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基于声学信息的航空发动机压气机旋转失速空间特征实验研究
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作者 李行健 乔百杰 +3 位作者 文璧 李镇东 刘元是 陈雪峰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期228-238,共11页
航空发动机压气机旋转失速是一种严重的气动失稳现象,目前的研究以采用侵入式压力传感器测得信号进行时频分析为主,而对其空间特征的研究不足。本文开展某型发动机3.5级压气机逼喘试验,在进气口机匣周向均匀布置32个声阵列传感器,在9800... 航空发动机压气机旋转失速是一种严重的气动失稳现象,目前的研究以采用侵入式压力传感器测得信号进行时频分析为主,而对其空间特征的研究不足。本文开展某型发动机3.5级压气机逼喘试验,在进气口机匣周向均匀布置32个声阵列传感器,在9800 r/min的转速下匀速关闭节流阀,对逼喘过程中的声信号进行测量。采用频谱分析、互功率谱和短时傅里叶变换方法,对旋转失速及其先兆特征进行辨识。结果表明:压气机在进入旋转失速前存在7.73EO和8.48EO(EO为转频)的非同步压力脉动,其周向传播速度大于转速;在旋转失速发生前65转时出现了模态波先兆,其空间特征表现为一个低压区域以0.67倍转速沿着周向稳定传播;旋转失速发生后,失速气团以0.45倍转速沿着周向传播,模态波的空间特征与失速气团的空间特征相同,均占据了一半的叶片通道。通过对旋转失速先兆的监测可以实现失速气团特征的预测。 展开更多
关键词 压气机 旋转失速 非同步压力脉动 模态波先兆 声阵列 相位分析
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核电多回路系统多源传感器异常检测的AAKR-SPRT方法
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作者 谢述帅 成玮 +3 位作者 张乐 聂泽琳 陈雪峰 李芸 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第2期233-239,407,408,共9页
针对核电多回路耦合系统在升功率运行中异常传感器检测困难、检测延时及检测精度低等问题,提出了一种自联想核回归模型(auto-associative kernel regression,简称AAKR)与修正序贯概率比检验(sequential probability ratio test,简称SPRT... 针对核电多回路耦合系统在升功率运行中异常传感器检测困难、检测延时及检测精度低等问题,提出了一种自联想核回归模型(auto-associative kernel regression,简称AAKR)与修正序贯概率比检验(sequential probability ratio test,简称SPRT)相结合的方法。首先,利用小波软阈值降噪方法对监测数据预处理,获取高质量的多源传感器解调信号;其次,采用AAKR构造传感器正常运行数据的估计值,并获取多源传感器测量值与估计值之间的残差;然后,运用滑动时间窗获取不同阶段残差向量的均值和方差,设计一种SPRT检测规则对传感器残差进行异常检测;最后,用核电一、二回路耦合系统模拟机实验数据进行方法验证与性能分析。结果表明,所提传感器异常检测方法的准确率达到99.52%,异常检测延时降低了81.73%,可有效提高现有核电厂传感器异常检测的稳定性。 展开更多
关键词 核电系统 传感器异常检测 自联想核回归 序贯概率比检验 小波阈值降噪
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焊接智能化监测技术研究现状与展望
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作者 张志芬 陈善本 +1 位作者 张裕明 温广瑞 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期10-20,70,共12页
