公开(公告)号：CN118689200A

公开(公告)日：2024-09-24

申请号：CN202410770967.1

申请日：2024-06-14

申请人： 西安交通大学 ,  中国北方车辆研究所

发明人： 曹宏瑞 ,  魏超虎 ,  杜明刚 ,  杨阳 ,  史江海 ,  陈雪峰

IPC分类号： G05B23/02

摘要： 本发明公开了一种基于数字孪生的机电液耦合动力装置仿真分析系统及构建方法，所述构建方法构建机电液耦合动力装置的故障模式库；建立机电液耦合动力装置数字孪生模型；设计机电液耦合动力装置的故障仿真控制器硬件，通过数据传输接口连接到所述机电液耦合动力装置数字孪生模型；将故障模式库通过数据接口连接到所述故障仿真控制器硬件，得到基于数字孪生的机电液耦合动力装置仿真分析系统；在仿真分析时，设置运行工况以及故障类型，将工况参数以及故障模式参数加载至故障仿真控制器中，故障仿真控制器将指令传送至机电液耦合动力装置数字孪生模型，实现基于数字孪生的机电液耦合动力装置故障仿真分析。

公开(公告)号：CN114676577A

公开(公告)日：2022-06-28

申请号：CN202210320721.5

申请日：2022-03-29

申请人： 西安交通大学

发明人： 史江海 ,  曹宏瑞 ,  陈雪峰

IPC分类号： G06F30/20 ,  G06F30/28 ,  G06F30/17 ,  G06F113/08 ,  G06F119/14

摘要： 本发明公开一种基于多物理场数字孪生模型的空气静压主轴模拟方法及系统，首先基于空气静压主轴实体特征参数及工况参数，建立空气静压主轴结构模型；根据主轴温度场分布得到热固耦合数字孪生模型；根据电机电磁场分布得到电磁固耦合数字孪生模型；根据空气轴承流体场分布得到流固耦合数字孪生模型；然后对热固耦合模型、电磁固耦合模型与流固耦合模型进行动态交互耦合，建立电‑磁‑气‑固‑热多物理场耦合作用下空气静压主轴数字孪生模型；最后将主轴数字孪生虚拟模型与主轴物理实体之间的数据和信息进行交互融合，对空气静压主轴多物理场数字孪生模型进行修正和验证，从而获得能够实时同步的空气静压主轴多物理场数字孪生模型。

公开(公告)号：CN118568883A

公开(公告)日：2024-08-30

申请号：CN202410640832.3

申请日：2024-05-22

申请人： 西安交通大学 ,  中国北方车辆研究所

发明人： 曹宏瑞 ,  魏超虎 ,  杜明刚 ,  杨阳 ,  史江海 ,  陈雪峰

IPC分类号： G06F30/17 ,  G01M13/021 ,  G01M13/028 ,  G06F30/20 ,  G06F119/14

摘要： 本发明公开一种齿轮传动系统中的扭振动态传递量化表征方法，包括：获取轴、齿轮的实时转速；构建周期性冲击力，模拟出现齿轮/轴承故障时所受到的周期性冲击，并将其施加于转轴；获取带有冲击时的齿轮传动系统中各旋转件的实时转速信号；基于时间窗函数并设置参数，将无冲击时各旋转件的实时转速信号和有冲击时的各旋转件的实时转速信号在时间上平均分段；计算分段后的带冲击各旋转件转速信号与无冲击各旋转件转速信号的有效值之差，得到齿轮传动系统中的短时扭振特征量化指标，绘制短时扭振特征传递谱图，实现齿轮传动系统中的扭振特征动态传递量化表征；基于扭振特征传递谱图，能够准确的、定量的评估扭振信号在齿轮箱内部的动态传递变化规律。

