جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "vibration analysis" در نشریات گروه "مکانیک"
تکرار جستجوی کلیدواژه «vibration analysis» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
Cavitation, defined by the formation and collapse of vapor bubbles in a liquid, presents a significant challenge to the reliable operation of axial pumps. Timely detection of cavitation is essential for preventing damage and optimizing pump performance. This research aims to evaluate detection techniques for cavitation in axial pumps through the analysis of vibration and acoustic signals. We utilized cost-effective sensors and data acquisition systems, including embedded accelerometer sensors and smartphone-based microphones, to capture these signals. Our study involves a detailed analysis of vibration and acoustic data collected under various operating conditions, with a particular focus on the pump's optimal efficiency point. By employing three directional axes for vibration data acquisition, we achieved a comprehensive examination of the cavitation phenomenon. Signal processing techniques, such as feature extraction in the frequency domain, were used to identify distinct operating conditions as cavitation developed. Additionally, convolutional features were applied to assess the classification accuracy when datasets were converted into spectrograms. This research includes a thorough comparison of classification algorithms and different directional axes to provide insights into the effectiveness of the detection methods. The findings demonstrate the feasibility of detecting cavitation in real operating conditions using vibration signals, while highlighting challenges associated with using low-cost commercial acoustic data for cavitation detection. This introduction sets the stage for an in-depth exploration of the methodology, results, and implications of our study on early cavitation detection in axial irrigation pumps. The analysis of acoustic and vibration signals yielded similar results in detecting cavitation. Key indicators, such as peak-to-peak, RMS, and variation values, were effective metrics for cavitation detection. Frequency-based analysis in both the broadband range (2 kHz – 10 kHz) and the low-frequency range (0 – 1 kHz) revealed clear trends related to cavitation presence. Time-domain analysis of vibration signals proved effective for detecting and diagnosing cavitation in axial pumps. Using mean and peak values for vibration and acoustic amplitude analysis in the frequency domain provided additional insights for predicting cavitation.Keywords: Axial Flow Pump, Cavitation Monitoring, Vibration Analysis, Acoustic Signals, Cavitation Detection
-
در این مقاله به فرم یابی هوشمند و ارزیابی توابع چند موضوعی با هدف ایجاد تعادل و بهینه سازی سازه تنسگریتی [i] منشوری با مقطع مثلثی بر پایه الگوریتم ژنتیک و تحلیل رفتار ارتعاشات آزاد و اجباری سازه پرداخته شده است. معادلات دینامیک غیرخطی سیستم با استفاده از روش لاگرانژ و اجزا محدود استخراج شده است. فرایند فرم یابی پیشنهادی قابلیت تعیین اشکال پیچیده بدون محدودیت های ابعادی را دارا می باشد. سازه های تنسگریتی پایدار از میان پیکربندی های تصادفی و بر اساس محدودیت های تعریف شده (گره های محاط بر سطح خارجی کره، توازی و مساحت سطوح بالایی و پایینی) تولید و با استفاده از تابع تناسب فرم یابی می شوند. فرم یابی، در دو حالت مختلف با ماتریس اتصال مشخص و موقعیت مشخص و تصادفی عضوها (میله ها و ریسمان ها) بررسی شده است. عملکرد الگوریتم ژنتیک پیشنهادی و فرم های استخراج شده با روش چگالی نیرو صحه گذاری و رفتار ارتعاشی آنها در قالب بررسی فرکانس های طبیعی و شکل مودهای مربوطه همچنین بارگذاری خارجی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از تحلیل ها در قالب یک مطالعه مقایسه ای، قابلیت روش فرم یابی پیشنهادی و استخراج پیکربندی های سازه های تنسگریتی از منظر مشخصه های ارتعاشی را نمایش می دهد.
کلید واژگان: الگوریتم ژنتیک, تحلیل ارتعاشات, سازه تنسگریتی, فرکانس طبیعی, فرم یابی هوشمندThis study focuses on the investigation of intelligent form-finding and vibration analysis of a triangular polyhedral tensegrity that is enclosed within a sphere and subjected to external loads. The nonlinear dynamic equations of the system are derived using the Lagrangian approach and the finite element method. The proposed form-finding approach, which is based on a basic genetic algorithm, can determine regular or irregular tensegrity shapes without dimensional constraints. Stable tensegrity structures are generated from random configurations and based on defined constraints (nodes located on the sphere, parallelism, and area of upper and lower surfaces), and shape finding is performed using the fitness function of the genetic algorithm and multi-objective optimization goals. The genetic algorithm's efficacy in determining the shape of structures with unpredictable configurations is evaluated in two distinct scenarios: one involving a known connection matrix and the other involving fixed or random member positions (struts and cables). The shapes obtained from the algorithm suggested in this study are validated using the force density approach, and their vibration characteristics are examined. The findings of the comparative study demonstrate the efficacy of the proposed methodology in determining the vibrational behavior of tensegrity structures through the utilization of intelligent shape seeking techniques.
