浅谈油田企业机械设备故障检修及预防措施

机械设备在使用过程中，由于材料、工艺、环境条件和人为因素的影响，随着零部件磨损程度的逐渐增大，设备的技术状态将会产生劣化，不可避免地将出现各种各样的故障，设备的功能和精度降低，甚至整机丧失使用价值。     

电路级栅氧短路故障的动态电流测试分析

栅氧短路故障对于集成电路的稳定性有着重要的影响,故障行为会在不产生逻辑错误的情况下导致参数失效。该文使用了一种电路级的故障模型模拟栅氧短路故障,研究了栅氧缺陷对与非门电路的影响,选取了适合于电流测试的测试矢量,对未发生逻辑错误的故障电路的动态电流进行分析。在实验中采用了TSMC0.18μm CMOS工艺,仿真结果显示通过分析电源通路上的动态电流可以检测有潜隐性故障的器件。与电压测试方法相比,动态电流测试能更好地对栅氧短路缺陷进行诊断。     

基于改进MF-DFA和随机森林的液压阀故障诊断

多重分形去趋势波动分析(MF-DFA)能够有效地揭示隐藏在非线性和非平稳振动信号中的多重分形特征,而液压阀磨损产生的泄露故障信号往往具有非线性、非平稳,且不同严重程度故障信号特征难以辨识,MF-DFA扩展了液压阀的特征提取及故障诊断方法。然而MFDFA去趋势多项式阶数选取的不恰当往往会出现欠拟合或过拟合现象从而产生新的波动误差。为此,提出了一种改进MF-DFA方法实现故障特征提取。通过建立低阶多项式信号轮廓去趋势拟合曲线和不同时间尺度固有模态函数(IMF)之间的相关性,选取最优的IMF模态分量的累计和将其作为信号轮廓的趋势项,进而提取分型谱参数特征。最后,通过随机森林分类器进行故障模式识别。实验结果证实了所提出的方法在电液换向阀内泄漏故障诊断中的有效性。     

铁路货车轴承内圈故障动力学仿真分析

以我国铁路货运列车的主力轴承——197726型轴承为研究对象,开展故障轴承动力学建模和仿真分析,探索轴承动力学响应特性随故障尺寸的变化规律。综合考虑轴承内部结构、约束关系、摩擦润滑和载荷条件,建立了轴承内圈存在滚道损伤故障时的刚-柔耦合动力学模型,并通过轮对跑合实验及包络谱分析验证了模型的有效性。最后,通过一系列动力学仿真分析,研究了轴承动力学响应特性。研究结果表明,随着内圈故障尺寸的增大,保持架晃动增强,对轴承正常运行起到阻碍作用;当故障尺寸增加到一定程度时,内圈故障处变形量、滚子质心波动、滚子与内外圈接触力均出现突变趋势,反映了内圈损伤程度大小可以通过轴承零部件动力学响应的变化趋势来判断。研究对货运列车轴承故障诊断和损伤程度精确识别具有理论指导意义。     

喷动流化床内颗粒团聚结构与分布规律研究

为揭示湍动流化过程中颗粒团聚的基本结构，课题组基于矩形喷动流化床对B类颗粒进行试验研究。该实验平台利用控制变量法分析了操作条件、颗粒性质和沿层高度对团聚现象的影响，并提出以颗粒团聚分率来量化颗粒团聚程度。结果表明：床内分别出现了倒U形、U形、环核型、带状和网状5种典型的颗粒团聚结构；颗粒团聚分率随静止床高、颗粒直径的增加而增大；固定总表观气速，增大喷动气速，团聚分率呈现先减小后增大趋势；增大喷口宽度，团聚分率呈现出“S”型变化趋势；其沿床高则表现出先减小后增大的趋势。该研究对应用湍动流化气固流动结构的工业生产过程提供了实验依据。     

基于分段距离判别的电气化铁路混合线路故障测距方法

近年来,电气化铁路对10 kV自闭/贯通线的改造一定程度上增加了架空线-电缆混合输电的线路结构,随之而来的是故障测距过程当中,判别距离结果精度偏低的问题。首先分析了在架空线-电缆混合输电线路中,故障行波的传播特性,提出了一种分段距离判别的电气化铁路混合线路故障测距方法。该方法通过对故障发生范围进行假设分区,然后利用小波变换的奇异性检测原理通过对故障行波进行小波变换求取模极大值来识别波头,在此基础上根据双端测距原理,计算出不同区段所对应的故障距离,得到不同的计算结果;将不同的故障结果,通过距离约束条件进行筛选,从而确定最终测距结果。实验结果表明,所提出的方法对混合线路的故障判别具有较好的适用性,并且不受故障类型、过渡电阻的影响。     

