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叶端定时中多重信号分类法的滤波特性研究

西安交通大学学报 2022年第2期56卷 191-197页

作者：王增坤杨志勃李浩琪曹佳辉杨来浩田绍华李明陈雪峰西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049 西安交通大学机械工程学院西安710049

为了揭示多重信号分类法(MUSIC)具有滤除同步频率分量特性的数学机理,基于MUSIC方法中的信号子空间生成过程与主成分分析方法中的主成分生成过程的一致性,对MUSIC滤波特性进行了研究。以正弦信号假设下单频率分量的情况为例,证明了异步... 详细信息

为了揭示多重信号分类法(MUSIC)具有滤除同步频率分量特性的数学机理,基于MUSIC方法中的信号子空间生成过程与主成分分析方法中的主成分生成过程的一致性,对MUSIC滤波特性进行了研究。以正弦信号假设下单频率分量的情况为例,证明了异步频率分量与同步频率分量的信号子空间分别可以用二维直角坐标系和一维坐标轴可视化表示。通过分析导向矢量在信号子空间坐标系中的位置得出,人为设置相位的导向矢量位于同步频率分量的信号子空间之外,从而导致了滤波现象的发生。仿真和实验结果表明:同步频率分量和异步频率分量同时存在于叶片振动信号的非共振区;MUSIC方法能够克服频率混叠且具有滤除同步频率分量的滤波特性;该滤波特性能够被导向矢量与子空间坐标系的相对关系解释。

关键词：叶端定时同步频率分量异步频率分量 MUSIC方法滤波

增强稀疏分解及其在叶片振动参数识别中的应用

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机械工程学报 2019年第19期55卷 19-27页

作者：吴淑明胡海峰赵志斌杨志勃杨来浩田绍华陈雪峰西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049 国防科技大学装备综合保障技术重点实验室长沙410073

叶端定时是发动机叶片监测有效手段,相比于传统的应变片测量方式,叶端定时不仅可以同时监测所有叶片的振动状态,而且不会对叶片本身的振动造成影响。但是叶端定时采样数据存在高度欠采样的特点,针对该问题,提出基于增强稀疏分解(Enhanci... 详细信息

叶端定时是发动机叶片监测有效手段,相比于传统的应变片测量方式,叶端定时不仅可以同时监测所有叶片的振动状态,而且不会对叶片本身的振动造成影响。但是叶端定时采样数据存在高度欠采样的特点,针对该问题,提出基于增强稀疏分解(Enhancing sparse decomposition, ESD)的叶片振动参数辨识技术。稀疏分解是一种在冗余字典中对信号进行分解,通过求解优化问题得到信号在冗余字典下最稀疏解的信号处理方法。增强稀疏分解相比于传统的基追踪算法,可以得到更为稀疏的解。在建立了增强稀疏优化模型后采用原对偶内点法对优化问题进行求解,从而实现信号特征参数的有效辨识。将提出的基于增强稀疏分解的叶片振动参数辨识技术应用于不同类型的仿真数据和转子叶片试验台参数辨识,并与传统的MUSIC算法和最小二乘拟合相对比,提出的算法可以有效避免频谱混叠和泄露现象,并滤除其他频率成分的干扰,得到更清晰的谱图。

关键词：叶端定时增强稀疏分解欠采样参数辨识

卷积神经网络在轴承故障诊断中的可解释性探讨

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轴承 2020年第7期 54-60页

作者：张俊鹏杨志勃陈雪峰翟智刘一龙西安交通大学机械制造与系统工程国家重点实验室西安710049 西安交通大学机械工程学院西安710049

以轴承为例,对卷积神经网络在故障诊断领域中的可解释性进行了探讨,采用Grad-CAM方法,基于可视化的角度建立了神经网络的重点激活区域与目标类别之间的联系,并且利用凯斯西储大学的轴承数据库,分别从时域和频域的角度对LeNet,AlexNet和R... 详细信息

以轴承为例,对卷积神经网络在故障诊断领域中的可解释性进行了探讨,采用Grad-CAM方法,基于可视化的角度建立了神经网络的重点激活区域与目标类别之间的联系,并且利用凯斯西储大学的轴承数据库,分别从时域和频域的角度对LeNet,AlexNet和ResNet-18这3种应用较广的卷积神经网络结构进行了验证,结果表明,卷积神经网络在轴承故障诊断领域中对于样本的分类识别与人为的认知规律存在基本的相似性,可以为卷积神经网络在故障诊断领域的工程应用提供参考。

关键词：滚动轴承故障诊断卷积神经网络可视化

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一维结构失稳的小波有限元分析

一维结构失稳的小波有限元分析

中国力学大会——2013

作者：杨志勃陈雪峰薛晓峰蒋勇英西安交通大学机械工程学院机械制造系统国家重点实验室

采用区间B样条小波尺度函数对物理场实现插值离散,并利用哈密顿变分原理推导出结构稳定性分析的力学表达式,实现一维结构的屈曲分析。通过数值算例的对比分析,可以发现所采用的方法要优于参考文献及传统有限元方法,并且方法采用了较小...

