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基于瞬态热网络模型的风电主轴轴承内部温度反演方法
祁振宇;时正鑫;袁佳涛;尹爱军;针对风电主轴轴承内部关键温度难以直接测量的问题，本文提出一种基于瞬态热网络模型与增广卡尔曼滤波的温度反演方法。建立包含主轴、内外圈、滚子、润滑剂及环境节点的瞬态热网络模型，构建增广状态空间方程，以外圈可测温度为观测量实现内圈关键温度在线反演。通过有限元仿真与样机温升试验对方法进行验证。结果表明：热网络模型各节点平均稳态误差小于2%，平均时间常数误差小于3%；高载工况下关键节点温度反演稳态误差为1.58%，时间常数误差为2.11%；试验条件下反演稳态误差均小于3%。研究表明，该方法能够准确估计风电主轴轴承内部温度状态，无需在旋转部件布置传感器，可为轴承在线监测与健康管理提供技术支持。
数字孪生交互生成的高速列车齿轮箱齿轮泛化诊断
都青华;崔文涛;张楷;郑庆;章斌;丁国富;数据驱动方法已广泛应用于高速列车齿轮箱齿轮故障诊断领域，但其诊断性能通常高度依赖于高质量训练数据。在长期服役过程中，齿轮不可避免地会发生性能退化，导致实时运行数据与历史数据之间出现明显的分布差异，从而削弱模型的泛化能力与诊断精度。针对上述问题，本文提出了一种数字孪生交互生成的高速列车齿轮箱齿轮泛化诊断方法。首先，结合多体动力学与赫兹接触理论建立齿轮箱动力学模型，用于扩充故障退化过程中的故障模式，并生成相应的仿真振动数据；其次，构建一种基于交互式生成对抗网络的数据融合框架，通过交互式训练机制减小数字空间与物理空间数据之间的分布差异，实现故障机理信息与环境特征的协同学习与融合；最后，利用融合后的数据对深度卷积神经网络进行训练，实现高精度的泛化故障诊断。实验结果表明，所提出的方法平均诊断准确率达到97.28%，相比最优对比方法提高了2.20%，较传统方法提升了4.67%，验证了该方法在提升故障诊断泛化性能方面的有效性与优越性。
自适应时频CNN直升机尾传动轴承故障诊断方法
范腾飞;陈平;闫瑾;龙潜;针对直升机尾传动系统轴承振动信号呈现近似高斯白噪声特征、单一时域或频域输入易导致关键故障信息丢失，且现有时频特征融合多采用机械堆叠方式，缺乏对不同特征通道贡献度的自适应评估机制，造成多维时频特征冗余与诊断精度受限的问题，本文提出了一种基于自适应时频融合的卷积神经网络（adaptive time-frequency fusion convolutional neural network,ATF-CNN）故障诊断模型。该模型采用双分支网络架构，分别提取振动信号深层时域特征与包含谱峭度、频谱熵等10项关键指标的频域特征；同时，引入基于挤压与激励（squeeze-and-excitation,SE）的注意力机制，对时频通道特征进行自适应权重分配，最后通过卷积网络实现特征深度交融与故障分类。实验结果表明：ATF-CNN模型能有效识别尾传动轴承的各类状态，诊断准确率达98.96%；较传统K近邻、支持向量机和决策树模型分别提升了16.67%、9.38%和8.34%；相比于先进的VMDTransformer与MS-ResNet深度学习模型，准确率也分别提升了2.08%和3.13%。此外，在数据验证中模型仍保持95.83%的高准确率。本文方法有效提升了复杂噪声背景下直升机尾传动轴承故障诊断的精准性，并在同工况验证中展现出良好的稳定性，为直升机尾传动系统轴承的智能运维提供了新思路。
天然气站场打磨火花的喷气协同抑制与多因素建模
