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Crack Fault Diagnosis and Location Method for a Dual-Disk Hollow Shaft Rotor System Based on the Radial Basis Function Network and Pattern Recognition Neural Network

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Chinese Journal of Mechanical Engineering 2023年第2期36卷 180-197页

作者： Yuhong Jin Lei Hou zhenyong lu Yushu Chen School of Astronautics Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001China Institute of Dynamics and Control Science Shandong Normal UniversityJi’nan 250014China

The crack fault is one of the most common faults in the rotor system,and researchers have paid close attention to its fault diagnosis.However,most studies focus on discussing the dynamic response characteristics caused by the crack rather than estimating the crack depth and position based on the obtained vibration signals.In this paper,a novel crack fault diagnosis and location method for a dual-disk hollow shaft rotor system based on the Radial basis function(RBF)network and Pattern recognition neural network(PRNN)is presented.Firstly,a rotor system model with a breathing crack suitable for a short-thick hollow shaft rotor is established based on the finite element method,where the crack's periodic opening and closing pattern and different degrees of crack depth are considered.Then,the dynamic response is obtained by the harmonic balance method.By adjusting the crack parameters,the dynamic characteristics related to the crack depth and position are analyzed through the amplitude-frequency responses and waterfall plots.The analysis results show that the first critical speed,first subcritical speed,first critical speed amplitude,and super-harmonic resonance peak at the first subcritical speed can be utilized for the crack fault diagnosis.Based on this,the RBF network and PRNN are adopted to determine the depth and approximate location of the crack respectively by taking the above dynamic characteristics as input.Test results show that the proposed method has high fault diagnosis accuracy.This research proposes a crack detection method adequate for the hollow shaft rotor system,where the crack depth and position are both unknown.

关键词： Hollow shaft rotor Breathing crack Radial basis function network Pattern recognition neural network Machine learning

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An effective crack position diagnosis method for the hollow shaft rotor system based on the convolutional neural network and deep metric learning

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Chinese Journal of Aeronautics 2022年第9期35卷 242-254页

作者： Yuhong JIN Lei HOU Yushu CHEN zhenyong lu School of Astronautics Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001China Institute of Dynamics and Control Science Shandong Normal UniversityJi'nan 250014China

In recent years, the crack fault is one of the most common faults in the rotor system and it is still a challenge for crack position diagnosis in the hollow shaft rotor system. In this paper, a method based on the Convolutional Neural Network and deep metric learning(CNN-C) is proposed to effectively identify the crack position for a hollow shaft rotor system. Center-loss function is used to enhance the performance of neural network. Main contributions include: Firstly, the dynamic response of the dual-disks hollow shaft rotor system is obtained. The analysis results show that the crack will cause super-harmonic resonance, and the peak value of it is closely related to the position and depth of the crack. In addition, the amplitude near the non-resonant region also has relationship with the crack parameters. Secondly, we proposed an effective crack position diagnosis method which has the highest 99.04% recognition accuracy compared with other algorithms. Then,the influence of penalty factor on CNN-C performance is analyzed, which shows that too high penalty factor will lead to the decline of the neural network performance. Finally, the feature vectors are visualized via t-distributed Stochastic Neighbor Embedding(t-SNE). Naive Bayes classifier(NB) and K-Nearest Neighbor algorithm(KNN) are used to verify the validity of the feature vectors extracted by CNN-C. The results show that NB and KNN have more regular decision boundaries and higher recognition accuracy on the feature vectors data set extracted by CNN-C,indicating that the feature vectors extracted by CNN-C have great intra-class compactness and inter-class separability.