公开(公告)号：CN118500726A

公开(公告)日：2024-08-16

申请号：CN202410577153.6

申请日：2024-05-10

申请人： 西安交通大学 ,  中国北方车辆研究所

发明人： 曹宏瑞 ,  李昊諝 ,  杜明刚 ,  杨阳 ,  史江海 ,  佘开朗

IPC分类号： G01M13/028 ,  G06F18/24 ,  G06F18/213

摘要： 本发明公开基于外布振动测点优化的传动系统故障监测方法及系统，所述方法根据典型故障频率分布选择传动系统壳体主要模态的位移模态振型，采用有效独立法优化得到初始测点；根据传动系统结构及典型故障位置，基于静力学分析典型故障主要激励轴承座方向；采集并截取典型故障各分布频带下各初始测点关于各主要激励轴承座方向的频响函数，基于主成分分析及有效独立法进一步优化测点；制定各初始测点的敏感性得分表，计算初始测点敏感性得分并选取优化测点；计算优化测点重要性权重，进行各优化测点的振动频谱融合，基于融合频谱实现传动系统典型故障振动监测；适用于多种机械传动装置内部传动系统的故障监测，以提高故障监测的高效性及准确性。

公开(公告)号：CN117077291A

公开(公告)日：2023-11-17

申请号：CN202311225115.6

申请日：2023-09-21

申请人： 西安交通大学

发明人： 曹宏瑞 ,  王东 ,  尹超 ,  刘凯凯 ,  史江海 ,  陈雪峰

IPC分类号： G06F30/15 ,  G06F119/02 ,  G06F119/14

摘要： 本发明公开了一种考虑尖端塑性区的航空发动机轮盘裂纹建模方法及系统，所述建模方法包括：根据航空发动机轮盘的相关参数，分析航空发动机轮盘裂纹尖端塑性区的形状和尺寸，并考虑应力松弛的影响，确定裂纹面上塑性区周边到裂纹尖端的距离；确定考虑尖端塑性区的裂纹等效长度；分析轮盘裂纹的开口位移，并计算由裂纹引起的不平衡质量；本发明考虑轮盘裂纹尖端塑性区的影响，并将轮盘裂纹等效为不平衡的影响，分析含裂纹轮盘的振动响应。利用本发明提出的考虑裂纹尖端塑性区的方法，可以更好地模拟实际工程中裂纹对轮盘的影响；基于考虑轮盘裂纹尖端塑性区的影响，并建立含裂纹轮盘的单自由度模型，分析裂纹对轮盘振动响应的影响。

公开(公告)号：CN115495842A

公开(公告)日：2022-12-20

申请号：CN202211212853.2

申请日：2022-09-30

申请人： 西安交通大学

发明人： 曹宏瑞 ,  刘凯凯 ,  尹超 ,  赵军 ,  陈雪峰 ,  史江海

IPC分类号： G06F30/15 ,  G06F30/23 ,  G06T17/20 ,  G06F119/04

摘要： 本发明公开了一种航空发动机轮盘裂纹引起不平衡力的计算方法及系统，方法包括：采集轮盘及轮盘裂纹的属性参数；基于有限元分析软件建立含裂纹轮盘的有限元模型，仿真分析不同转速下的裂纹最大开口位移变化规律，建立循环载荷下裂纹最大开口位移随转速变化的函数关系；考虑裂纹长度、裂纹形态的影响，修正所述函数关系；基于得到的函数关系，运用质径积的形式计算轮盘裂纹引起的不平衡力的大小；对比通过有限元仿真得到的整体质心变化计算不平衡量大小，对比计算结果，修正轮盘裂纹引起的不平衡力计算公式；本发明考虑轮盘裂纹尖端在疲劳载荷作用下产生的塑性变形，分析循环载荷作用下裂纹产生不平衡力的变化规律，更加接近于实际工况。

公开(公告)号：CN113705421B

公开(公告)日：2022-12-09

申请号：CN202110977700.6

申请日：2021-08-24

申请人： 西安交通大学

发明人： 曹宏瑞 ,  刘佳宁 ,  魏江 ,  史江海

IPC分类号： G06K9/00

摘要： 本发明公开了一种磨削工件表面振纹在线监测方法及系统，解决传统检测方法难以在多变加工参数下实现磨削工件表面振纹的在线监测问题。方法主要包括：获取待分析数据、频谱分析并计算边频带特征频率、判断有无明显振纹、获取待分析重构信号、包络谱分析并计算转频比特征频率、判断有无微振纹；本发明充分考虑实际磨削加工过程中加工参数多变的情况，聚焦于富含磨削工件表面振纹特征信息的敏感频带，提出的两个特征频率监测指标对磨削工件表面振纹缺陷敏感，适应于各种磨削参数，有助于实现多变加工参数下磨削工件表面振纹的精确在线监测。