在国家“十四五”智能制造和2035制造业高质量发展远景目标规划下,智能化焊接技术的重要性不言而喻.首先,分析了该技术在学术界和工业界的成果发表情况,对目前成果分布的特点进行了总结.此外,列出了该学科方向举办的系列重要学术会议,... 在国家“十四五”智能制造和2035制造业高质量发展远景目标规划下,智能化焊接技术的重要性不言而喻.首先,分析了该技术在学术界和工业界的成果发表情况,对目前成果分布的特点进行了总结.此外,列出了该学科方向举办的系列重要学术会议,充分展示了该学科的研究热度.其次,分别从声音、光谱、视觉、热学及多信息融合监测角度出发,综述了焊接/增材技术在缺陷在线检测、过程动态表征、质量监控等方面最新的国内外研究进展,表明了多源信息融合技术是焊接智能化监测技术未来发展的主流.最后,总结了现阶段国内焊接智能化-缺陷在线监测基础研究存在的“六多六少”现象,并从多场景拓展应用出发,指出了焊接智能监测技术的未来发展目标与重点突破问题. 展开更多
关键词 焊接智能化 电弧增材 多信息融合 缺陷在线检测 质量监控
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转子叶片低介入叶端定时测量技术
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作者 曹佳辉 陈雪峰 +1 位作者 杨志勃 田绍华 《测控技术》 2024年第1期37-49,共13页
转子叶片是航空发动机与燃气轮机关键但易损的零件,叶端定时作为一种非接触式振动测量技术,被认为是发动机叶片监测的有效手段。叶端定时测量需在机匣上安装叶端定时传感器,受增重、安全、安装等因素制约,必须以安装最少数量传感器为前... 转子叶片是航空发动机与燃气轮机关键但易损的零件,叶端定时作为一种非接触式振动测量技术,被认为是发动机叶片监测的有效手段。叶端定时测量需在机匣上安装叶端定时传感器,受增重、安全、安装等因素制约,必须以安装最少数量传感器为前提条件开展测试。因此,减少传感器数量,开发低介入测量技术对于叶端定时的实际应用具有重要意义。围绕少传感、低介入需求,提出了基于主动混叠和解混叠的双传感测量方法和基于采样-混叠频率分布的单传感测量方法,以克服少传感测量信号严重欠采样的问题。分别对匀速和变速工况下叶端定时叶尖振动参数(固有频率、激励阶次等)进行辨识。所提出的单/双传感低介入方法均遵循以“混叠利用”代替“混叠抑制”的思想,为以叶端定时在内的欠采样信号分析提供了新思路。在此基础上总结出低介入叶端定时测量理论,分析了少传感测量所须遵循的基本原则。仿真分析和实验分析验证了所提出的低介入测量方法的有效性。 展开更多
关键词 旋转叶片 叶端定时 低介入 欠采样 频率辨识
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基于CNN-LSTM混合驱动的焊接成形质量监测 被引量:1
5
作者 王杰 张志芬 +4 位作者 白子键 张帅 秦锐 温广瑞 陈雪峰 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期121-127,共7页
焊接成形质量监测对于现代制造业至关重要,现有的质量识别方法大多基于单一传感器,识别精度难以进一步提升,面对复杂条件下的抗干扰能力较弱.针对单一传感器识别技术存在的不足,多源信息融合技术能够发挥不同类型传感器的自身优势,实现... 焊接成形质量监测对于现代制造业至关重要,现有的质量识别方法大多基于单一传感器,识别精度难以进一步提升,面对复杂条件下的抗干扰能力较弱.针对单一传感器识别技术存在的不足,多源信息融合技术能够发挥不同类型传感器的自身优势,实现对焊接过程更为全面且准确的监测.在进行多信息融合过程中,深度学习模型的特征挖掘机制仍然欠缺解释,不同信息的互补性仍未明晰,为此,提出一种基于多源信息混合驱动的CNN-LSTM焊接成形质量监测模型.结果表明,通过融合图像和电压信号实现了99.72%的平均识别准确率,可视化结果还展示了不同信息之间的互补优势. 展开更多
