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基于变分模态分解的电机轴承故障诊断研究

基于变分模态分解的电机轴承故障诊断研究

作者：闫俊泉东北石油大学

学位级别：硕士

在大部分的机电旋转设备中,轴承是一种常用的旋转部件,应用最为广泛。机电旋转设备中的主要负荷都是通过轴承来承受和传递的,而且轴承比其他机械设备或者部件的工作环境恶劣的多,因此机电旋转设备中滚动轴承最易受损。滚动轴承故障的早... 详细信息

在大部分的机电旋转设备中,轴承是一种常用的旋转部件,应用最为广泛。机电旋转设备中的主要负荷都是通过轴承来承受和传递的,而且轴承比其他机械设备或者部件的工作环境恶劣的多,因此机电旋转设备中滚动轴承最易受损。滚动轴承故障的早期诊断可有效预避免发生严重事故,具有重要的经济价值和现实意义。本文以滚动轴承作为研究对象,对轴承故障诊断问题进行了一系列的研究工作。主要内容如下:首先,为了突破小波分解方法中小波基和分解层数选取的限制,克服经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)方法中的端点效应,虚假分量的缺陷,实现从含有微弱故障信息的轴承振动信号中提取出能够表征故障特征的有效信息,本文提出了利用匹配追踪算法优化变分模态分解的方法,对轴承振动信号进行有效的分解。文章先通过构建仿真信号分析了变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)方法对滚动轴承振动信号的分解效果,仿真结果表明,对于滚动轴承振动信号这一类的非平稳信号,变分模态分解算法能很好的完成频率分解,克服端点效应问题和虚假分量问题。然后通过匹配追踪算法对变分模态分解进行优化,对实测轴承振动信号进行分解,分解结果分析可得出,优化后的分解方法大大提高了对轴承振动信号的分解效果。其次,在滚动轴承振动信号这一类的非平稳信号中,一些特征参数会和故障类型,故障程度形成某种一一对应的关系,用这些特征参数可以来表征故障类型或者故障程度,如何直接提取出这些参数是故障诊断的关键所在。平均值可以反应滚动轴承振动信号这类非平稳信号的总体趋势和信赖度;多尺度熵则可以分析振动信号这类多尺度数据的复杂性。基于平均值和多尺度熵这两个参数的特点本文提出了一种基于变分模态分解的多尺度熵均偏差值特征提取方法,该方法的特征参数值可以实现与轴承故障类型一一对应,具有实用性强和可靠性高的优点。最后,利用本文前面提取出的故障特征参数完成故障类型的识别。传统的BP神经网络算法存在网络收敛速度慢,结果不稳定等缺陷,这是由于传统的BP神经网络算法的初始权值和初始阈值是随机方式产生的。粒子群算法存在参数选择,早熟收敛,稳定性等问题。结合以上问题,本文利用改进的粒子群算法对BP神经网络的初始权值和初始阈值进行优化,以变分模态分解多尺度熵平均偏差作为网络输入进行分类测试,完成轴承故障的诊断。

关键词：滚动轴承故障诊断变分模态分解多尺度熵粒子群算法

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花岗岩热破裂裂隙动态演化特性数值模拟研究

岩土力学 2024年第S1期45卷 694-704页

作者：周长冰闫俊豪李小双绍兴文理学院土木工程学院绍兴文理学院岩石力学与地质灾害浙江省重点实验室

为揭示不同压力条件下花岗岩热破裂裂隙演化规律，采用数值计算方法，结合细观损伤理论，建立了岩石热-弹性本构模型，提出了适用于Comsol Multiphysics数值计算软件的矿物颗粒形态提取技术。开展了静水压力及单轴压力下花岗岩热破裂数... 详细信息

为揭示不同压力条件下花岗岩热破裂裂隙演化规律，采用数值计算方法，结合细观损伤理论，建立了岩石热-弹性本构模型，提出了适用于Comsol Multiphysics数值计算软件的矿物颗粒形态提取技术。开展了静水压力及单轴压力下花岗岩热破裂数值模拟研究，分析了拉伸和剪切裂隙动态发育过程。研究结果表明：花岗岩内矿物热破裂顺序依赖于各自的力学特性、强度，3种矿物的破裂顺序为云母、长石、石英，热破裂裂隙网络由拉伸裂隙和剪切裂隙组成，拉伸裂隙的发育主导了裂缝网络形成。裂隙演化可划分为3个阶段：微裂隙萌生阶段、裂隙爆发阶段、稳定增长阶段。热破裂阈值受最小主应力控制，单轴压力对阈值的影响较小，受静水压力的影响较大。静水压力下裂隙发育没有明显的方向性，单轴压力压扩展方向垂直于最小主应力，压力越大方向性越明显。