公开(公告)号：CN114414236B

公开(公告)日：2022-09-27

申请号：CN202210049016.6

申请日：2022-01-17

申请人： 西安交通大学

发明人： 曹宏瑞 ,  孙亚超 ,  魏超虎 ,  史江海 ,  陈雪峰

IPC分类号： G01M13/021 ,  G01M13/028 ,  G06F30/20

摘要： 本发明公开一种齿轮传动系统故障信号强度与传递特性表征方法及系统，方法为：首先获取齿轮系统特征及运行工况，基于能量法计算齿轮时变啮合刚度和故障齿轮时变啮合刚度，计算各齿轮间相互作用关系，得到含故障齿轮的多齿轮集中参数动力学模型，基于数值积分方法龙格库塔法求解集中参数模型中的各齿轮运动微分方程组，在给定时间段内求得各齿轮振动加速度响应信号，之后计算得到齿轮周期性故障冲击信号平均峰峰值PPF和齿轮周期性啮合冲击信号平均峰峰值PPM，并得到各个齿轮的故障冲击信号强度因子PPV，最终计算得到不同齿轮间振动传递因子VTF，用于评估周期性故障冲击信号在齿轮组间的振动传递和能量耗散，基于所述指标能够准确定量描述齿轮周期性故障冲击信号强弱，能够定量计算齿轮周期性故障冲击信号在多齿轮系统中的振动传递比。

公开(公告)号：CN113485247B

公开(公告)日：2022-07-12

申请号：CN202110791815.6

申请日：2021-07-13

申请人： 西安交通大学

发明人： 曹宏瑞 ,  厉琦 ,  史江海 ,  李登辉 ,  陈雪峰

IPC分类号： G05B19/408

摘要： 本发明公开了一种基于递推最小二乘法的铣削力在线识别方法及系统，在机床坐标系下通过多次模态测试取平均值的方法获得X、Y方向上的频响函数，并将频响函数转换成时域上的单位脉冲响应函数；通过在X、Y合适的位置布置加速度传感器，获取铣削加工过程中加速度响应；根据铣削加工过程中的转速，选择对应的刀齿通过频率及其倍频对加速度信号进行梳状滤波处理；利用获得的单位脉冲响应函数，采用递推最小二乘法配合滑动矩形窗对滤波后的加速度信号进行处理，识别出铣削力。本发明采用递推最小二乘法并结合矩形窗，对输入加速度信号进行不断的更新，以保证识别切削力的实时性，为铣削力的在线识别提供了新思路。

公开(公告)号：CN114414243A

公开(公告)日：2022-04-29

申请号：CN202210048198.5

申请日：2022-01-17

申请人： 西安交通大学

发明人： 曹宏瑞 ,  魏超虎 ,  史江海 ,  陈雪峰

IPC分类号： G01M13/028 ,  G01M13/045 ,  G06F30/20

摘要： 本发明公开一种齿轮‑花键‑轴承系统振动能量传递与耗散评估方法，首先分析真实的传动系统中各部件间的自由度关系，确定系统中各界面的描述方式，建立齿轮‑花键‑轴承耦合多体动力学模型；然后在传动系统动力驱动轴上植入外源激励力，并在每个界面前/后均选取测点监测系统的振动特性；对各个测点施加外源激励前后的振动加速度信号分别求RMS值，再对同一测点两种状态下的RMS值求差和归一化处理，得到外源激励在该测点对整个系统的影响程度量化评价；对齿轮/花键界面前后的外源激励影响因子进行计算，得到外源激励力经过每一个界面的能量耗散率；能够在机械传动系统运行状态下去除内源激励的影响，定量评价外源激励的传递与能量耗散过程。