关键词： Convolutional neural networks Cracked rotor Deep metric learning Fault diagnosis Hollow shaft rotor

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A new nonlinear force model to replace the Hertzian contact model in a rigid-rotor ball bearing system

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Applied Mathematics and Mechanics(English Edition) 2018年第3期39卷 365-378页

作者： Yulin JIN zhenyong lu Rui YANG Lei HOU Yushu CHEN School of Astronautics Harbin Institute of Technology School of Energy Science and Engineering Harbin Institute of Technology

A new nonlinear force model based on experimental data is proposed to replace the classical Hertzian contact model to solve the fractional index nonlinearity in a ball bearing system. Firstly, the radial force and the radial deformation are measured by statics experiments, and the data are fitted respectively by using the Hertzian contact model and the cubic polynomial model. Then~ the two models are compared with the approximation formula appearing in Aeroengine Design Manual. In consequence, the two models are equivalent in an allowable deformation range. After that, the relationship of contact force and contact deformation for single rolling element between the races is cal- culated based on statics equilibrium to obtain the two kinds of nonlinear dynamic models in a rigid-rotor ball bearing system. Finally~ the displacement response and frequency spectrum for the two system models are compared quantitatively at different rotational speeds, and then the structures of frequency-amplitude curves over a wide speed range are compared qualitatively under different levels of radial clearance, amplitude of excitation, and mass of supporting rotor. The results demonstrate that the cubic polynomial model can take place of the Hertzian contact model in a range of deformation.

关键词： rolling element bearing, Hertzian contact, fractional index cubic polyno-miali rotor ball bearing system

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非饱和状态下氯离子在混凝土中的渗透机理及计算模型

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硅酸盐学报 2008年第10期36卷 1362-1369页

作者：金伟良张奕卢振勇浙江大学结构工程研究所杭州310017

在氯盐侵蚀环境中,干湿交替区域对应有害介质侵蚀最为严重的结构部位是结构耐久性设计的关键。考虑水分扩散系数与孔隙中水分饱和度的非线性函数关系以及水分蒸发的迟滞效应,建立了水分在混凝土中的非线性扩散模型,并在此基础上建立了... 详细信息

在氯盐侵蚀环境中,干湿交替区域对应有害介质侵蚀最为严重的结构部位是结构耐久性设计的关键。考虑水分扩散系数与孔隙中水分饱和度的非线性函数关系以及水分蒸发的迟滞效应,建立了水分在混凝土中的非线性扩散模型,并在此基础上建立了氯离子在非饱和条件下的对流扩散模型。用Crank-Nicolson方式建立了上述模型的差分格式,并通过参数敏感性分析确定了3个重要模型参数(湿润与干燥循环的时间比、混凝土孔隙初始的饱和度以及干燥过程中外界环境作用下表层混凝土的饱和度)对氯离子在非饱和条件下的对流扩散的影响。试验结果表明上述模型和试验检测结果之间具有良好的相关性。

关键词：氯离子非饱和扩散对流 Crank-Nicolson差分格式

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CFG桩复合地基在数据中心结构设计中应用分析

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邮电设计技术 2023年第4期 86-92页

作者：卢振永禹光关磊张琪中国联通上海分公司上海200080 中讯邮电咨询设计院有限公司北京100048

结合数据中心建筑实例,论述在场地适用条件下,对数据中心结构进行CFG桩复合地基设计的关键点。在规范公式的基础上,提高设计安全度,重视下卧层复核,严格控制绝对沉降值,从严要求框架结构沉降差。同时分析CFG桩复合地基工期特点,该地基... 详细信息

结合数据中心建筑实例,论述在场地适用条件下,对数据中心结构进行CFG桩复合地基设计的关键点。在规范公式的基础上,提高设计安全度,重视下卧层复核,严格控制绝对沉降值,从严要求框架结构沉降差。同时分析CFG桩复合地基工期特点,该地基有利于缩短数据中心建设工期。

关键词：数据中心 CFG桩复合地基下卧层沉降

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六点支承航空发动机双转子系统动力学离散模型

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中国科学：技术科学 2016年第11期46卷 1185-1192页

