基于AVMD与DPC-FCM的旋转机械无监督故障诊断方法

目的 针对旋转机械故障诊断过程中存在故障信号特征提取困难、故障诊断过程有标签数据较少、故障诊断准确率低等问题,提出自适应变分模态分解算法(Adaptive Variational Mode Decomposition, AVMD)与密度峰值算法优化的模糊C均值算法(Clustering by Fast Search and Find of Density Peaks Optimizing Fuzzy C-Means,DPC-FCM)结合的无监督诊断方法。方法 首先,将多尺度排列熵与峭度相结合的综合系数作为适应度函数,对VMD算法的惩罚因子alpha和模态个数K进行参数寻优,提取分解后本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)的平均样本熵与平均模糊熵,并输入至聚类算法中。其次,提出利用密度峰值聚类算法确定FCM的初始聚类中心,降低聚类结果的随机性。结果 将提出的无监督故障诊断模型应用到滚动轴承试验信号中,实现了准确的故障诊断。结论 AVMD在故障提取方面具有优越性,同时DPC算法可以有效提高FCM算法无监督聚类的准确性,二者结合可以有效实现旋转机械故障的智能分类。     

噪声、振动及其控制

X593 9402866CXLY一100型吸粮机的噪声治理/宋伟力…(上海航天局第八设计部)11环境工程/冶金部建筑研究总院一1994,12(l)一34一37 环情X一26 CXLY一100型吸粮机,满负荷作业时,周围3m的噪声高达99dB(A),驾驶室内嗓声达89dB(A),超过了《工业企业噪声控制设计规范》的要求。该机噪声治理要求不占场地,不增加自重。根据这些实际情况,采用消声、吸声、隔声和改进管道布局等措施,降低整机噪声。同时把驾驶室建成隔声值班室。采取治理噪声措施后,主机房和整机周围噪声下降了5一6dB(A),驾驶室内噪声降到76dB(A)符合《规范》要求。图2表3参3(…     

基于EMD-ICA去噪的滚动轴承声发射实验研究

滚动轴承对整个机械设备的正常运行十分重要。以滚动轴承为研究对象,建立了滚动轴承声发射检测实验装置,采集了滚动轴承正常状态、外圈磨损、内圈磨损、滚动体胶合四种情况下的声发射信号,并采用EMD-ICA方法对声发射信号进行了分析。首先将声发射信号EMD分解成IMF分量,筛选出互相关系数较大的IMF分量并与原始信号混合重构作为fast ICA输入量分析,对输出结果分量再进行包络解调。分析结果表明,基于EMD-ICA去噪之后重构imf的信号特征可以抑制噪声干扰,能够准确判断出滚动轴承有无故障。     

基于多机器学习算法耦合的空气质量数值预报订正方法研究及应用

应用多种机器学习算法进行时空耦合从而建立一种新的多模式集合预报订正算法(简称“ET-BPNN算法”),对4种常规污染物(NO₂、O₃、PM_2.5和PM₁₀)的空气质量模型预报结果进行订正. 订正方法分为两步,第一步中利用随机森林、极端随机树和梯度提升回归树3种机器学习算法,采用4个空气质量数值预报模式(CMAQ、CAMx、NAQPMS和WRFChem)的多尺度污染物浓度预报数据、中尺度天气模式(WRF)的气象因子预报数据(包括2 m温度、2 m相对湿度、10 m风速、10 m风向、气压和小时累计降水量)以及污染物浓度观测数据作为训练集,训练结果进入基于均方根误差的择优选择器,选取3种机器学习算法中优化效果最好的算法;在第二步中利用了BP神经网络算法,通过加权平均获得集合模式订正预报结果. 结果表明:①与模式集合平均算法相比,ET-BPNN算法使NO₂、O₃、PM_2.5和PM₁₀浓度预报值与观测值之间的均方根误差分别减小了30.4%、18.9%、43.3%和38.1%. ②ET-BPNN算法的优化效果较随机森林、极端随机树和梯度提升回归树3个机器学习算法有明显提升,与极端随机树算法相比,ET-BPNN算法使NO₂、O₃、PM_2.5和PM₁₀浓度预报值与观测值之间的均方根误差分别降低了42.7%、20.1%、19.7%和9.7%. ③在易发生污染的秋冬季,ET-BPNN算法对PM_2.5浓度的预报具有明显的优化效果,此外该算法明显缩小了不同站点预报和不同预报时效之间的偏差,具有较好的鲁棒性. ④对O₃和PM_2.5浓度预报而言,经ET-BPNN算法优化后的预报结果能够更好地把握污染过程,对污染物峰值浓度的预报也较模式集合平均算法更准确. 研究显示,ET-BPNN算法提高了空气质量模式对污染物浓度的预报效果.      