关键词：花岗岩热破裂数值计算裂隙扩展

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基于改进神经网络的电机轴承故障的诊断

国外电子测量技术 2019年第1期38卷 5-10页

作者：闫俊泉李东明孙学锋徐才神华黄骅港务有限责任公司沧州061113

通过变分模态分解方法(VMD)可以直接得到轴承故障的特征频率参数,但是该参数需要事先对轴承的物理结构及其转速等信息有一定了解才能判定故障类型,不能直接反映轴承的工作状态。多尺度熵的均偏差值参数可以很好地直接表征轴承的运行状... 详细信息

通过变分模态分解方法(VMD)可以直接得到轴承故障的特征频率参数,但是该参数需要事先对轴承的物理结构及其转速等信息有一定了解才能判定故障类型,不能直接反映轴承的工作状态。多尺度熵的均偏差值参数可以很好地直接表征轴承的运行状态。该实验在利用VMD分解的基础上,将多尺度熵的均偏差值作为轴承的故障特征参数,通过利用改进粒子群算法优化后的BP神经网络算法,实现了轴承的正常运行、内圈裂纹、外圈裂纹、滚轴故障4种状态的有效诊断。

关键词：轴承多尺度熵神经网络粒子群

基于VMD和MP算法的旋转机械故障特征提取

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国外电子测量技术 2017年第8期36卷 11-17页

作者：许爱华闫俊泉伍旭灿盖磊东北石油大学电气信息工程学院大庆163318

旋转机械故障振动信号为不平稳、非线性而且信噪比低的多分量信号,故障特征很难提取。小波分析方法受限于小波基和分解层次的选取,经验模态分解(EMD)等自适应分解方法存在模态混叠和虚假分量的问题,应用在旋转机械故障提取上容易误判。... 详细信息

旋转机械故障振动信号为不平稳、非线性而且信噪比低的多分量信号,故障特征很难提取。小波分析方法受限于小波基和分解层次的选取,经验模态分解(EMD)等自适应分解方法存在模态混叠和虚假分量的问题,应用在旋转机械故障提取上容易误判。提出了利用匹配追踪算法(MP)改进变分模态分解(VMD)的故障诊断方法。通过构建合适的仿真信号仿真和对实测信号的仿真,验证了该方法的可行性和实用性。

关键词：故障诊断时频分析 VMD MP

支架式教学对高中生音乐素养影响的实验研究 ——以L市某高中为例

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支架式教学对高中生音乐素养影响的实验研究 ——以L市某高中为例

作者：闫俊宏湖北师范大学

学位级别：硕士

高中音乐课关联诗词、舞蹈、绘画、影视等教学内容,融合姊妹艺术,是一门综合性艺术学科,教师应以提高学生学科能力为目的设计教学活动,帮助学生改善解决问题的能力。支架围绕学生的最近发展区搭建教学“提示”,使学生在这一帮助下获取... 详细信息

高中音乐课关联诗词、舞蹈、绘画、影视等教学内容,融合姊妹艺术,是一门综合性艺术学科,教师应以提高学生学科能力为目的设计教学活动,帮助学生改善解决问题的能力。支架围绕学生的最近发展区搭建教学“提示”,使学生在这一帮助下获取某项技能。因此,本文在高中音乐课程标准的引领下,从发展学生学科素养能力的角度出发,通过文献分析法和实验法,以支架式教学模式运用到音乐课堂进行实验并验证假设:假设1:支架的搭建可以推动四维目标的教学体现。假设2:支架通过教学体现四维目标,其目的是为了提高学生的音乐素养。本文主要分为五个部分进行论述。首先绪论部分,主要阐述了本研究的背景、相关概念界定、研究思路和研究创新点等。第一章以支架式教学的相关理论为基础,概述基于支架的教学原则、实施教学的五个环节,以及支架在音乐课堂中的可行性。第二章内容是支架式教学在课堂中的应用实验。第三章是对实验过程的问题进行教学反思,提出教学对策。最后进行实验结论并总结,提出本研究的局限与不足之处,以期能够为高中音乐课堂教学过程提供有意义的启示和参考。

关键词：支架式教学高中音乐课堂最近发展区音乐素养

面向选区激光熔化AlSi10Mg铝合金的微弧氧化技术研究

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面向选区激光熔化AlSi10Mg铝合金的微弧氧化技术研究

作者：闫俊鹏烟台大学

学位级别：硕士

铝合金选区激光熔化技术（SLM）因其具有轻量化设计、快速制造、节约材料和制造复杂部件等优点,使其在航空航天、工业制造、医疗等领域具有广泛的应用前景。但经SLM制造所得铝合金工件存在表面粗糙度高、硬度低、耐磨性以及耐腐蚀性差... 详细信息