采用区间B样条小波尺度函数对物理场实现插值离散,并利用哈密顿变分原理推导出结构稳定性分析的力学表达式,实现一维结构的屈曲分析。通过数值算例的对比分析,可以发现所采用的方法要优于参考文献及传统有限元方法,并且方法采用了较小的计算规模,这对大型结构的分析是极为有利的。

关键词：

基于K-L散度的复合材料层合板分层损伤识别

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基于K-L散度的复合材料层合板分层损伤识别

第17届全国复合材料学术会议

作者：田绍华陈雪峰何正嘉杨志勃翟智西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室

在信号的盲源分离和主分量分析中,K-L(Kullback-Leibler)散度是一种用来度量不同信号的概率密度函数之间相似程度的一种方法。本研究首次用K-L散度识别复合材料层合板分层损伤损伤位置,研究结果表明K-L散度可准确识别复合材料层合板中... 详细信息

在信号的盲源分离和主分量分析中,K-L(Kullback-Leibler)散度是一种用来度量不同信号的概率密度函数之间相似程度的一种方法。本研究首次用K-L散度识别复合材料层合板分层损伤损伤位置,研究结果表明K-L散度可准确识别复合材料层合板中分层损伤的损伤位置。

关键词： K-L散度复合材料层合板分层损伤

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航空发动机转子叶片健康监测与故障诊断技术

航空发动机转子叶片健康监测与故障诊断技术

第15届全国转子动力学学术大会（ROTDYN2023）

作者：乔百杰刘美茹杨志勃王亚南陈雪峰

叶片是航空发动机的关键件,也是数量最多、故障最多的零件。我国测绘仿制、自主研制的发动机无一例外都出现过叶片断裂失效事件。以叶端定时为代表的叶片非接触式测量技术成为叶片振动监测领域的发展方向,受到国内外航空公司高度重视。... 详细信息

叶片是航空发动机的关键件,也是数量最多、故障最多的零件。我国测绘仿制、自主研制的发动机无一例外都出现过叶片断裂失效事件。以叶端定时为代表的叶片非接触式测量技术成为叶片振动监测领域的发展方向,受到国内外航空公司高度重视。本文提出了宽速域叶片振动叶端定时信号频域稀疏重构方法,

关键词：监测与故障诊断叶片振动发动机转子

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航空发动机叶片振动全频域叶端定时测量技术

航空发动机叶片振动全频域叶端定时测量技术

第十五届全国振动理论及应用学术会议（NVTA2023）

作者：乔百杰刘美茹王亚南杨志勃陈雪峰

叶片是航空发动机的关键件,也是数量最多、故障最多的零件。我国测绘仿制、自主研制的发动机无一例外都出现过叶片断裂失效事件。以叶端定时为代表的叶片非接触式测量技术成为叶片健康监测领域的发展方向,受到国内外航空公司高度重视。... 详细信息

叶片是航空发动机的关键件,也是数量最多、故障最多的零件。我国测绘仿制、自主研制的发动机无一例外都出现过叶片断裂失效事件。以叶端定时为代表的叶片非接触式测量技术成为叶片健康监测领域的发展方向,受到国内外航空公司高度重视。本研究提出了航空发动机叶片振动全频域叶端定时测量新原理与新技术,突破了传统叶端定时技术低阶、低频振动测量局限,研究了变转速工况下转子叶片无转速参考叶端定时测量技术,提出了宽速域叶片振动叶端定时信号频域稀疏重构方法,可同时获得任意转速下叶片同步振动与异步振动信息,可在叶片断裂飞出前20分钟预警叶片裂纹故障;定义了旋转叶片动应变场重构概念,提出了基于叶端定时的叶片多模态全场动应力重构方法,将转子叶片动应变从单模态单点估计拓展到多模态全场重构。最后,介绍研究成果在高速旋转试验台、国家重要型号中的应用成效,并对叶端定时技术在航空发动机叶片健康监测与故障诊断中应用前景进行介绍。

关键词：航空发动机旋转叶片叶端定时无转速参考多模态振动高频振动非均匀欠采样压缩感知

裂纹叶盘转子系统振动建模、机理分析与监测诊断

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裂纹叶盘转子系统振动建模、机理分析与监测诊断

第15届全国转子动力学学术大会（ROTDYN2023）

作者：杨来浩陈雪峰杨志勃乔百杰孙瑜 Zhu Mao 谢劲松

旋转叶片是影响航空发动机性能和安全性的重要部件,在发动机高速、高温、重载等极端服役环境下,极易产生裂纹损伤,进而诱发掉块、疲劳断裂等严重故障,因此对其进行监测诊断意义重大。本团队前期针对叶片裂纹与叶盘转子结构的耦合系统,... 详细信息

旋转叶片是影响航空发动机性能和安全性的重要部件,在发动机高速、高温、重载等极端服役环境下,极易产生裂纹损伤,进而诱发掉块、疲劳断裂等严重故障,因此对其进行监测诊断意义重大。本团队前期针对叶片裂纹与叶盘转子结构的耦合系统,开展了系统的振动建模与机理分析,并构造了多种叶片裂纹监测指标,用于叶片裂纹的监测诊断。

关键词：叶片裂纹监测诊断振动建模机理分析

新工科视域下“工程有限元与数值计算”双语课程体系探索与实践

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教育教学论坛 2024年第24期 101-104页

作者：孙瑜杨志勃张留洋陈雪峰杨来浩西安交通大学机械工程学院陕西西安710049

在新工科视域下,培养具有国际化视野的创新交叉型工科人才成为课程的重要目标。面向新工科人才的培养需求,“工程有限元与数值计算”课程的双语建设势在必行。西安交通大学持续开展课程双语建设,在分析教学难点的基础上,通过课程目标修... 详细信息

在新工科视域下,培养具有国际化视野的创新交叉型工科人才成为课程的重要目标。面向新工科人才的培养需求,“工程有限元与数值计算”课程的双语建设势在必行。西安交通大学持续开展课程双语建设,在分析教学难点的基础上,通过课程目标修订、教学内容改进及考核体系的完善,充分结合翻转课堂、教研融合型实验、前沿牵引的PBL项目式教学改革,提升了双语教学效果。提出的双语课程体系可作为工科专业课程双语改革的参考。

关键词：新工科双语课程系统工程有限元与数值计算教学改革