列车运行监控装置主机的超高斯加速振动试验研究

目的解决LKJ主机的超高斯振动试验问题。方法基于LKJ主机的实测振动环境数据,提出一种超高斯振动数据归纳方法,并应用该方法归纳出LKJ主机x、y、z向的实测PSD,同时按5.66的加速因子构建出超高斯加速振动试验剖面,其中x、y、z向PSD的RMS分别为3.34、6.28、3.85 m/s^(2),峰度分别为6.48、6.58、6.81,频率范围均为2~350 Hz。最后,采用超高斯加速试验剖面分别对2个LKJ主机进行超高斯振动试验验证。结果试验共激发出7类故障模式,这与特定线路运行LKJ主机现场故障模式高度吻合。结论该试验方法验证了LKJ主机超高斯加速振动试验的有效性。     

Adsorption of lead on multi-walled carbon nanotubes with different outer diameters and oxygen contents: Kinetics, isotherms and thermodynamics

The effects of different outer diameters and surface oxygen contents on the adsorption of heavy metals onto six types of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were investigated in an aqueous solution and lead was chosen as a model metal ion. The results indicated that the percentage removal and adsorption capacity of lead remarkably increased with decreasing outer diameter due to larger specific surface area (SSA). The SSA-normalized maximum adsorption capacity (qm /SSA) and SSA-normalized adsorption coefficient (Kd /SSA) were strongly positively correlated with surface oxygen content, implying that lead adsorption onto MWCNTs significantly increases with the rise of oxygen content and decreases with decreasing SSA. The calculated thermodynamic parameters indicated that adsorption of lead on MWCNTs was endothermic and spontaneous. When the oxygen content of MWCNTs increased from 2.0% to 5.9%, the standard free energy (△ G0 ) became more negative, which implied that the oxygenated functional groups increased the adsorption affinity of MWCNTs for lead. Through calculation of enthalpy (△ H0 ), G0 and free energy of adsorption (Ea ), lead adsorption onto MWCNTs was recognized as a chemisorption process. The chemical interaction between lead and the phenolic groups of MWCNTs could be one of the main adsorption mechanisms due to highly positive correlations between the phenolic groups and K d /SSA or q m /SSA.     

蒋庄矿锅炉房风机噪声得到有效控制

枣庄矿务局蒋庄煤矿锅炉房安装有3台10t/h锅炉,与之套配的有3台G4—73型鼓风机和3台1/4—73—11型引风机。运行期间,风机噪声高达90～99.7dB(A),机房外(离机房1m)环境噪声也高达75dB(A),超过有关规定,为此进行了治理。     

四川桤柏混交林土壤N2O排放的实测与模拟

采用静态箱-气相色谱法对川中丘陵区桤柏混交林土壤N2O排放进行了连续两年的测定.通过与Forest-DNDC模型模拟进行对比分析,结果表明,模型能够较好地模拟林地土壤N2O排放.2005和2006年模型模拟的土壤N2O年平均排放速率为15.02,14.03mg/(m2×h),分别为实际观测值的85.7%和87.5%.2005和2006年的实际观测值与模型模拟值之间差异均不显著(P>0.05),模拟有效系数分别为0.56和0.51.以2005年降雨量和气温为基准利用模型进行情景分析,结果表明,本地区降雨量在±30%范围内变化时,林地土壤N2O排放量的变化幅度不超过25%;气温在±3℃范围内变化时,林地土壤N2O排放量的变化幅度不超过10%.     