关键词 焊接成形质量 多源信息融合 深度学习 混合驱动 信息互补
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基于空间稀疏先验的冲击载荷识别频域非凸稀疏正则化方法
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作者 陈林 王亚南 +3 位作者 程昊 刘军江 乔百杰 陈雪峰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第14期148-155,188,共9页
复合材料因其强度高、刚度高、密度小等优点而广泛应用于航空、航天等领域。但由于其抗冲击性差,监测作用于复合材料结构上的冲击载荷对于结构快速检测损伤十分重要。经典的Tikhonov正则化方法在欠定情况下求解载荷识别问题时容易在载... 复合材料因其强度高、刚度高、密度小等优点而广泛应用于航空、航天等领域。但由于其抗冲击性差,监测作用于复合材料结构上的冲击载荷对于结构快速检测损伤十分重要。经典的Tikhonov正则化方法在欠定情况下求解载荷识别问题时容易在载荷非加载区识别出虚假力;近年来兴起的L1范数稀疏正则化方法在识别冲击载荷时常低估载荷的幅值。为了突破这些方法的局限以实现更高精度的冲击载荷识别,该研究基于冲击载荷的空间稀疏先验,提出一种新的冲击载荷识别频域非凸稀疏正则化方法。所提出的方法结合了广义极小极大凹惩罚项的非凸优势以及非凸保凸的特性,利用向前向后分裂算法进行凸优化求解,既避免了非凸优化容易收敛到局部最优解的问题,又促进了解的稀疏。分别在复合材料梁和复合材料层合板上开展了冲击载荷试验验证,试验结果表明,无论在正定还是欠定的情况下,所提出方法能在精准定位冲击位置的同时重构冲击载荷的时间历程,且该方法在促进解稀疏和识别载荷幅值方面的表现都优于L1正则化方法,其中幅值识别精度能比L1正则化提升50%以上。 展开更多
关键词 复合材料 冲击载荷识别 非凸正则化 稀疏先验
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基于熵变匹配追踪的叶端定时数据缺失识别方法研究
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作者 杨志勃 吴淑明 +2 位作者 乔百杰 王亚南 陈雪峰 《计测技术》 2024年第2期32-39,共8页
为解决叶端定时系统在实际应用中存在的数据缺失问题,提出基于熵变匹配追踪的叶端定时数据缺失识别方法。该方法利用相关熵诱导度量基于高斯核函数度量样本的权重。不同于正交匹配追踪对所有观测数据赋予相同权重,熵变匹配追踪基于相关... 为解决叶端定时系统在实际应用中存在的数据缺失问题,提出基于熵变匹配追踪的叶端定时数据缺失识别方法。该方法利用相关熵诱导度量基于高斯核函数度量样本的权重。不同于正交匹配追踪对所有观测数据赋予相同权重,熵变匹配追踪基于相关熵诱导度量变化,对观测数据赋予不同范数类型的权重,使得其对异常值具有较好的鲁棒性。通过仿真分析与实验对该方法的性能进行验证,结果显示所采用的熵变权重因子为数据缺失位置分配了接近于零的权重,有效降低了数据缺失对特征提取结果的影响,证明了该方法的鲁棒性。基于熵变匹配追踪的叶端定时数据缺失识别方法为叶端定时系统的装机应用提供了理论支撑,具有技术借鉴价值。 展开更多
关键词 叶端定时 数据缺失 特征识别 熵变匹配追踪
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基于电弧光谱的核电堵管TIG焊接质量在线监测 被引量:6
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作者 白子键 李治文 +4 位作者 张志芬 秦锐 张帅 徐耀文 温广瑞 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期8-19,共12页