Keywords: Genetic Algorithm, Vibration Analysis, Tensegrity Structure, Natural Frequency, Intelligent Form-Finding -
The influence of vibrations on the position of the target in the interaction chamber of the ELI-NP facility represents an important element in any experiment with gamma beam rays. Also, several detection systems are provided around the interaction chamber for tracking the nuclear reactions that occur inside the interaction chamber. They are fixed with very high precision in relation to the interaction chamber. In addition to tracking the gamma ray beam, it must to know with great precision the position of the sample holder and of these detectors placed in laboratory. The precision required for a gamma-ray experiment is determined by the size of the studied material. If there is enough target material, then the precision is not important, but if we have a very small amount of material, then precision becomes significant. For a common experiment, accuracy is considered satisfactory for a value of 2μm. The paper analyzes the influence of anthropogenic and natural vibrations on the position of the target, located at the end of a guide beam.Keywords: Vibration Analysis, ELI-NP, Gamma-Ray, Interaction Chamber, Guide Element
-
در این مقاله، رفتار ارتعاشات غیرخطی میکروورق نانوکامپوزیتی تقویت شده با نانولوله های کربنی در تماس با سیال ساکن بررسی شده است. معادلات حرکت با استفاده از نظریه تغییر شکل برشی مرتبه اول صفحات و در نظر گرفتن اثر اندازه های کوچک و تغییر شکل های بزرگ به دست آمده است. خواص مکانیکی معادل با استفاده از قانون مخلوط ها تعیین شده است. معادلات غیرخطی حاکم با استفاده از روش گالرکین گسسته سازی شده و پاسخ معادله به صورت عددی به دست آمده است. پس از صحت سنجی نتایج، تاثیر مشخصات هندسی میکروورق، پارامتر اندازه های کوچک، ارتفاع سیال و کسر وزنی نانولوله های کربنی بر فرکانس های طبیعی و پاسخ دینامیکی مطالعه شده است. نتایج نشان می دهد با افزایش ارتفاع سیال فرکانس طبیعی کاهش می یابد. همچنین، تقویت میکروورق با استفاده از نانولوله های کربنی باعث رفتار سخت شوندگی فنر نرم شونده شده و منحنی پاسخ را به طور قابل ملاحظه ای به سمت راست خم می کند. این خمش با تغییرات جزئی در فرکانس تحریک می تواند باعث بروز ناپایداری جهش شود. نمودارهای پاسخ زمانی، منحنی فاز و پوانکاره نشان می دهد که رفتار ارتعاشی متناوب، شبه متناوب و آشوبناک در سیستم اتفاق می افتد.
کلید واژگان: تحلیل ارتعاشی, میکروورق, نانوکامپوزیت, نانولوله های کربنی, سیال ساکن, فرکانس طبیعیThis paper discusses the nonlinear dynamic behavior of nanocomposite microplates reinforced with carbon nanotubes in contact with static fluids. Equations of motion are derived using the first-order shear deformation theory of plates and considering the size effects and large deformations. Effective mechanical properties are determined by applying the law of mixtures. By use of the Galerkin method, the nonlinear equations governing motion are discretized and the numerical solution is obtained. The results have been verified and the effect of micro-plate geometrical characteristics, small size parameter, fluid height and weight fraction of the carbon nanotubes studied on natural linear and nonlinear frequencies and the dynamic response has been evaluated. The results indicate that the natural frequency of the system decreases with increasing fluid height. The reinforcement of microplates by carbon nanotubes also results in a softening of the stiffening behavior of the spring and a substantial bending of the response curve. Depending on the excitation frequency, this bending may result in jump instability. By examining the time response, phase, and Poincaré map of the system, periodic, quasi-periodic, and chaotic vibration behavior can be observed.
