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煤岩破裂裂纹演化过程声-电信号时频特征研究

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煤炭科学技术 2018年第10期46卷 90-98页

作者：王岗潘一山李忠华李国臻吴迪辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000 辽宁大学辽宁沈阳110036

为了探究煤岩破裂裂纹演化过程声-电物理信号规律,开展了单轴压缩条件下煤岩试样失稳破坏全程声-电信号的监测试验,重点分析了煤岩试样裂纹演化过程不同阶段声-电信号时频域特征,并对声-电信号相关参数进行了量化分析。研究结果表明:煤... 详细信息

为了探究煤岩破裂裂纹演化过程声-电物理信号规律,开展了单轴压缩条件下煤岩试样失稳破坏全程声-电信号的监测试验,重点分析了煤岩试样裂纹演化过程不同阶段声-电信号时频域特征,并对声-电信号相关参数进行了量化分析。研究结果表明:煤岩破裂裂纹演化过程依次经历了微破裂、次破裂和主破裂阶段,各阶段应力突变和声-电信号的产生及变化具有较好的一致性;随着裂纹逐渐演化,煤岩试样电荷信号峰值均值和声发射能量峰值均值都逐渐增大,高值电荷和声发射信号的同时产生预示着煤岩处于次破裂阶段,可以作为煤岩临近失稳破坏的前兆信息;裂纹的不同演化阶段对煤样电荷幅值的影响要大于对声发射能量幅值的影响;随着煤岩试样裂纹逐渐演化,声-电信号主频逐渐向低频转变,且主频幅值逐渐增大,由此可将声-电信号主频降低以及主频幅值增长的趋势作为煤岩失稳破坏的前兆特征;裂纹的不同演化阶段对岩样声发射能量主频幅值的影响要大于煤样。

关键词：煤岩试样裂纹演化失稳破坏声-电信号时频特征

履带机器人基于时频特征与PCA-SVM的地面分类研究

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河南理工大学学报（自然科学版） 2019年第2期38卷 84-90页

作者：杜习波朱华中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116 河南理工大学机械与动力工程学院河南焦作454000

为了提高履带机器人对地面分类的准确率,提出一种基于时频特征和PCA-SVM的地面分类方法。对振动信号采用时域幅值和现代功率谱分析同时进行时频特征提取,并运用主成分分析法(PCA)进行时频特征的融合和简化,然后利用LIBSVM中的一对一支... 详细信息

为了提高履带机器人对地面分类的准确率,提出一种基于时频特征和PCA-SVM的地面分类方法。对振动信号采用时域幅值和现代功率谱分析同时进行时频特征提取,并运用主成分分析法(PCA)进行时频特征的融合和简化,然后利用LIBSVM中的一对一支持向量机(SVM)程序,实现地面识别分类。控制履带机器人以2种速度在5种不同的地面上行驶,利用其上安装的惯性导航传感器采集3个方向直线加速度和三轴的角速度信号,采用本文算法和单一特征分类算法对信号分别进行时频特征处理与地面分类试验。结果表明,本文算法在机器人速度0. 02m/s时可得到更好的分类效果。该方法可为履带机器人实现更有效的地面环境感知和自身在最佳状态下的导航控制运行提供技术支持。

关键词：履带机器人地面分类时频特征主成分分析法支持向量机

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基于时频特征的分布式光纤传感系统振源识别

激光杂志 2020年第2期41卷 15-19页

作者：谢世满闫建行李德胜华北理工大学机械工程学院

为准确识别不同类型分布式光纤传感系统振源信号,提出基于时频特征的分布式光纤传感系统振源识别方法,通过饱和嵌入维数法确定信号的最小分帧长度,保留分帧信号时间序列的动力学特征,并根据分帧信号的短时能量和短时平均过零率判断分帧... 详细信息

为准确识别不同类型分布式光纤传感系统振源信号,提出基于时频特征的分布式光纤传感系统振源识别方法,通过饱和嵌入维数法确定信号的最小分帧长度,保留分帧信号时间序列的动力学特征,并根据分帧信号的短时能量和短时平均过零率判断分帧信号是否为振源信号;采用EMD算法分解含噪声的振源信号为多个IMF,通过门限去噪法阈值处理含噪声的振源信号IMF分量,对去噪后振源信号进行小波频域分解,获取去噪后振源信号在不同尺度上的小波系数能量分布,将其与先验经验获取的振源信号各层小波系数能量分布进行比较,根据二者差值判断分布式光纤传感系统振源信号类型,实现分布式光纤传感系统振源的精确识别。仿真实验结果表明,所提方法识别不同类型分布式光纤传感系统振源信号的识别率均较高,不同类型振源信号识别率均高于90.12%,最高识别率达到99.14%。