作者：路振勇侯磊孙传宗陈予恕哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

针对六点支承形式的航空发动机双转子系统,建立了复杂离散动力学模型,对该模型进行结构降维,得到了两种简化动力学模型.首先采用有限元法建立了较为精确的多轮盘复杂离散动力学模型,然后基于质心集中方法对该模型进行了简化,分别得到了... 详细信息

针对六点支承形式的航空发动机双转子系统,建立了复杂离散动力学模型,对该模型进行结构降维,得到了两种简化动力学模型.首先采用有限元法建立了较为精确的多轮盘复杂离散动力学模型,然后基于质心集中方法对该模型进行了简化,分别得到了四轮盘双转子简化动力学模型和三轮盘双转子简化动力学模型,并将其与复杂离散动力学模型进行了临界转速的对比.结果表明,简化得到的四轮盘双转子简化模型,前三阶相应临界转速误差分别在5%,22%,10%之内,可以很好地保有原系统的动力学特性;简化得到的三轮盘双转子简化模型,在柔性支承下,前三阶相应临界转速误差在15%之内,可以较好地保有原系统的动力学特性.最后,给出了3种模型不平衡响应的对比分析图.这是一种从结构上将实际多轮盘双转子简化成少轮盘双转子的方法,降低了双转子系统的自由度,有利于在考虑到故障、支承非线性等因素后的理论计算分析.

关键词：航空发动机双转子系统动力学模型质心集中法结构降维有限元法

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含裂纹故障的航空发动机转子系统动力学特性分析

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振动与冲击 2018年第3期37卷 40-46页

作者：路振勇侯磊侯升亮陈予恕孙传宗哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 山东师范大学管理科学与工程学院济南250014

针对某含有呼吸裂纹故障的航空发动机高压转子系统,研究了系统的动力学特性。考虑裂纹转子的时变特性,推导了裂纹转子的刚度矩阵,考虑重力及不平衡激励,采用转子动力学有限元法建立了系统的动力学方程。采用谐波平衡法对方程进行近似求... 详细信息

针对某含有呼吸裂纹故障的航空发动机高压转子系统,研究了系统的动力学特性。考虑裂纹转子的时变特性,推导了裂纹转子的刚度矩阵,考虑重力及不平衡激励,采用转子动力学有限元法建立了系统的动力学方程。采用谐波平衡法对方程进行近似求解,给出了不同裂纹深度下的三维幅频图,表明在临界转速和1/n(n=2,3,4)倍临界转速处均有峰值出现;分析了裂纹深度、裂纹位置对系统振动响应的影响,表明位于跨中的深裂纹影响最大;计算了系统在升速过程中的三维频谱图,结果表明二倍频、三倍频、四倍频成分明显。用Newmark-β数值方法验证了计算结果的正确性。提出的空心轴呼吸裂纹的建模方法为航空发动机转子系统裂纹故障的非线性动力学分析提供了理论指导。

关键词：航空发动机裂纹转子呼吸裂纹有限元法谐波平衡法

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一期后路保留椎板病灶清除治疗单节段胸腰椎结核的短期疗效分析

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重庆医学 2024年第4期53卷 508-511,516页

作者：曾伟赵郭盛林路刘扬汪洋周文逸柯珍勇重庆医科大学附属第二医院骨科脊柱外科重庆400010

目的探讨一期后入路保留椎板病灶清除植骨融合内固定治疗单节段胸腰椎结核的可行性及短期临床疗效。方法选取2021年9月至2022年6月在该院接受一期后入路保留椎板病灶清除植骨融合内固定治疗单节段胸腰椎结核的11例患者为研究对象。通过... 详细信息