王东;鞠萍华;张亚东;王俊;吴禹奇;针对天然气站场设备除漆除锈打磨过程中高温磨屑和可见火花带来的点火风险，本文提出一种由机械输入调控、局部惰性气体覆盖和高温颗粒迁移共同作用的协同抑制方法。基于摩擦热平衡、颗粒剥离与氧化放热过程，建立打磨区温升和火花强度的多因素耦合半经验模型；构建可调喷射压力的金属打磨实验系统，选取L360钢管、20#钢管、CrMo螺母和30CMXQ螺母，采用砂轮磨片和砂纸磨片，考察法向载荷、转速、惰性气体种类及喷射压力对峰值温度和可见火花形态的影响。结果表明：法向载荷和转速增大均会强化摩擦热积累与火花飞溅，且转速影响更为显著；在15 N、6 000 r/min砂轮磨片工况下，L360钢管和20#钢管的峰值温度分别为(256±5)℃和(252±5)℃。局部喷气可通过隔氧、强化对流换热和吹散高温颗粒协同降低温升与火花强度；在10 N、4 700 r/min、0.15 MPa条件下，氩气使L360钢管峰值温度降低48.92%，且基本无明显火花。以各气体在0.10 MPa、4 700 r/min工况的数据标定气体综合修正系数，并用其余15组数据检验喷气抑制子模型，得到R2=0.751、RMSE=4.42个百分点、MAPE=11.60%。所建模型能够反映主要因素的影响方向和相对强弱，可为天然气站场金属打磨作业的参数优化、火花风险分级和局部喷气方案设计提供依据。
交变磁感应的油液磨粒检测传感器综述
周正银;符义红;田伟;贾亚超;罗久飞;金属磨粒携带机械装备磨损状态信息，对其尺寸、材质和数量等特征进行准确检测，是实现装备状态监测与故障预警的重要途径。交变磁场感应式传感器具有结构简单、不侵占油道、高时效等优势，被广泛应用于飞机、船舶等高端装备的金属磨粒在线检测。本文阐述了交变磁场中金属磨粒磁化效应与涡流效应的检测机理，依据检测单元构成和响应信息模式，将现有传感器归纳为单模传感器与多模传感器，系统梳理单线圈、双线圈、三线圈以及同构、异构多模传感器的结构原理与研究进展，并从检测灵敏度、抗干扰能力、检测通量、信息维度及系统复杂度等方面比较其技术特点与适用范围。分析表明，现有单模传感器受限于观测信息不足，多模传感器仍面临通道串扰、结构复杂及异源信息融合困难等问题。最后，本文指出了该领域的未来发展趋势：传感结构向多维高信息感知发展；磨粒特征解析向精细表征发展；应用场景向高压大流量等液压复杂工况拓展；工程应用将建立统一的性能评价规范，并通过融合多源运维数据推动装备全寿命周期健康管理发展，为交变磁场感应式磨粒传感器的结构设计、性能优化及工程应用提供参考。
基于2015—2024年淳安降水特征的千岛湖流域人工影响天气云水资源潜力分析研究
王皓;王俊骄;赵忱;刘大伟;本文基于云水资源人工增雨潜力估算法(cloud water resource-potential estimation method for artificial precipitation,CWR-PEP)，对千岛湖流域通过人工增雨作业可开发的云水资源潜力进行评估。利用淳安气象站2015—2024年地面观测数据，采用“降水特征法”和“降水日比例统计法”2种方法核算增雨概率，进行相互验证，系统评估了千岛湖流域云水资源禀赋及人工增雨潜力，并分析常态化作业的可行性。结果表明：淳安区域空中水资源丰富，属全国高值区；经2种方法互验，淳安区域年均人工增雨潜力为2.95×108～4.43×108 t，淳安、歙县联合区域为4.37×108～6.55×108 t，全流域为6.96×108～10.44×108 t；流域年均适宜作业天数达125.5 d，春季潜力最大。本研究填补了千岛湖流域空中水资源评估的空白，为常态化人工增雨作业提供了科学依据。
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1985年创刊
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主编:刘志强
编辑部主任:孟佳菲
编辑:徐丹 吴頔
ISSN 1001-7199
CN 33-1079/N
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