关键词：时频特征分布式光纤传感系统振源识别分帧小波

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爆破振动信号时频特征的微差时间效应

湖南科技大学学报（自然科学版） 2008年第3期23卷 10-13页

作者：史秀志陈寿如中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083

基于平滑伪Wigner-Ville分布信号重排(RSPWVD),用matlab5.6编写的振动信号处理软件,并在海钢北一采场就微差间隔时间对爆破振动的影响进行试验的基础上,研究了振动信号时频特征的微差时间效应.基于平滑伪Wigner-Ville分布信号重排能全... 详细信息

基于平滑伪Wigner-Ville分布信号重排(RSPWVD),用matlab5.6编写的振动信号处理软件,并在海钢北一采场就微差间隔时间对爆破振动的影响进行试验的基础上,研究了振动信号时频特征的微差时间效应.基于平滑伪Wigner-Ville分布信号重排能全面反映爆破振动信号的时频特征,具有良好的聚集性.采用BC-6型微差起爆器起爆瞬发雷管消除了微差雷管时间漂移带来的误差.将测试获得的不同微差时间条件下的爆破振动波形进行重排,获得了相应条件下的爆破振动时频特征.研究表明,微差时间对爆破振动信号的时频特征影响很大,延迟时间的长短直接影响到整个爆破振动信号主频率及其持续时间.图2,表1,参11.

关键词：爆破振动时频特征微差时间效应

基于小波变换的CO_2预裂腔内压力时频特征分析

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现代电子技术 2017年第21期40卷 98-101页

作者：闫睿裴东兴崔春生中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

为提取CO_2预裂过程动态参数以优化预裂工艺,基于某CO_2预裂实验数据,利用小波变换对CO_2预裂装置腔内动态压力信号进行时频特征分析,得到不同频带上压力信号分量的时间历程曲线和能量分布。分析结果表明,通过对预裂过程腔内压力信号的... 详细信息

为提取CO_2预裂过程动态参数以优化预裂工艺,基于某CO_2预裂实验数据,利用小波变换对CO_2预裂装置腔内动态压力信号进行时频特征分析,得到不同频带上压力信号分量的时间历程曲线和能量分布。分析结果表明,通过对预裂过程腔内压力信号的小波分解重构,可以同时反映压力信号的强度、频率、波形对能量分布的影响,结合不同频带的时间历程曲线可以获得动态压力在不同频带上的分布和衰减的细节信息,进而确定频带分量对预裂效果的影响。

关键词： CO2预裂时频特征小波变换能量分布

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岩石受载破坏过程声电信号时频特征研究

工矿自动化 2020年第6期46卷 87-91页

作者：刘洋邱黎明娄全韦梦菡殷山李鹏鹏程肖禾北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 河南城建学院市政与环境工程学院河南平顶山467036

岩石受载破坏过程声电信号时域特征分析大多从声电信号幅值、振铃计数、能量等参数方面定性得出结论,并未直接给出声电信号时域相关性,且声电信号频域特征分析所用参数较单一。针对上述问题,开展了单轴压缩条件下岩石试样受载破坏过程... 详细信息

岩石受载破坏过程声电信号时域特征分析大多从声电信号幅值、振铃计数、能量等参数方面定性得出结论,并未直接给出声电信号时域相关性,且声电信号频域特征分析所用参数较单一。针对上述问题,开展了单轴压缩条件下岩石试样受载破坏过程声电信号监测实验,分析了岩石受载破坏不同阶段声电信号时频特征。结果表明:①在压密阶段和弹性阶段,声电信号幅值基本为零;在加速破坏阶段,声电信号幅值逐渐增强,信号数量逐渐增多;在完全破坏阶段,声电信号幅值几乎同增同减,当载荷达到峰值时,声电信号幅值同时达到最大;在受载破坏全程,声发射信号幅值大于电磁辐射信号幅值。②在加速破坏阶段,声电信号显著相关;在完全破坏阶段,声电信号高度相关;在受载破坏全程,声电信号随时间变化趋势基本相同,声电信号在时域上高度相关。③在加速破坏阶段和完全破坏阶段,电磁辐射信号以低频和甚低频信号为主;与电磁辐射信号相比,声发射信号频带更宽、主频幅值更大;声电信号主频集中范围相近但不完全一致;完全破坏阶段声电信号主频幅值大于加速破坏阶段声电信号主频幅值。

关键词：煤岩动力灾害岩石受载破坏单轴压缩声发射电磁辐射时频特征时域相关性

套管井不同胶结状况下声波测井响应及其时频特征

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石油大学学报（自然科学版） 2004年第4期28卷 34-38页