目的探讨一期后入路保留椎板病灶清除植骨融合内固定治疗单节段胸腰椎结核的可行性及短期临床疗效。方法选取2021年9月至2022年6月在该院接受一期后入路保留椎板病灶清除植骨融合内固定治疗单节段胸腰椎结核的11例患者为研究对象。通过监测C-反应蛋白(CRP)及血沉(ESR)进行结核菌血症和活动性控制的评估,随访视觉模拟量表(VAS)评分和奥斯韦斯特里功能障碍指数(ODI)进行临床功能改善评估,使用美国脊柱损伤协会(ASIA)损伤分级进行神经功能评估,并随访脊柱后凸矫正度的维持。结果11例患者均得以完整随访。平均手术时间(270.91±45.98)min,平均术中出血量(522.72±194.11)mL。随访期间,11例患者均未发生病灶区结核复发,均达到植骨融合,融合时间为术后6~9个月,平均(7.36±1.12)个月。2例术前有神经损伤的患者术后均有恢复。随访期间11例患者未发生与手术相关并发症,术后患者平均CRP、ESR、ODI、VAS评分较术前降低,并在术后12个月时进一步降低;患者因胸腰椎结核所致脊柱后凸均得以矫正,并在末次随访时未见明显角度丢失(P>0.05)。结论一期后入路保留椎板病灶清除植骨融合内固定是治疗单节段胸腰椎结核的一种安全有效的方法。

关键词：胸腰椎结核单间隙一期后入路保留椎板

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外商在中国投资办电有何法律保障

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中国法律 1996年第2期 32-33页

作者：呂振勇 Li Hongji 中华人民共和国电力工业部法规处

近年来,外商来华投资办电已形成新热点。从1979年到现在,中国利用外资的大中型电力项目已有60多项,装机容量4000多万千瓦,实际利用外资金额达120多仪美元。已投产的装机容量达1900多万千瓦,其中通过融资形式约佔外资利用的63%左右,外商... 详细信息

近年来,外商来华投资办电已形成新热点。从1979年到现在,中国利用外资的大中型电力项目已有60多项,装机容量4000多万千瓦,实际利用外资金额达120多仪美元。已投产的装机容量达1900多万千瓦,其中通过融资形式约佔外资利用的63%左右,外商直接投资的

关键词：外商贸易商人民共和探取投资财政管理

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蛋鸡料粒度调控及其对蛋鸡生产性能的影响

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饲料工业 2018年第7期39卷 21-23页

作者：王丹封伟杰李易红王玉璘王振勇吕秋凤李方方辽宁禾丰牧业股份有限公司辽宁沈阳110164 沈阳农业大学辽宁沈阳110161

我国是世界最大的家禽生产国和消费国,通过改进饲料加工工艺来提高饲料利用率对蛋鸡生产具有重要意义,试验研究饲料粒度调控以及饲料粒度对蛋鸡生产性能影响。试验分为对照组和试验组2个处理,每个处理5个重复,每个重复200只鸡,对照组所... 详细信息

我国是世界最大的家禽生产国和消费国,通过改进饲料加工工艺来提高饲料利用率对蛋鸡生产具有重要意义,试验研究饲料粒度调控以及饲料粒度对蛋鸡生产性能影响。试验分为对照组和试验组2个处理,每个处理5个重复,每个重复200只鸡,对照组所用饲料为锤片粉碎机工艺生产,试验组所用饲料为改进后的对辊粉碎机工艺生产,两组日粮配方相同。结果表明:(1)试验组粉碎玉米粒度在7~18目的比例平均达到(61.22±2.44)%,且粒度符合理想粒度的要求,对照组的玉米粒度在7~18目的比例平均为(30.67±1.30)%,两种不同工艺对比差异极显著(P<0.01);试验组制备得到的蛋鸡料适宜粒度(7~18目)比例达到(55.57±1.26)%,粒度分布符合理想粒度的要求,对照组的蛋鸡料适宜粒度比例为(39.03±1.36)%,差异极显著(P<0.01);(2)试验组与对照组相比极显著提高了蛋鸡产蛋率、平均蛋重、平均采食量,极显著降低料蛋比和不合格蛋率(P<0.01)。使用改进的对辊粉碎机生产的饲料粒度达到了蛋鸡理想粒度,并且提高了蛋鸡生产性能。

关键词：蛋鸡粒度对辊粉碎机生产性能

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