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三磁铁磁性动力吸振器的宽频减振研究

佳木斯大学学报（自然科学版） 2024年第6期42卷 52-57,124页

作者：陈潇雨范胜波朱贝宁冷永刚天津大学机械工程学院天津300350

提出一种可实现宽频减振的新型三磁铁磁性动力吸振器(TMDVA),该吸振器仅由三块圆柱形永磁铁和一个减振管组成。分析了该吸振器的非线性磁力特征,阐述了磁铁间距对磁力刚度的影响规律。以理想悬臂梁为减振对象建立了磁性吸振器-悬臂梁减... 详细信息

提出一种可实现宽频减振的新型三磁铁磁性动力吸振器(TMDVA),该吸振器仅由三块圆柱形永磁铁和一个减振管组成。分析了该吸振器的非线性磁力特征,阐述了磁铁间距对磁力刚度的影响规律。以理想悬臂梁为减振对象建立了磁性吸振器-悬臂梁减振系统动力学模型,从瞬态动力学和能量角度揭示了吸振器对共振频率不同梁的宽频减振机制。研究表明,该吸振器可以有效实现宽频减振,调节磁铁间距可以优化吸振器的宽频减振效果。对于共振频率不同的梁,吸振器最优减振效果对应的磁铁间距与梁共振频率近似呈现线性关系,这为该吸振器的设计优化提供了便利。

关键词：三磁铁磁性动力吸振器非线性磁力磁铁间距刚度可调宽频减振能量

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一阶线性系统的调参随机共振研究

物理学报 2013年第2期62卷 95-102页

作者：田祥友冷永刚范胜波天津大学机械工程学院天津300072

分析了一阶线性系统在正弦和白噪声信号作用下的输出功率谱和信噪比.研究表明,加性噪声作用下的线性系统不存在传统意义上的随机共振,但却存在输出信噪比随系统参数非单调变化的调参广义随机共振现象.针对任意频率信号,分析了不同采样... 详细信息

分析了一阶线性系统在正弦和白噪声信号作用下的输出功率谱和信噪比.研究表明,加性噪声作用下的线性系统不存在传统意义上的随机共振,但却存在输出信噪比随系统参数非单调变化的调参广义随机共振现象.针对任意频率信号,分析了不同采样频率下的调参共振谱特性,得出适当增大采样频率有利于特征信号识别的结论.

关键词：线性系统随机共振微弱信号系统参数调节

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级联双稳Duffing系统的随机共振研究

物理学报 2013年第7期62卷 61-69页

作者：赖志慧冷永刚范胜波天津大学机械工程学院天津300072 天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室天津300072 天津市非线性动力学与混沌控制重点实验室天津300072

研究了级联双稳Duffing系统的随机共振特性,证明级联双稳Duffing系统变尺度系数、阻尼比和级数等参数的适当调节,不仅可实现大参数信号的级联随机共振,而且可优化单级双稳Duffing系统的随机共振特征,即参数调节的级联双稳Duffing系统能... 详细信息

研究了级联双稳Duffing系统的随机共振特性,证明级联双稳Duffing系统变尺度系数、阻尼比和级数等参数的适当调节,不仅可实现大参数信号的级联随机共振,而且可优化单级双稳Duffing系统的随机共振特征,即参数调节的级联双稳Duffing系统能实现比单级双稳Duffing系统更好的随机共振输出.此外,级联双稳Duffing系统对方波信号具有良好的滤波整形作用,可用于实现含噪方波信号的波形恢复.

关键词：级联双稳Duffing系统随机共振变尺度参数调节

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二阶线性系统调参共振的特征信号检测

振动．测试与诊断 2014年第3期34卷 491-495,591页

作者：冷永刚刘瑜赖志慧范胜波天津大学机械工程学院天津300072 天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室天津300072

以二阶线性系统为信息检测处理模型,提出二阶线性系统调参共振的特征信号检测方法。该方法利用线性系统的共振特性,得到系统响应最大值随固有频率变化的特性曲线,根据曲线中的极大值即可识别噪声中的特征信号。仿真和转子故障诊断实验表... 详细信息

以二阶线性系统为信息检测处理模型,提出二阶线性系统调参共振的特征信号检测方法。该方法利用线性系统的共振特性,得到系统响应最大值随固有频率变化的特性曲线,根据曲线中的极大值即可识别噪声中的特征信号。仿真和转子故障诊断实验表明,所提出的方法原理简单,能为实际信号检测与处理提供一种可行实用的方法。

关键词：二阶线性系统参数调节共振信号检测

SVD分量包络检测方法及其在滚动轴承早期故障诊断中的研究

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振动工程学报 2014年第5期27卷 794-800页

作者：冷永刚郑安总范胜波天津大学机械工程学院天津300072 天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室天津300072

针对滚动轴承早期故障的诊断问题,提出了SVD分量包络检测方法。该方法首先利用奇异值分解对一维采样时间序列进行高维空间重构,然后寻找到包含故障特征信息的子空间。再对子空间逆变换得到的分量信号进行包络分析,得到该包络信号的频谱... 详细信息