长春市大气SO2、O3和NOx的变化特征及来源

为研究长春市采暖期大气污染物的污染水平及其随时间的变化特征,于2012年1—6月通过在线监测仪获取了大气中ρ(SO₂)、ρ(O₃)和ρ(NO_x),利用HYSPLIT(混合型单粒子拉格朗日综合轨迹模式)后向轨迹模型结合地面气象资料,初步分析了该市大气污染物的可能来源及传输过程. 结果表明:观测期间ρ(SO₂)和ρ(NO_x)的日均值分别为(25.0±21.6)和(54.4±34.0)μg/m3,ρ(O₃)最大8 h平均值为(85.0±26.2)μg/m3,ρ(SO₂)、ρ(NO_x)和ρ(O₃)的变化范围分别为2.3~131.0、17.6~183.7和31.0~173.3 μg/m3;其中ρ(O₃)日均值超过GB 3095—2012《环境空气质量标准》二级标准限值的时间为2 d,ρ(SO₂)和ρ(NO_x)均未超过二级标准限值,但ρ(SO₂)日均值在采暖期超过GB 3095—2012一级标准限值的时间为23 d,占采暖期的24%. 采暖期ρ(SO₂)日变化为双峰型,峰值出现在06:00和20:00左右,而在非采暖期表现为单峰型,峰值出现在08:00左右;ρ(O₃)表现为单峰型,峰值出现在13:00─15:00;ρ(NO_x)在采暖期表现为双峰型,而在非采暖期表现为单峰型. 对观测期间72 h内HYSPLIT后向轨迹模拟结果和气象数据的分析表明,长春市大气污染主要受本地源的影响,偏西气流易对污染物造成积累,而偏东气流有利于污染物扩散.      

建立动态真空空间消除模锻车间噪声的设想

<正> 一、前言目前,我国工业生产中模锻车间以模锻锤为主,观察和试验表明,模锻锤工作时噪声声源为: (1)锤击激振引起结构振动; (2)锤头减、加速时空气的冲动; (3)模具之间的空气排出; (4)坯料展宽时空气的排出。模锻锤的噪声经国产BID—2型声级计测量,在700—1000赫兹到达峰值,为110—120分贝。一般认为,连续接触100分贝噪声每天最好不超过一小时,然而工人每天在强噪声下工作远远超出一小时。强噪声环境下     

低频环境噪声对思维判断能力的干扰影响

选取了3种典型的城市居住区设备低频噪声实样和声学仪器产生的白噪声,使用剂量作业法,分别测定了播放噪声和无噪声干扰2种环境下,被试者的思维能力指数(AYP)和错误率.研究结果显示,在噪声干扰的条件下,多数被试者的AYP较无噪声干扰时有所下降,错误率上升,二者差异显著.多数被试人员在3种噪声实样对比组中的平均AYP和错误率变化较白噪声的对比组中较明显,其中AYP差异达显著水平.由此认为低频成份是影响思维能力的主要频率成份.配对t检验和对实录样本的频谱分析结果表明,室外空调机噪声样本的影响程度最大,表明峰值频率在50～300 Hz频率段的低频环境噪声比其他噪声负面影响更大.     

