摘要：针对轴承振动信号易受噪声干扰、变工况及单一传感器提取特征信息不完备的问题,提出基于自适应噪声完备集成经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition of Adaptive Noise,CEEMDAN)、快速独立分量(Fast Independent Components Analysis,FastICA)降噪和多输入卷积神经网络(Multiple-input Convolutional Neural Networks,MCNN)的多传感信息融合轴承故障诊断方法。首先分别对多传感采集的振动信号划分数据集,并输入CEEMDAN得到本征模态函数(Inherent Nodal Function,IMF);随后,选择峭度大于3的IMF构造观测信号,其余IMF构造虚拟噪声信号,作为两个输入源输入FastICA,分离出特征向量;最后,设计MCNN识别故障类型。在CWRU和XJTU-SY数据集上的正确率分别为99.94%和99.64%。在信噪比为-8 dB的抗噪性能测试中,正确率分别为96.95%和98.29%;在信噪比为0 dB的抗噪性能测试中,正确率分别为99.00%和99.23%。对比实验结果表明此方法能够提取更为全面的故障特征信息,获得更高的准确率。

摘要：针对上海地铁阿尔斯通车型设计了一种轨道车辆轴箱传感安装结构。首先,通过对轴箱的结构及力学分析,确定了轴箱的载荷与约束条件;其次,利用实车试验,采集并分析获取了轴箱的振动主频特征和加速度功率谱密度;最后,应用ANSYS Workbench和nCode有限元软件,分析了安装结构的冲击强度、模态和疲劳强度。结果表明:在极限冲击下设计的轴箱传感安装结构最大等效应力为121 MPa,小于材料的屈服应力,且大于1.5倍的安全系数;安装结构的前6阶固有频率远离轴箱振动主频,保障了结构的稳定性;车辆3.60×10^(6) km里程对应的累计损伤为1.76×10^(-3),小于破坏阈值,安装结构满足车辆使用要求。经6个月的安装测试,该安装结构无明显裂纹、变形和损伤,实现了轴箱传感器的可靠安装,为车-轨安全监测的传感器安装提供了设计分析方法和工程实践经验。

摘要：为提高轨道车辆振动可再生能源利用效率,提出了一种压电梁阵列设计方案。首先,基于欧拉-伯努利理论建立扇形双晶悬臂梁阵列的分布参数机电模型,对其机电耦合特性进行分析;其次,针对上海地铁列车采集的轴箱振动信号,采用ANSYS软件进行有限元分析,提出一种具有12个梁单元的多维圆盘阵列采集系统;最后,搭建振动测试平台进行了实验。结果表明,可以采取机械调谐策略调整压电阵列的设计参数,在20.95,40.45和204.19 Hz这3个振源频率处产生工作频率点,从而与轴箱振动环境实现宽频匹配,结构的前12阶低频谐振宽度达到35.68 Hz。提出的扇形压电阵列式俘能器的宽频响应及输出性能良好,可以根据所需轨道车辆环境振动特性进行匹配,提高智能监测用小型无源传感器的输出性能。

摘要：在轨道交通向低碳化、智能化方向发展的需求驱动下,用于实现轨道车辆在线状态智能监测的小型车载传感设备的无源无线化日趋广泛。压电响应元件可以将轨道车辆振动能量用于供电,从而避免采用传统的电池和外部接线方式,减少车辆改造及维护成本、增强系统的抗干扰能力。但是由于压电元件在工程应用中普遍存在着工作频率与振源频率匹配偏差问题,其俘获振动能量的能力难以得到有效的开发。针对这一问题,提出一种对扇形压电悬臂梁元件进行频率匹配最优化设计的方法:为了大幅减少有限元仿真精确计算的次数、节约设计时间,使用拉丁超立方采样法从参数化的ANSYS有限元模型中获取用于训练模型的样本点集,建立精确度较高的Kriging代理模型;通过实际测试采集、分析轴箱处固有的频域振动特性;以压电梁的工作频率点与轴箱振动频率集中点的距离、结构自重最小构建多目标优化模型,采用基于分解和检测-逃逸策略的多目标进化优化算法(MOEA/D-DAE)求解,获得相对较优的解的集合——Pareto前沿;最后采用聚合树方法筛选出最优解。研究结果表明:所采用的方法相比于NSGA-II降低了计算复杂度、设计准确性高,输出电压最高提升至初始设计的219%,理论最大输出功率相比于初始设计提高了0.28 W,得出的最优化设计在输出电压和理论输出功率方面得到了显著提升,为实现车载自供电设备的最优化设计提供了理论参考。