感应发电机接入配电网的不对称短路电流峰值评估

短路电流计算是分布式发电接入配电网规划和保护的基础。研究了感应发电机(IG)的不对称故障暂态特性,推导配电网不对称故障时IG定子短路电流的解析式。由于配电网不同位置发生短路故障时,故障瞬间电压相位变化和发电机转速在故障过程中快速上升,都将对IG注入电网的短路电流产生影响。在计及配电网不对称故障后IG转子转速变化的同时,利用转子运动方程和正负序静态等值电路,得到了估计电网发生故障后IG的短路冲击电流算法,最后利用电磁暂态分析软件中IG的5阶动态模型仿真验证该方法的正确性。     

Crowbar保护对风电场LVRT的影响分析与仿真

现阶段风机低电压穿越（LVRT）的主要手段为撬棒（Crowbar）保护与变流器的投切配合,且具备了LVRT能力的双馈感应发电机（DFIG）的故障暂态特性发生了改变,其中Crowbar保护的影响尤为重要。针对上述情况,首先研究Crowbar保护投入与否对风机短路暂态特性的影响,其次分别对Crowbar保护投入与变流器工作时的风电场故障情况进行仿真分析,并进一步仿真分析Crowbar阻值和投切时间对风电场短路电流的影响。算例仿真分析表明Crowbar阻值及其投切时间都会影响风电场短路电流。该研究对风电场保护整定设计具有重要意义。     

光伏发电系统不对称故障功率控制

研究电网不对称故障下光伏逆变器的瞬时输出功率特性,结合指令电流的总谐波畸变率的解析推导,提出光伏发电的功率控制算法。考虑光伏逆变器输出电流谐波畸变率限值约束,以有功和无功功率波动的综合幅值最小为目标,建立光伏发电功率控制参数的优化模型。基于无差拍电流跟踪建立光伏发电系统整体模型,利用PSCAD/EMTDC仿真平台验证了该控制策略的可行性。     

一种新的Iddq故障定位算法研究

提出了一种新的基于静态电流检测的故障定位算法,该算法依据输入向量序列的响应和电路的结构特征,通过对DUT电路正常情况下的模拟,可直接计算出可能的故障点,并能够完成多故障的定位。实验结果表明该算法能对桥接故障、漏电流故障等进行有效的定位。     

智能异构模型在电机故障诊断中的研究

提出以测试电机的三相电流噪声为电机故障特征信号的诊断方法,建立电机电流噪声多元时序模型,将时序模型的多元残差序列化为一元序列作为故障总体检测指标。针对多元时序模型参数φi的特点,提出了多层NN的故障类型识别模型,应用APEX网络提取初始模式向量的分类信息,利用前馈网络建立其识别函数,实践证明该诊断方法是正确的。     

重载铁路桥梁劣化评定标准化技术研究

重载铁路运输的快速发展提高了铁路的运输能力和经济效益,但列车轴重提高和编组增加使既有铁路桥梁病害日益加剧。现有的铁路桥梁劣化评定标准中的检查内容、检查方法和等级评定标准等存在着一定的局限性,按照既有规范进行劣化等级评定不能准确反映重载桥梁结构的实际技术状况,因此,迫切需要进行重载铁路桥梁标准化劣化评定技术的研究。本文主要针对朔黄铁路桥梁劣化现状,结合既有规范对铁路桥梁劣化评定进行研究,并根据研究结果对朔黄铁路桥梁进行了劣化评定,以此形成一套重载铁路桥梁标准化劣化评定技术规程。     

一种基于GA-BP的高压混合输电线路故障分类方法

针对混合输电线路发生故障时,常规的故障分类方法往往不能满足分类准确率要求的问题,提出了一种基于人工神经网络的智能故障分类识别算法。首先从发送端提取电压和电流数据,并对其进行预处理,即将原始数据通过巴特沃斯滤波器、离散傅里叶变换和序分析工具进行处理,得到三相电压、电流和零序电流,将其作为用于分类的输入数据;再采用经遗传算法优化初始权值和阈值的误差反向传播神经网络,对故障数据进行分类;最后进行仿真,并与现有算法进行对比。实验结果表明:提出的算法提高了故障分类识别的准确率,加快了神经网络训练进程,具有一定的研究意义和实用价值。     