垃圾渗沥液腐蚀下污泥灰改性黏土压缩特性及孔隙结构

采用市政污泥为原材料烧制污泥灰,并将污泥灰作为改良添加剂对传统填埋场压实黏土衬垫系统进行改性,以达到实现污泥资源化利用以及减少黏土作为衬垫防渗材料的用量.为评价污泥灰改性黏土作为填埋场衬垫材料的工程特性以及微观结构,通过固结压缩试验、低温氮气吸附试验、颗粒分析试验分别检测改性黏土的压缩特性、微观孔隙结构、颗粒组成.压缩试验结果表明,受垃圾渗沥液腐蚀后的改性黏土,随污泥灰含量的增加,孔隙比增大、压缩量减小;经垃圾渗沥液腐蚀后,改性黏土的压缩系数(α1-2)为0.310~0.391MPa-1,固结系数(Cv)为2.446~2.768cm2/s.低温氮气吸附试验结果表明,改性黏土的吸附-脱附等温线属于Ⅴ型等温线;对于垃圾渗沥液腐蚀的改性黏土,孔径分布呈双肩峰形式,孔径为3~7nm的孔隙占比较大,累计孔容为0.509~0.530cm3/g.颗粒分析试验结果显示,受渗沥液腐蚀后改性黏土颗粒组成差异性明显,粒径>11.5 μm的颗粒为35.09%~49.42%;粒径为2.3~1.5 μm的颗粒为2.35%~7.28%;粒径<2.3 μm的颗粒为46.57%~57.63%.污泥灰改性黏土具有较好的抗垃圾渗滤液腐蚀效果,可将其作为填埋场衬垫材料使用.     

板壳结构在声振联合试验下的振动响应耦合分析

目的 研究具有工程实践意义的板壳组合结构在声振联合作用下的响应预测方法。方法 在噪声试验、振动试验和声振联合试验响应曲线的基础上,分析板壳组合结构在噪声和振动同时激励下的响应耦合规律,并根据噪声试验和振动试验的响应极值包络法,来预测在声振联合试验作用下板壳结构的响应分布。结果 声振联合试验响应曲线近似于噪声试验和振动试验的最大值包络线,噪声的面激励和随机振动的基础激励在不同的频率范围内对结构响应起着主要影响。试验件的噪声试验和振动试验响应曲线在给定的频率点出现相交,小于交越频率的声振联合试验响应与振动试验高度吻合,高于交越频率的响应则以噪声试验为主。结论 在工程实际中,可以直接利用振动试验和噪声试验的响应数据对声振联合试验的响应进行预测。由于交越频率难以事先获得,因此响应叠加法在实践中更易于实现。     

旋转尾翼火箭测试平台平衡滚速分析与弹道设计

目的分析旋转尾翼对火箭测试平台平衡滚速的影响,基于旋转尾翼式火箭测试平台开展飞行弹道设计。方法以旋转尾翼火箭测试平台为例,分析旋转尾翼、箭体和滚动轴承间的受力,建立旋转尾翼火箭测试平台箭体和尾翼滚转通道动力学模型,分析旋转尾翼不对称性、不同摩擦力系数时旋转尾翼对平台箭体平衡滚速的影响关系,并以倾斜有轨发射旋转尾翼火箭测试平台为例,开展弹道设计与仿真。结果采用旋转尾翼设计,当滚转等效舵偏较大时,能够降低固定尾翼平台平衡滚转。随着滚转等效舵偏的增加,箭体的平衡滚速不会持续增加,箭体的平衡滚转速度将稳定在4.4 rad/s左右。旋转尾翼轴承摩擦力系数显著影响旋转尾翼对箭体平衡滚速的抑制作用。经过弹道设计仿真,箭体的平衡滚速为4.01rad/s,满足试验载荷对转速的需求。结论旋转尾翼能够有效抑制箭体的平衡滚速,基准弹道设计满足飞行试验要求。     

轴流式通风机噪声的主动控制

在实验室环境研究轴流式通风机噪声的主动控制问题。轴流通风机的噪声主要由风叶旋转时的通频及其低次谐频成分构成 ,应用主动噪声控制技术能够有效地抑制这些离散频率上的声音。通过对多通道自适应控制系统的组成和算法的分析 ,设计了具有 4个误差输入和 2个抵消输出的ANC系统并应用于通风机噪声控制 ,获得了满意的实验结果。     

