤波方法进行提升,用于高速列车万向轴不平衡故障检测。首先从结构元素的基本构成形式以及频率响应的角度,在理论上对直线和三角结构元素存在的不足进行了分析。再通过对多种常用的窗函数进行比较,论证汉明窗的优势所在,据此构建汉明结构元素,并将其应用于形态滤波中。在万向轴不平衡试验台进行了试验,结果表明:基于汉明结构元素的形态滤波方法能有效地识别出万向轴不平衡引起的基频和倍频故障特征,与传统的三角结构元素相比,此方法更能彰显故障特征。

关键词：故障诊断高速列车万向轴形态滤波结构元素

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气吸倾斜圆盘式蚕豆精密排种器设计与试验

中国农机化学报 2023年第12期44卷 25-32页

作者：冯锐王子腾刘伟渭四川化工职业技术学院四川泸州646099 西华大学机械工程学院成都市610039 昆明理工大学机电工程学院昆明市650500 西南交通大学机械工程学院成都市610031

针对蚕豆播种机械化程度低、精密播种效果差的问题,结合倾斜圆盘式排种器与气吸式排种器的优点,设计一种气吸倾斜圆盘式蚕豆精密排种器。首先,阐述排种器结构及原理,根据蚕豆的种植农艺要求及种子物理特性,对排种圆盘直径、型孔数量及... 详细信息

针对蚕豆播种机械化程度低、精密播种效果差的问题,结合倾斜圆盘式排种器与气吸式排种器的优点,设计一种气吸倾斜圆盘式蚕豆精密排种器。首先,阐述排种器结构及原理,根据蚕豆的种植农艺要求及种子物理特性,对排种圆盘直径、型孔数量及形状等关键部件进行设计;然后,利用Fluent软件对不同形状气孔对气室流速及压力影响进行仿真分析,确定最佳的气孔形状;最后,以转速、型孔直径和气孔负压为试验因素,合格率、漏播率和重播率为试验指标,在JPS-12型视觉排种器性能试验台上进行正交试验。试验结果表明:当转速为78 r/min、气孔负压为2 kPa、型孔直径为23 mm时,排种试验合格率为93.67%,重播率为4.33%,漏播率为2%。

关键词：蚕豆气吸倾斜圆盘式精密排种器 Fluent

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轨道车辆轮对经济镟策略研究

铁道学报 2024年

作者：刘伟渭余玺唐爽权李加伟西南交通大学机械工程学院

针对轨道车辆轮对过修、欠修等不合理问题，提出一种基于实测数据的经济镟策略模型。首先根据轮对实测数据构建磨耗模型，以镟修阈值、镟修模板、镟修参数上下限为约束，确立62种镟修方案，综合考虑轮对使用寿命与镟修次数，兼顾列车全... 详细信息

针对轨道车辆轮对过修、欠修等不合理问题，提出一种基于实测数据的经济镟策略模型。首先根据轮对实测数据构建磨耗模型，以镟修阈值、镟修模板、镟修参数上下限为约束，确立62种镟修方案，综合考虑轮对使用寿命与镟修次数，兼顾列车全生命周期更长、单位时间运行成本更低为优化目标，提出单轮和整车镟修策略，以及跟踪验证。结果表明，轮径磨耗速率与轮径、轮缘厚度和轮缘高度无相互性，轮缘高度磨耗速率与轮缘厚具有相关性，qR值（反应踏面凹磨或偏磨）磨耗速率与轮径、轮缘厚度具有相关性；单轮和整车最佳镟修方案均为轮缘高镟修阈值27 mm，轮缘高恢复值30 mm，相较于当前镟修模式，全生命周期剩余寿命延长约30%，月经济成本降低约7%，上个镟修周期延长11个月。由于轮对的相似性，该模型可推广应用于高速列车、货车、机车等轨道车辆的轮对智能运维。

关键词：轨道车辆镟修策略智能运维寿命预测轮对