为了实现受操作空间限制和辐射环境下,高温气冷堆蒸汽发生器传热管道堵管钨极惰性气体保护电弧焊(tungsten inert gas welding, TIG)的质量监测,搭建了一套基于光纤光谱仪的TIG焊接过程实时监测系统,用于核电传热管道堵管TIG焊接熔深监... 为了实现受操作空间限制和辐射环境下,高温气冷堆蒸汽发生器传热管道堵管钨极惰性气体保护电弧焊(tungsten inert gas welding, TIG)的质量监测,搭建了一套基于光纤光谱仪的TIG焊接过程实时监测系统,用于核电传热管道堵管TIG焊接熔深监测.试验研究采用该系统采集电弧光谱,利用主成分分析法获取不同焊缝熔深的光谱主成分特征,创新性提出了一种ATT-L2R-BiLSTM深度学习模型,实现了堵管TIG焊接过程中焊缝熔深的分类识别.结果表明,实验室条件下模型准确率可达92.61%,比Bi-LSTM网络准确率提高5.11%,该模型在核电蒸汽发生器堵管验证平台进行了测试和验证,准确率达到99.26%,最终,实现了光谱信息不完备下TIG焊接质量特征深度挖掘,以及TIG焊接熔深的精准评估. 展开更多
关键词 电弧光谱 钨极惰性气体保护焊 主成分分析法 在线监测 深度学习
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基于参考键相动态追踪的无转速叶尖定时测量方法 被引量:1
9
作者 周凯 乔百杰 +3 位作者 刘美茹 代江波 卫靖澜 陈雪峰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期226-235,共10页
针对叶尖定时系统在测量转子叶片振动过程中转速同步传感器安装困难的问题,提出基于参考键相动态追踪的叶尖定时测量方法。假设整级转子叶片间存在随机失谐,则在变转速工况下各叶片并非同时达到共振状态,在每转内,利用各叶片到达传感器... 针对叶尖定时系统在测量转子叶片振动过程中转速同步传感器安装困难的问题,提出基于参考键相动态追踪的叶尖定时测量方法。假设整级转子叶片间存在随机失谐,则在变转速工况下各叶片并非同时达到共振状态,在每转内,利用各叶片到达传感器的实测到达时间,计算叶片在相邻叶尖定时传感器间的局部平均转速与转子整圈平均转速的偏差值,判断同级所有叶片的振动状态,选择几乎不振动的叶片作为该圈的参考键相,计算目标叶片在该圈的振动位移值,依此类推,计算各圈目标叶片的振动位移,实现转子叶片在无转速参考下的非接触式振动测量。试验验证结果表明,与传统叶尖定时方法相比,利用该方法计算出的叶片振动位移所辨识出的叶片振动频率相对误差小于0.2%,振动位移相对误差小于10%,说明基于参考键相动态追踪的叶尖定时测量方法不仅能在无转速参考的情况下准确计算出叶片的振动位移,更能准确地辨识出叶片振动参数。 展开更多
关键词 叶尖定时 无转速参考 参考键相 参数辨识 非接触式振动测量
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基于光谱物理特征感知网络的DED稀释率监测
10
作者 白子键 张志芬 +4 位作者 王杰 张帅 苏宇 温广瑞 陈雪峰 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期95-100,共6页
稀释率对激光能量沉积基体和熔覆层之间的冶金结合强度和成形精度至关重要.论文搭建了一套基于y-双通道光纤的DED过程稀释率实时监测系统.基于所采集等离子体光谱信号,提取基板和粉末关键代表元素谱线比表征稀释率变化.搭建光谱物理特... 稀释率对激光能量沉积基体和熔覆层之间的冶金结合强度和成形精度至关重要.论文搭建了一套基于y-双通道光纤的DED过程稀释率实时监测系统.基于所采集等离子体光谱信号,提取基板和粉末关键代表元素谱线比表征稀释率变化.搭建光谱物理特征感知网络(Pi-LGNet),以光谱预处理信号和所提元素谱线等光谱物理特征作为双通道输入,实现了DED过程中稀释率的分类识别.结果表明,所提关键代表元素谱线比与稀释率具有强相关关系,所提Pi-LGNet网络模型准确率可达91.8%,消融试验和对比试验验证了该网络对光谱信号识别的优越性. 展开更多
