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高速列车万向轴动不平衡检测的EEMD-Hankel-SVD方法
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:U211[交通运输工程—道路与铁道工程] U270[机械工程—车辆工程;交通运输工程—载运工具运用工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都610031
  • 相关基金:国家自然科学基金(61134002,51305358); 精密测试技术及仪器国家重点实验室开放课题(PIL1303); 中央高校基本科研业务费专项(2682014BR032)资助项目
中文摘要:

针对聚合经验模式分解(Ensemble empirical model decomposition,EEMD)的等效滤波特性依然存在模式分量间频带重叠较大的根本缺陷,提出一种高速列车万向轴动不平衡动态检测的新方法。该方法的核心是对万向节安装机座的振动信号进行EEMD分解得到基本模式分量,应用基本模式分量信号来构造Hankel矩阵,对该矩阵进行正交化奇异值(Singular value decomposition,SVD)分解,以奇异值关键叠层作为奇异值的选择准则对信号进行重构,应用重构信号的傅里叶谱来检测高速列车万向轴的动不平衡,消除EEMD分解模式频带重叠对故障特征的淹没和混淆效应,提高了谱的清晰度,凸显了故障特征。应用万向轴动不平衡试验数据对该方法进行试验验证,结果表明,该方法能够有效检测万向轴动不平衡引起的故障特征和万向轴的固有振动特征,与纯EEMD方法相比,该方法在谱的清晰度和故障表征力上得到了显著提高。

英文摘要:

A new method of detecting dynamic imbalance with cardan shaft in the high-speed train is proposed applying the combination between ensemble empirical model decomposition(EEMD), Hankel matrix and singular value decomposition(SVD) contrary to the aliasing defect between the adjacent intrinsic model functions existing in the EEMD. The vibration acceleration signals of gimbal are decomposed through EEMD to get the different intrinsic model components. The Hankel matrix, which is constructed throng the single decomposition model component, is orthogonally executed through SVD. The key singular values are selected to reconstruct vibration signs on the base of the key stack of singular values. Fourier spectrum of the reconstructed signal is applied to detect dynamic imbalance with shaft and eliminates clutter spectrum caused by the aliasing defect between the adjacent intrinsic model functions, highlights the failure characteristics. The method is verified by test data in the condition of dynamic imbalance, the results show this method can effectively detect the fault vibration characteristics caused by cardan shaft dynamic imbalance and extract the nature vibration features. With comparison to the simple EEMD, the clarity and failure characterization force are significantly improved.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603