脉冲微束等离子弧焊参数对丝网焊点组织与性能的影响

为了获得具有良好性能的不锈钢丝网焊点,课题组采用脉冲微束等离子弧焊(P MPAW)的方法,对丝径为0.35 mm,孔隙为1.25 mm的方孔状丝网进行脉冲电流对接焊。利用超景深显微镜、显微硬度计和微拉伸机研究不同脉冲频率、占空比和基值电流对丝网焊点显微组织和力学性能的影响,以获得最佳的工艺参数组合。结果表明：在脉冲频率为100 Hz、占空比为50%、基值电流为1.2 A时,焊点处形成的晶粒最为细致且具有802 MPa的最高抗拉强度;当基值电流和占空比不变时,焊点晶粒随脉冲频率的增大而逐渐细化;当频率超过100 Hz时,焊点由细小等轴晶向粗大骨骼状晶转变。当脉冲频率和基值电流不变时,焊点晶粒随占空比的增大先细化后粗大,焊点力学性能先升高后下降;当脉冲频率和占空比不变时,焊点晶粒随基值电流的增大逐渐粗化,力学性能逐渐下降。     

3D打印毛细芯与底座间隙对环路热管性能影响

为抑制环路热管（loop heat pipe， LHP）蒸发器中的热泄漏，课题组通过改变3D打印复合毛细芯与加热底座之间的间隙来解决该问题。毛细芯与加热底座间分别选取0，1和2 mm[KG*4/5]3种间隙组合方式组装环路热管，并通过实验研究间隙对环路热管传热性能的影响。结果表明：存在间隙时，启动时长均会因间隙的增大而延长；复合毛细芯蒸发层为200 μm、吸液层为100 μm、间隙为2 mm时，热泄漏的抑制最显著。此时，功率为180 W，壁面温度为96.7 ℃，传热系数为73 681 W/(m·K)；而复合毛细芯蒸发层为100 μm、吸液层为200 μm时，间隙的增加对热泄漏的抑制效果不明显。综上，复合毛细芯对环路热管传热性能的影响可通过改变毛细芯与底座间隙距离来控制。     

四通换向阀内泄漏分析研究

内泄漏量是衡量四通换向阀性能的重要指标之一,本文建立了四通换向阀的气体试验中的泄漏模型,并通过试验方法研究了坟差、气体温度对泄漏量的影响,理论和试验结果表明,在同一个换向阀上,压差的增加会明显地增加泄漏量,而气体温度的上升会使泄漏量降低。     

轮毂轴承预紧力对其固有频率影响的试验

轮毂轴承的预紧力会影响其工作性能和工作寿命,为了研究其作用机理,开展轮毂轴承预紧力对其固有频率影 响的研究显得尤为重要。针对某型号轿车轮毂轴承,搭建了轮毂轴承的正弦扫频激振试验系统,对不同预紧力的轮毂轴 承进行试验,得出结论：轮毂轴承的预紧力对其前3阶固有频率没有影响,第4阶固有频率随着预紧力增大逐渐增大,且 增大趋势随着预紧力增大逐渐变缓。     

螺旋扭曲扁管管外传热性能数值模拟

为了研究螺旋扭曲扁管管外强化换热性能,采用周期性边界条件对螺旋扭曲扁管管外层流流动与换热性能进行 了数值模拟和理论分析,并且与圆管进行比较。通过建立不同规格的螺旋扭曲扁管换热器几何模型,得出螺旋扭曲扁管 的长短轴比a/b越大、螺距s越小,其管外传热性能就越好,强化传热综合性能评价因子就越大,与此同时,其流动阻力 也会增大。随着Re数的增大,强化传热综合性能增强,但趋势变缓。该研究结果对螺旋扭曲扁管换热器的设计有一定 的参考价值。     

基于正交试验的雾化施液抛光工艺参数研究

为了研究雾化施液化学机械抛光工艺参数对抛光效果的影响,以抛光盘转速、抛光压力、雾化器电压、氧化剂质 量分数为因素,以材料去除率和表面粗糙度为评价指标设计正交试验,再对试验结果进行直观分析和权矩阵分析,得到 了各因素对试验结果的影响趋势和程度,并得到了最佳参数组合。结果表明：在雾化施液抛光过程中抛光效果随抛光盘 转速的增大而增大;随抛光压力的增大呈先增大后减小的趋势;随雾化器电压的增大而增大;随氧化剂质量分数的增大 而增大。且影响程度顺序由大到小为：氧化剂质量分数、抛光压力、雾化器电压、抛光盘转速。当抛光盘转速为60 r／ mm、抛光压力48 kPa、雾化器电压55 V、氧化剂质量分数为2.5%时,得到材料去除率和表面粗糙度均达到最佳,此时的 抛光效果最好。     

小电流接地系统单相接地故障的行波选线研究

为了克服传统选线方法原理复杂,可靠性低,利用实小波变换处理行波信号的缺乏相位信息和平移敏感性的缺点,在对小电流接地系统发生单相接地故障后各线路电流初始行波的故障特征进行分析的基础上,通过从电流互感器二次回路提取故障电流行波信号,利用双树复小波变换得到的相位信息和幅值信息进行故障选线,原理简单,适于在线分析.通过仿真验证了此选线方法的准确性和可行性.