关键词 等离子体光谱 激光能量沉积 物理特征感知 深度学习 在线监测
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无保护层激光强化对316L/Inc600焊接接头焊缝部位耐腐蚀性的影响
11
作者 范维新 蒲长庚 +3 位作者 罗思海 何卫锋 梁晓晴 臧顺来 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第20期51-60,共10页
目的获得无吸收保护层激光冲击强化(LPwC,Laer Peening without Coating)对316L/Inc 600异种金属焊接接头焊缝部位耐腐蚀性能的影响机理。方法对316L/Inc 600焊缝部位进行无吸收保护层的激光冲击强化处理,采用光学显微镜、扫描电子显微... 目的获得无吸收保护层激光冲击强化(LPwC,Laer Peening without Coating)对316L/Inc 600异种金属焊接接头焊缝部位耐腐蚀性能的影响机理。方法对316L/Inc 600焊缝部位进行无吸收保护层的激光冲击强化处理,采用光学显微镜、扫描电子显微镜和共聚焦显微镜对不同强化工艺下焊缝部位的形貌和元素分布进行观察。用电化学工作站测试不同工艺下焊缝部位的交流阻抗谱和动电位极化曲线。对电化学测试后的焊缝进行形貌观察和能谱检测。结果LPwC后在金属表层引入厚度约0.54μm的重熔层,粗糙度从96 nm增加到691 nm。强化处理和打磨处理后焊缝的电荷转移电阻分别为原始样品的1.7倍和3.1倍,钝化电流减小1~2个数量级,点蚀电位增加100 mV以上。强化处理后的点蚀坑平均直径从原始样品的33.41μm减小到17.20μm,体积损失从122886μm^(3)降为49068μm^(3),且内部无元素偏析和碳化物。原始样品的枝晶间处易发生点蚀,该处贫Cr,且周围富集C。强化加打磨后的点蚀坑出现在晶界处且深度很浅,无元素偏析现象。结论LPwC的热载荷可以消除焊缝部位碳化物,减少贫Cr区,提高焊缝的耐腐蚀性能。打磨LPwC强化表面可以进一步提高焊缝的耐腐蚀性能。 展开更多
关键词 无吸收保护层激光冲击强化 微观组织 异种金属焊接 电化学腐蚀 腐蚀形貌
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Mar M247透平叶片残余应力X射线测试参数优化研究
12
作者 张占玲 聂祥樊 +3 位作者 王明军 牛腾飞 李良博 温广瑞 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期35-41,共7页
为提高Mar M247透平叶片残余应力X射线测试精度,用OM/SEM/EDS、X射线应力仪进行显微组织表征和残余应力测试,分析Mar M247合金显微组织对X射线衍射效应的影响,以及测试参数对衍射峰强度、峰形拟合度、数据拟合度和残余应力测试结果的影... 为提高Mar M247透平叶片残余应力X射线测试精度,用OM/SEM/EDS、X射线应力仪进行显微组织表征和残余应力测试,分析Mar M247合金显微组织对X射线衍射效应的影响,以及测试参数对衍射峰强度、峰形拟合度、数据拟合度和残余应力测试结果的影响规律。结果表明:Mar M247合金组织粗大且不均匀,导致X射线衍射效应变差,引起d-sin2ψ图上的数据点无规则跳动或有规则震荡,降低了残余应力测试的准确性。残余应力测试中,随准直管直径的增大,X射线衍射峰的强度增加,峰形改善,峰形拟合度提高,降低了残余应力测试误差。当准直管直径较小时,增加曝光次数可提升X射线衍射峰的强度,提高测试结果的准确性。增加曝光时间未提升测试准确性,反而降低了测试效率。 展开更多
关键词 Mar M247合金 组织表征 残余应力测试 X射线衍射 测试参数优化
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燃气发生器头腔吹除乳化过程压降特性及出流均匀性数值研究