针对滚动轴承早期故障的诊断问题,提出了SVD分量包络检测方法。该方法首先利用奇异值分解对一维采样时间序列进行高维空间重构,然后寻找到包含故障特征信息的子空间。再对子空间逆变换得到的分量信号进行包络分析,得到该包络信号的频谱并在该频谱中检测到滚动轴承的早期故障特征。仿真和工程实验结果验证了所提方法的有效性。

关键词：故障诊断滚动轴承分量包络检测方法奇异值分解包络分析

外加磁场压电悬臂梁能量采集系统的磁化电流法磁力研究

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物理学报 2015年第6期64卷 59-66页

作者：谭丹冷永刚范胜波高毓璣天津大学机械工程学院天津300072 天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室天津300072

以外加磁场压电悬臂梁能量采集系统结构为研究对象,根据磁化电流方法探讨了具有悬臂梁特征的系统结构的磁场作用力及其计算方法,给出了相应的磁力计算模型,并将计算结果与实验数据进行了对比.研究表明,磁化电流方法导出的磁力计算模型... 详细信息

以外加磁场压电悬臂梁能量采集系统结构为研究对象,根据磁化电流方法探讨了具有悬臂梁特征的系统结构的磁场作用力及其计算方法,给出了相应的磁力计算模型,并将计算结果与实验数据进行了对比.研究表明,磁化电流方法导出的磁力计算模型存在偏差,其磁力计算误差随着磁铁间距缩小而增大.通过引入悬臂梁末端磁铁的偏转角度,对磁化电流法计算模型进行改进,得到合理的外加磁场压电悬臂梁能量采集系统的磁力计算模型,为该能量采集系统的进一步研究提供了可靠的磁力计算理论依据.

关键词：能量采集磁力压电悬臂梁磁化电流

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双稳信号的参数调节及恢复

振动．测试与诊断 2010年第6期30卷 665-670页

作者：丁文祺冷永刚范胜波黄立坤天津大学机械工程学院天津300072

为了研究系统参数对于双稳信号以及信号恢复的影响,首先分析了信号的恢复机理,并通过对小参数和大参数信号进行数值仿真,研究了系统参数对于单阱和双阱跃迁共振的影响以及信号恢复过程中的参数调节规律;然后根据对系统内在机理的分析以... 详细信息

为了研究系统参数对于双稳信号以及信号恢复的影响,首先分析了信号的恢复机理,并通过对小参数和大参数信号进行数值仿真,研究了系统参数对于单阱和双阱跃迁共振的影响以及信号恢复过程中的参数调节规律;然后根据对系统内在机理的分析以及不同信号的恢复过程,定性定量分析了信号恢复中产生的失真脉冲;最后将上述研究应用于两类不同信号的恢复,并提出了各自的恢复方法和消除脉冲失真的建议。

关键词：双稳系统随机共振信号恢复参数调节

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单面双极性磁铁空间磁感应强度模型

物理学报 2021年第16期70卷 278-288页

作者：苏徐昆冷永刚张雨阳范胜波天津大学机械工程学院天津300350

两个尺寸差异较大的永磁体在同极性相对时,若迫使二者间距减小,磁铁间的相互作用力会由斥力转变为吸引力,大磁铁局部退磁,从而形成单面双极性磁铁.本文基于磁化电流理论,构建了单面双极性磁铁空间磁感应强度的分析模型,该模型能计算表... 详细信息

两个尺寸差异较大的永磁体在同极性相对时,若迫使二者间距减小,磁铁间的相互作用力会由斥力转变为吸引力,大磁铁局部退磁,从而形成单面双极性磁铁.本文基于磁化电流理论,构建了单面双极性磁铁空间磁感应强度的分析模型,该模型能计算表面局部退磁的单面双极性磁铁的空间磁感应强度.以中心局部退磁的圆柱形永磁体为例,探讨了小磁铁尺寸和磁化强度对于该类单面双极性磁铁空间磁场的影响,证明了该单面双极性磁铁可等效为一种可调控局部空间磁场的环形磁铁,因而可为应用环形磁铁的机电系统提供新思路和理论依据.

关键词：磁感应强度计算局部退磁永磁体单面双极性

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基于奇异值分解的随机共振特征提取研究

物理学报 2012年第21期61卷 77-85页

作者：郑安总冷永刚范胜波天津大学机械工程学院天津300072 天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室天津300072

针对强背景噪声下信噪比极低的微弱特征信号的识别问题,提出了基于奇异值分解的随机共振特征提取方法.该方法首先利用奇异值分解对实际采样信号进行预处理和重构,然后寻找到特征信号分量与噪声强度相匹配的分量信号.此分量信号再经过非... 详细信息

针对强背景噪声下信噪比极低的微弱特征信号的识别问题,提出了基于奇异值分解的随机共振特征提取方法.该方法首先利用奇异值分解对实际采样信号进行预处理和重构,然后寻找到特征信号分量与噪声强度相匹配的分量信号.此分量信号再经过非线性双稳系统的随机共振处理,可实现从强噪声背景中检测极微弱的特征信号.

关键词：奇异值分解随机共振噪声