作者：阎向宏乔文孝张亚萍石油大学物理科学与技术学院山东东营257061 石油大学资源与信息学院北京102249

利用自制的模型井,在实验室内研究了套管井第一界面不同类型的水泥胶结窜槽的声波测井响应特征,基于Choi Williams内核的Wigner Ville分布,对该声波测井响应进行了时频分析。结果表明,发射和接收探头同时处于胶结良好区域或者发射和接... 详细信息

利用自制的模型井,在实验室内研究了套管井第一界面不同类型的水泥胶结窜槽的声波测井响应特征,基于Choi Williams内核的Wigner Ville分布,对该声波测井响应进行了时频分析。结果表明,发射和接收探头同时处于胶结良好区域或者发射和接收探头之间存在夹角小于180°的周向窜槽时,时频分布图中具有3个幅度不等的能量峰,能量分布范围比较宽;当发射和接收探头之间存在夹角大于180°的窜槽时,时频分布图中仅有2个能量峰。发射和接收探头之间未胶结区域越不规则,其能量峰越不容易区分。当发射和接收探头同时处于自由套管内时,仅有1个幅度较高的单一能量峰,并且其能量分布范围(对频率)减小。

关键词：声波测井套管井时频特征响应特征能量幅度探头接收发射时频分布

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基于气动激励特征的压气机叶片高周疲劳分析

哈尔滨工程大学学报 2023年第9期44卷 1579-1589页

作者：位景山郑群闫巍李赫飞王琦姜斌哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001 中船重工集团公司第七〇三研究所船舶与海洋工程动力系统国家工程实验室-海洋工程燃气轮机实验室黑龙江哈尔滨150078

针对动静干涉条件下压气机叶片在离心载荷与气动载荷耦合作用下的疲劳强度问题,本文开展了最高效率和近失速工况下叶片表面非定常气动激励的时域和频域特征研究,提出了气动激励引发叶片耦合振动的疲劳寿命预测方法。结果表明:非定常气... 详细信息

针对动静干涉条件下压气机叶片在离心载荷与气动载荷耦合作用下的疲劳强度问题,本文开展了最高效率和近失速工况下叶片表面非定常气动激励的时域和频域特征研究,提出了气动激励引发叶片耦合振动的疲劳寿命预测方法。结果表明:非定常气动激励引起叶片一阶耦合振动和近失速时多阶高倍频诱导叶片在工作转速裕度内产生高阶谐振。近失速时比最高效率点应力增加2.3%,疲劳寿命降低11.1%,易造成叶片前缘叶根疲劳断裂。研究结果表明:工程设计应采用双向流固耦合方法进行叶片强度校核,以提高压气机的安全性和可靠性。

关键词：动静干涉流固耦合气动激励时频特征叶片振动高周疲劳

花岗岩剪切破坏过程声发射横、纵波特征试验研究

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岩石力学与工程学报 2023年第2期42卷 429-440页

作者：刘俊岭李佳其梁鹏李壮华北理工大学矿业工程学院河北唐山063210 华北理工大学以升创新教育基地河北唐山063210 河北省矿山绿色智能开采技术创新中心河北唐山063210

开展花岗岩剪切声发射监测试验,利用横、纵波2种传感器接收花岗岩剪切破坏过程的声发射信号,分析声发射横、纵波信号的变化规律及其异同点,探讨两类信号变化规律差异性的原因。研究结果表明:剪切破坏过程中声发射横、纵波事件率变化趋... 详细信息

开展花岗岩剪切声发射监测试验,利用横、纵波2种传感器接收花岗岩剪切破坏过程的声发射信号,分析声发射横、纵波信号的变化规律及其异同点,探讨两类信号变化规律差异性的原因。研究结果表明:剪切破坏过程中声发射横、纵波事件率变化趋势不一致,纵波事件率在弹性阶段达到最大值后降低,峰值应力前出现“平静期”,累计计数呈“S”型变化;横波事件率在临近峰值应力时出现最大值,累计计数呈“指数”型变化。剪切破坏过程声发射横、纵波事件能量变化趋势一致,破坏过程能量不断增大,临近峰值应力能率达到最大值,累计能量陡增。声发射横、纵波信号频率演化和分布差异性明显,纵波主频在6个固定的频率,近似呈条带状演化,而横波频率成分复杂,主频条带状演化不明显;纵波主频集中分布在90~110 kHz,而横波主频离散分布在0~500 kHz。由于横、纵传感器类型的差异,对岩石破裂过程不同频率声发射信号响应机制不同,是二者声发射事件数量变化趋势不一致的原因;横、纵波声发射事件能量变化趋势一致,这可能与二者高能量的信号均呈现低频特征有关。研究成果进一步丰富和完善了对岩石破裂过程声发射信号特征认识,有助于深入揭示岩石破裂灾变机制。

关键词：岩石力学剪切破坏声发射横波纵波时频特征