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作者 孙靖阳 毛红威 +1 位作者 马原 厉彦忠 《火箭推进》 CAS 北大核心 2024年第3期108-117,共10页
气体吹除乳化技术可以大幅提高燃料流经燃气发生器时产生的压降,从而满足变工况下燃料的雾化及燃烧需求。目前气体吹除后燃气发生器内压降变化的定量规律还不清晰,为此,采用数值模拟的方法,对某型号燃气发生器全域及局部喷嘴进行了变工... 气体吹除乳化技术可以大幅提高燃料流经燃气发生器时产生的压降,从而满足变工况下燃料的雾化及燃烧需求。目前气体吹除后燃气发生器内压降变化的定量规律还不清晰,为此,采用数值模拟的方法,对某型号燃气发生器全域及局部喷嘴进行了变工况计算,得到了氮气吹除过程中燃气发生器内煤油的相、速度以及压力分布规律,并针对喷嘴处的单相流及多相流压降特性进行拟合分析。结果显示:不同喷嘴处的煤油相分布具有不均匀性,喷嘴间流量差距可达66%;使用氮气吹除后的喷嘴处压降相较于煤油单相流可提升1.64倍以上,且喷嘴处的气体单相流压降特性系数随背压呈现线性变化规律,而煤油单相流阻力系数则与流量呈现幂函数规律;基于马尔基涅利公式提出了燃气发生器喷嘴处压降特性的集总参数模型,与数值计算结果及实验结果的平均误差为3.93%,具有较好的预测性。 展开更多
关键词 气体吹除乳化 燃气发生器 气液两相流 压降特性拟合
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单传感叶端定时信号固有频率动态提取方法
14
作者 胡华辉 杨志勃 +2 位作者 金若尘 杨来浩 田绍华 《计测技术》 2024年第5期14-21,共8页
为解决叶端定时采样信号的欠采样问题并应对传感器的局限性,提出了一种使用单传感器测量数据的叶片固有频率提取方法,通过构造多种虚拟信号将测量信号进行频移,提取动态变化信号的频率成分,结合先验信息提取叶片的固有频率信息。基于仿... 为解决叶端定时采样信号的欠采样问题并应对传感器的局限性,提出了一种使用单传感器测量数据的叶片固有频率提取方法,通过构造多种虚拟信号将测量信号进行频移,提取动态变化信号的频率成分,结合先验信息提取叶片的固有频率信息。基于仿真和实验验证了该方法在固有频率提取上的有效性和准确性,同时展示了其在小样本数据处理上的潜力。该方法仅使用一支叶端定时传感器,克服了传感器布局的限制,在传感器使用数量最低的情况下,解决了欠采样带来的频率混叠问题,有望为航空发动机转子叶片在线监测提供技术支持。 展开更多
关键词 单传感 叶端定时 欠采样 频谱混叠 叶片健康监测
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可解释性智能监测诊断网络构造及航空发动机整机试车与中介轴承诊断应用 被引量:2
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作者 王诗彬 王世傲 +5 位作者 陈雪峰 黄海 安波涛 赵志斌 刘永泉 李应红 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期90-106,共17页
航空发动机故障预测与健康管理是提高航空发动机安全性、可靠性以及经济可承受性的关键技术。基于深度学习的人工智能方法在机械故障诊断领域受到广泛关注并开展了深入研究,但现有深度学习“黑箱算法”的现状仍然存在模型可解释性差、... 航空发动机故障预测与健康管理是提高航空发动机安全性、可靠性以及经济可承受性的关键技术。基于深度学习的人工智能方法在机械故障诊断领域受到广泛关注并开展了深入研究,但现有深度学习“黑箱算法”的现状仍然存在模型可解释性差、理论基础薄弱等问题。针对航空发动机健康管理与智能运维的迫切需求,提出航空发动机可解释性智能监测诊断网络,并在某型涡扇发动机整机长试试验中验证了异常检测与中介轴承故障诊断的有效性。将发动机振动信号先验信息融入稀疏表示模型,对模型的迭代求解算法进行展开得到结构具有可解释性的核心网络;针对航空发动机异常检测与智能诊断任务构造了基于对抗训练框架的可解释性异常检测子网络和基于特征提取框架的可解释性故障诊断子网络。本文提出的基于迭代算法展开的网络构造框架具备明确的理论基础,即网络设计有依据;稀疏表示模型驱动的可视化方法能够检验网络是否学到了与发动机故障相符的有意义的特征,即学习结果可信任。最后,通过某型涡扇发动机整机长试试验积累的超过500小时的试车数据,验证了本文提出的模型驱动的可解释性智能监测诊断网络在航空发动机异常检测与中介轴承故障诊断方面的有效性与可靠性。 展开更多