市政污泥焚烧飞灰的工程性质

通过室内土工试验等方法分析了与市政污泥焚烧飞灰收集、运输和填埋处置相关的工程性质.结果表明,污泥焚烧飞灰含水率大多低于1.5%,比重为2.15~2.72,渗透性较强;飞灰粒径均值小于100μm,除旋风除尘器灰介于细粒土和粗粒土之间外,飞灰均属于细粒土,粒径分布较为均匀,但大多飞灰级配不良;飞灰的自然休止角为38.8~55.0°,流动性较差,在一定范围内粒径和含水率增加会使休止角减小;飞灰具有较高的界限含水率,但黏性较差;飞灰的最佳含水率与塑限接近,但最大干密度仅0.86~1.20g/cm³,且含水率小于30%时,水分的增加对干密度影响较小;飞灰颗粒较为稳定、难变形,压缩系数小;飞灰的无侧限抗压强度大多随着含水率增加而增大;飞灰与水接触时具有较强的热效应,在填埋体中可能造成堆体温度升高,产生破坏.     

北京一次严重雾霾过程气溶胶光学特性与气象条件

对北京地区2013年10月2~7日一次严重雾霾过程中的气溶胶光学特性开展研究,分析了气象条件对雾霾过程的影响,并结合HYSPLIT模型分析污染物的来源.结果表明,在污染天气中气溶胶光学厚度、?ngström波长指数、细模态体积尺度谱峰值浓度远高于清洁天.10月5日雾霾最为严重,440nm波长处气溶胶光学厚度高达3.89.在雾霾发生前后,单次散射反照率日均值随波长增大而增大,而在10月5日,单次散射反照率值随波长增加先增大后减小,在675nm波长处达到最大值0.965.雾霾过程中大气气溶胶以强散射型细粒子为主,人为因素贡献较大,且受气象条件影响明显.     

环件轧制过程的显式有限元模拟分析

用于金属成形进行模拟的有限元方程的求解方法,主要有隐式和显式积分两种方法。对于复杂的三维变形分析,如环件轧制,隐式方法需要很长的运行时间。而利用显式方法,可以达到很好的效果。文中利用Abaqus/Explicit通用有限元程序对径向环轧进行了模拟。     

2012—2014年冬季北京上甸子气溶胶观测研究

为了分析冬季上甸子本底站气溶胶的变化特征,利用2012—2014年每年1月上甸子本底站的能见度、ρ(PM_2.5)、ρ(BC)、ρ(CO)等数据,结合气象资料对上甸子地区气溶胶特性进行分析. 结果表明:2012—2014年每年1月地面月均风速分别为2.5、2.4和2.4 m/s,RH(相对湿度)分别为45.6%、59.5%和45.8%,ρ(PM_2.5)分别为38.6、54.7和45.2 μg/m3,MSE(气溶胶质量散射系数)分别为5.3、5.9和4.9 m2/g. 虽然地面风速基本没有变化,但2013年1月的RH比2012年和2013年1月平均高出30%,并且同期ρ(PM_2.5)和MSE也高于2012年和2013年1月. ρ(PM_2.5)的增加导致太阳辐射减弱,但对SSA(气溶胶单次反照率)影响不大. 对2013年1月数据分析可知,各种RH区段下,能见度与ρ(PM_2.5)均呈负相关,其中在80.0%10 km时,b_ext和B_ext(分别以能见度和大气组分计算的大气消光系数)基本相当,二者在这3年的拟合斜率平均值高达0.99;当能见度<5 km时,2014年1月的b_ext和B_ext之间不存在线性关系,2012年和2013年1月的b_ext和B_ext的R2分别是0.88和0.92.