铝合金选区激光熔化技术（SLM）因其具有轻量化设计、快速制造、节约材料和制造复杂部件等优点,使其在航空航天、工业制造、医疗等领域具有广泛的应用前景。但经SLM制造所得铝合金工件存在表面粗糙度高、硬度低、耐磨性以及耐腐蚀性差等缺点,严重限制其应用与发展。微弧氧化（MAO）作为一种优异的表面处理技术,可以显著提升金属基体的综合性能。本文运用微弧氧化技术对SLM制造AlSi10Mg铝合金进行表面处理。探究电参数对膜层表面质量及性能的影响并确定最佳电参数组合。基于COMSOL软件对不同正向电压下膜层生长情况及生长机理进行仿真探究,并对仿真结果进行实验验证。在最佳电参数下进一步探究三种纳米颗粒对膜层性能提升的影响。探究结果如下所示:（1）经综合评估,当正向电压为425 V、脉冲频率为700 Hz、占空比为20%时,膜层的综合性能最佳。（2）本文的仿真结果为微弧氧化膜层生长提供了可靠的理论支持。膜层厚度分布遵循阳极几何形状,呈“椭圆发散状”从工件中央到四周逐渐升高,膜层厚度随正向电压的提升而增加。正向电压提升促进膜层生长的机理为增强了电极之间的电场强度,从而使膜层表面电流密度增加。经实验验证,本文对膜层厚度的仿真结果是可靠的。（3）在最佳电参数下经微弧氧化处理后的SLM制造AlSi10Mg铝合金性能得到明显提升。表面粗糙度由4.95μm降为3.29μm,硬度由123.8 HV升至411.3 HV;平均摩擦系数由原先的0.505降为0.318,膜层耐磨性显著提高;腐蚀电位提升了7m V,腐蚀电流密度降低了一个数量级,极化电阻提升了8.01倍,膜层耐腐蚀性明显增强。（4）三种纳米颗粒的加入均使膜层的综合性能得到明显的提升。添加纳米α-AlO颗粒所得膜层适用于对耐磨性要求高且与之配合的对磨副硬度较高的工况或对膜层耐磨性要求较高且对耐腐蚀性有一定要求的工况。添加纳米Si O颗粒所得膜层适用于对膜层表面平整度或耐腐蚀性有较高要求的工况。添加纳米石墨颗粒所得膜层适用于对膜层耐磨性要求较高且与之配合的对磨副硬度较低的工况。经综合评估,当纳米α-AlO颗粒、纳米Si O颗粒、纳米石墨浓度分别为5 g/L、3 g/L、1 g/L时,膜层的综合性能最优异。

关键词：微弧氧化选区激光熔化 AlSi10Mg 电参数纳米颗粒

战略性新兴产业政策对企业创新的作用机制研究——基于双重差分法的准自然实验

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技术经济与管理研究 2024年第7期 139-145页

作者：闫俊周郑州航空工业管理学院商学院河南郑州450015

选取2007—2022年沪深A股上市公司数据开展准自然实验,研究战略性新兴产业政策对企业创新的作用机制。结果表明:产业政策整体上促进了企业创新产出。产业政策主要通过政府补助、税收优惠等直接资源配置方式以及通过激励企业增加研发投入... 详细信息

选取2007—2022年沪深A股上市公司数据开展准自然实验,研究战略性新兴产业政策对企业创新的作用机制。结果表明:产业政策整体上促进了企业创新产出。产业政策主要通过政府补助、税收优惠等直接资源配置方式以及通过激励企业增加研发投入,帮助企业扩大外部融资的间接信号效应增加企业创新产出。进一步分析发现,市场竞争、政治关联会加强产业政策对企业创新的正向促进效应。异质性分析表明,产业政策对国有企业、大规模企业创新的激励效果更好。

关键词：战略性新兴产业产业政策企业创新信号效应

航空铝合金隔框类薄壁件铣削变形规律及控制研究

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航空铝合金隔框类薄壁件铣削变形规律及控制研究

作者：闫俊英河南科技学院

学位级别：硕士

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耦合电感低电压应力Boost变换器

国外电子测量技术 2017年第9期36卷 17-20页

作者：段玉波伍旭灿闫俊泉张弈鹏东北石油大学大庆163000

提出了一种可应用于光伏发电系统的含耦合电感低电压应力Boost变换器。因传统的Z-源Boost变换器开关元件直接与负载相连而具有较高的电压应力,所提出的变换器通过耦合电感将开关元件与负载进行了隔离,可以有效减小开关元件的电压应力。... 详细信息

提出了一种可应用于光伏发电系统的含耦合电感低电压应力Boost变换器。因传统的Z-源Boost变换器开关元件直接与负载相连而具有较高的电压应力,所提出的变换器通过耦合电感将开关元件与负载进行了隔离,可以有效减小开关元件的电压应力。新的变换器不仅保留原Z-源网络优点,同时可以在占空比相同的情况下通过调节耦合电感匝比来获得更高的电压增益。简要分析了所提拓扑的运行流程,并通过仿真验证了所提拓扑的可行性。

关键词：耦合电感低电压应力 Z-源