关键词 航空发动机健康管理 可解释性人工智能 算法展开 异常检测 故障诊断
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基于空气传播声发射与深度迁移学习的激光粉末床熔融缺陷在线监测
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作者 李治文 张志芬 +5 位作者 张帅 王杰 白子键 张琦 黄科 温广瑞 《精密成形工程》 北大核心 2023年第11期76-88,共13页
目的对激光粉末床熔融(LPBF)过程中的缺陷进行缺陷监测机理研究,并开发可靠的现场质量监测方法来指导零件生产过程。方法使用空气传播声发射(ABAE)技术监测LPBF过程,获取多组变工况LPBF过程中的ABAE信号。通过对LPBF过程进行熔池动态分... 目的对激光粉末床熔融(LPBF)过程中的缺陷进行缺陷监测机理研究,并开发可靠的现场质量监测方法来指导零件生产过程。方法使用空气传播声发射(ABAE)技术监测LPBF过程,获取多组变工况LPBF过程中的ABAE信号。通过对LPBF过程进行熔池动态分析及对比缺陷信号时频域特征,探究了LPBF缺陷声学监测机理。同时,提出了一种基于多源域知识融合的深度迁移学习(DTL-MDKF)方法以构建LPBF缺陷在线监测模型,并对模型的准确度和有效性进行了系统评估。结果LPBF熔池状态与产生的缺陷密切相关,所对应的声源发生机理不同是导致其信号特征呈现差异性的主要原因。所提出的DTL-MDKF方法模型对5类LPBF缺陷的识别准确率可达98.2%,且t-SNE可视化分析结果证明了其良好的深度特征挖掘能力以及将模型中多源域自适应融合知识迁移用于目标域LPBF缺陷监测任务的有效性。结论相比于传统单一源域迁移学习方法,所提出的方法模型具有更好的性能,能够实现对复杂多变工况的LPBF制造缺陷的精准实时监测,可为LPBF零件的生产提供一定的指导。 展开更多
关键词 增材制造 激光粉末床熔融 空气传播声发射 迁移学习 缺陷在线监测
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激光冲击强化前处理对AISI9310齿轮钢低温渗碳的影响
17
作者 宋靖东 何卫锋 +2 位作者 罗思海 曹振阳 梁晓晴 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期155-162,共8页
AISI9310钢是一种高强度渗碳齿轮钢,具有较好的韧性。服役过程中,齿面极易发生磨损和接触疲劳失效损伤。为有效改善9310齿轮钢的耐磨损和抗接触疲劳性能,实现磨损和接触疲劳性能协同强化,提出采用激光冲击(LSP)+渗碳(LC)复合强化的技术... AISI9310钢是一种高强度渗碳齿轮钢,具有较好的韧性。服役过程中,齿面极易发生磨损和接触疲劳失效损伤。为有效改善9310齿轮钢的耐磨损和抗接触疲劳性能,实现磨损和接触疲劳性能协同强化,提出采用激光冲击(LSP)+渗碳(LC)复合强化的技术思路,采用激光冲击强化技术对AISI9310钢基体进行前处理,再对其开展低温渗碳热处理。为进一步研究LSP和LC对9310齿轮钢微观组织形貌的影响规律,利用光学显微镜、扫描电子显微镜和电子背散射衍射表征渗碳层微观组织形貌和截面方向的晶体学特征,并对试件截面方向的硬度进行考核。研究结果表明,AISI 9310钢的渗碳层厚度约为14μm,最大硬度约为305.67 HV,硬化层厚度约300μm;LSP前处理后,渗碳层厚度提升到23μm,最大硬度提升到328.87HV,硬化层厚度提升到约700μm。对比发现,LSP前处理分别可将9310钢低温渗碳层厚度提升64.3%,渗碳层硬度提升23.17 HV,硬化层深度提升133%。这主要是低温渗碳对9310钢的Kernel平均取向差(KAM)和小角度晶界影响较小,但是LSP前处理可引入塑性变形并提升小角度晶界比例,有助于碳元素扩散,促进9310钢低温渗碳行为,提升渗碳层厚度、硬化层硬度和厚度。初步解决了LSP前处理诱导微观组织缺陷促进碳元素扩散的问题,可为LSP复合强化提升航空齿轮关键部件服役寿命提供技术支撑。 展开更多