摘要：针对滚动轴承振动信号非平稳、非线性且易受噪声干扰的特点,以及单一振动信号对某些轴承故障识别率偏低的问题,提出一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)灰度图像编码和卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)的多传感融合轴承故障诊断方法。首先,采用VMD对驱动端和风扇端振动信号分解,提取各阶本征模态分量与原始信号相关系数最大的分量;其次,将筛选出的本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)分量依次排列并转换成灰度图像;最后,设计CNN结构,将训练集输入网络进行训练,测试集验证网络的有效性,实现滚动轴承故障识别。CWRU数据集和西安交通大学XJTU-SY数据集测试准确率分别达到99.90%和100%,结果表明:该方法能够准确识别变工况下轴承故障类别及损伤程度;对原始信号加入高斯噪声后的测试准确率分别达到99.75%和99.90%,证明该方法具有良好的泛化能力和抗噪性能。

摘要：当前,我国经济发展水平整体得到提升,各类建设工程随之得到了发展。在建筑的土木工程中采用深基坑支护方法可以很好的维护地下建筑和工地环境的稳定,支护方法主要包括对深基坑侧壁和周围采用的支挡、加强和防护的方法,施工要求极为严格,在施工过程中需要根据施工场地的特点及周边的环境采取相应的施工技术。为了进一步提高深基坑支护技术在建设工程施工中的使用效率,本章作者从深基坑支护技术的实际使用性质入手,就深基坑的设计、以及深基坑支护技术的实际运用情况展开了探讨,并给出改善深基坑支护技术使用效率的指导意见,希望对有关工作者予以借鉴。

摘要：轨道车辆零碳感知技术在零碳排放的前提下实现轨道车辆状态感知及数据互联,有助于推进碳中和及智慧地铁发展,保障轨道车辆绿色安全运营。压电俘能结构可为轨道车辆零碳感知传感提供能源,是零碳感知的核心部件。常规的悬臂梁式压电俘能结构在受到激烈冲击时易造成压电陶瓷碎裂,难以满足轨道车辆零碳感知需求且缺乏统一有效的工程化建模方法,阻碍了零碳感知技术应用。为了实现轨道车辆零碳传感自驱动,设计一种新型的双端固支式压电梁俘能结构,并针对该结构提出一种非线性车辆振动下的统一工程化建模及发电特性分析方法。通过数值计算、仿真分析及实验测试验证方法的准确性。研究结果表明,工程模型能够准确表征实际压电梁发电特性,在无量纲压电负载一定时,无量纲平方压电力压转换因子越大,输出功率也越大。机械品质因子不影响输出功率,其大小决定了响应频率的选择性强弱,机械品质因子越大,选择性越强。当无量纲平方压电力压转换因子与机械品质因子一定的情况下,频率比值为1与无量纲压电负载为0.8时,输出性能达到最佳。理论计算值与仿真值及实测值之间的最大绝对功率偏差分别为0.036 mW和0.029 mW,相对偏差百分比为2.501%与2.154%;最大绝对峰值电压偏差为0.067 V和0.055 V,相对偏差百分比为1.243%与1.035%。研究可为轨道车辆零碳感知技术推广与应用提供理论基础。

摘要：考虑现阶段市场普遍采用的峰谷分时阶梯电价机制,该文给出一种基于图形逻辑分析方法,以应用双向逆变器的光伏储能系统用户日用电消费最低为目的创新型能量管理方法。该方法通过分析每日用户用电量与光伏发电量,储能系统状态,结合现行电价与光伏补贴价格,设计光伏储能系统电能的合理流动及控制算法。利用电力公司的用户用电量、光伏发电量数据及上海市实际电价,验证该图形逻辑分析方法的有效性。计算表明在该方法控制下用户日用电消费明显降低;运算速度在相同仿真计算平台下,相比于普通寻优方法显著提高。

摘要：向京+瞿广慈的雕塑工作室,相对于我们在宋庄设计的其他艺术家工作室来说,功能综合而且复杂。也是到目前为止我们在宋庄盖的工作室中密度最高的一栋艺术家工作室,容积率达到了2.0。在这样的密度条件下如何实现我们一直坚持的建筑和环境的关系,建筑和建筑之间的关系,以及生活于其中的人的体验——工作室的工作和院落生活不同而互为补充的体验。

摘要：文章介绍了北京宋庄"向京+翟广慈"雕塑工作室设计,作者通过比较"向京+翟广慈"雕塑工作室和作者之前设计的宋庄艺术家工作室设计,总结了贯穿始终的设计线索以及此项目的设计特点,即雕塑工作室建筑的"山"型、路径连接的空间关系等。