关键词 激光冲击强化 低温渗碳 AISI 9310钢 小角度晶界 硬度
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基于单传感器测量的多模态叶片动应力场预测
18
作者 赵峻林 乔百杰 +4 位作者 罗现强 符顺国 程昊 王亚南 陈雪峰 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第16期19-33,共15页
针对叶片发生多模态共振时最大应力点在时域和空域分布不固定的问题,开展基于单传感器测量的多模态叶片动应力场预测方法研究。首先,推导叶片多模态耦合振动解析表达式,获得多模态振动特征;其次,通过有限元模态分析提取叶片模态频率、振... 针对叶片发生多模态共振时最大应力点在时域和空域分布不固定的问题,开展基于单传感器测量的多模态叶片动应力场预测方法研究。首先,推导叶片多模态耦合振动解析表达式,获得多模态振动特征;其次,通过有限元模态分析提取叶片模态频率、振型,确定各阶模态参与量;最后,开展振动台叶片多模态激励试验,采用激光位移传感器作为单传感器测点采集叶尖振动位移响应,从中解耦提取多模态振动参数,计算预测叶片全场动应力的时空变化规律,并采用四个应变片监测点作为参照,对比验证计算结果。结果表明:不同模态参与情况下,预测的叶根中点、边缘和叶身中心点动应变均与实测结果高度吻合,相对误差均小于9%,同时指出多模态叶片动应力场和最大应力点的变化规律,验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 航空发动机叶片 多模态耦合共振 动应力分析 单传感器 应力场重构
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基于空间-频域联合稀疏的复合材料结构冲击载荷识别
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作者 刘军江 乔百杰 +2 位作者 王亚南 何卫峰 陈雪峰 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期85-94,共10页
冲击载荷识别反问题具有典型的不适定,经典冲击载荷识别方法如Tikhonov正则化方法,在识别精度、超参数选取、传感器数量选取等方面存在局限性。近年来兴起的稀疏正则化方法为冲击载荷识别提供了新思路,可依据冲击载荷在空间-频域联合稀... 冲击载荷识别反问题具有典型的不适定,经典冲击载荷识别方法如Tikhonov正则化方法,在识别精度、超参数选取、传感器数量选取等方面存在局限性。近年来兴起的稀疏正则化方法为冲击载荷识别提供了新思路,可依据冲击载荷在空间-频域联合稀疏先验,建立具有稀疏结构约束的冲击载荷识别数学模型。提出利用改进的正交匹配追踪算法对模型进行求解,实现少测点欠定条件下,对作用于复合材料结构的冲击载荷的同时定位与重构。将所提出方法与经典的Tikhonov正则化方法以及L1稀疏正则化方法进行对比,复合材料层合板的数值仿真和试验均表明,所提出方法允许稀疏的传感器布局,实现了3个应变片监测9个载荷作用点,冲击定位、载荷重构精度高、抗噪性能好,并且表现均超过Tikhonov正则化方法和L1标准稀疏正则化方法。 展开更多
关键词 冲击载荷识别 反问题 稀疏先验 欠定系统 正交匹配追踪
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