Keywords: Vibration Analysis, Microplate, Nanocomposie, Carbon Nanotube, Static Fluid, Natural Frequency -
عیوب خرابی بیرینگ و عدم هم محوری دو عیب بسیار متداول در الکتروموتورها محسوب میشود. در این مقاله، هدف تشخیص عیوب هم زمان بلبرینگ موتورالقایی و عدم هم محوری موتور با تجهیز است. برای این منظور سیستمی متشکل از الکتروموتور و شفت کوپل شده به آن طراحی شده و تحت شرایط متفاوت بارگذاری و در سرعت های مختلف مورد آزمایش قرار گرفته است. عیوب مذکور با استفاده از روش های مرسوم آنالیز سیگنال ارتعاشی و روش جدید بای اسپکتروم مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته اند و پارامترهای مناسب جهت تشخیص عیوب از هر یک از روش های آنالیز محاسبه شدند. در ادامه با استخراج ویژگی های برتر با الگوریتم آنالیز مولفه های اساسی، برای تشخیص عیوب و تصمیم گیری از الگوریتم کلاس بندی KNN استفاده شده است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که استفاده از روش جدید بای اسپکتروم به همراه روش های مرسوم آنالیز سیگنال قابلیت تشخیص عیوب بلبرینگ و عدم هم محوری موتورهای القایی چه بصورت تکی و چه بصورت هم زمان را تنها با اندازه گیری سیگنال ارتعاشی با دقت قابل قبولی فراهم می آورد.
کلید واژگان: عیب یابی, موتورهای القایی, آنالیز ارتعاشات, عیب بلبرینگ, عدم هم محوری, بای اسپکترومThe monitoring system for induction motors (IMs) plays an important role in the majority of industrial plants. Bearing faults and shaft misalignment are common mechanical defects in induction motors. The aim of this paper is to detect simultaneously two common faults in induction motor including bearing defect and shaft misalignment. For this purpose, a test setup consisting of an induction motor coupled to a rotor shaft is designed and tested under different loading conditions and at different speeds. The diagnosis parameters of vibration signal are calculated by conventional signal processing methods as well as bispectrum analysis. Feature extraction and KNN classification techniques are applied to the calculated parameters to provide condition monitoring of the induction motor. The results show that the application of bispectrum analysis along with the conventional signal processing methods improves detecting bearing fault in induction motor and shaft misalignment in the case of single fault as well as multiple simultaneous faults.
Keywords: Fault diagnosis, Induction motors, Vibration Analysis, bearing defects, misalignment, bispectrum -
افزایش دقت در گزارش های واحد پایش وضعیت منجر به کاهش زمان و هزینه تعمیرات و افزایش رضایت و اعتماد مدیریت نسبت به مقوله پایش وضعیت می گردد. به کارگیری هم زمان روش های پایش وضعیت بهترین راه برای اجتناب از ارایه گزارش های ناصحیح، چندپهلو و گمراه کننده است. این مقاله به تشریح سه موردکاوی از دستاوردهای به کارگیری هم زمان روش های پایش وضعیت در عیب یابی تجهیزات دوار می پردازد. هرچه اطلاعات جمع آوری شده از وضعیت ارتعاشات، دمای روانکار و صدای تجهیزات دوار بیشتر باشد، دقت پایش و عیب یابی تجهیزات نیز به مراتب بیشتر خواهد بود.کلید واژگان: پایش وضعیت, آنالیز ارتعاشات, ترموگرافی, آکوستیک امیشن, نت پیش بینانهIn the existing maintenance and repair system in industries, there are different strategies that in every industry, a specific strategy is tried to be implemented as the best strategy. What is certain is that trying to implement a specific strategy in the product maintenance and repair system is a closed view and it is necessary to select and implement the desired strategies according to the situation of each industry. As an example and in particular, the predictive maintenance strategy should be operational along with the preventive strategy to make the way to achieve the organizational goals of maintenance and repairs smoother. In some cases, it is even necessary to resort to a work-until-failure strategy for some equipment. Implementing a world-class condition monitoring program should be a condition monitoring unit's first priority. This article describes three case studies of the achievements of the simultaneous application of different condition monitoring techniques in the troubleshooting of rotating equipment. Increasing the accuracy of reports of the condition monitoring unit leads to a reduction in the time and cost of repairs and increases the satisfaction and trust of the management towards the condition monitoring unit. The simultaneous use of condition monitoring techniques is the best way to avoid providing incorrect, multifaceted and misleading reports, which sometimes lead to mistrust of different units and the management of a production complex regarding the category of condition monitoring.Keywords: Condition monitoring, Vibration Analysis, Thermography, Acoustic emission, predictive maintenance
-
Although the nonlocal integral (NI) model circumvents the inconsistencies associated with the differential model, it is shown in the present study that the way its nonlocal kernel function is normalized noticeably affects the dynamic response of nanobeams. To this aim, a two-phase nonlocal integral nanobeam model with different boundary conditions and kernel functions is considered and its natural frequencies are obtained using the Rayleigh-Ritz method. Also, the kernel function is normalized via two procedures to see the influence of each one on the vibration characteristics of nanobeam. From the results it is found that kernel normalization has a significant effect on vibration response of nanobeam and therefore must be taken into account. Further, it is found that the results from each normalized model are noticeably different from the other. Furthermore, by comparing the results of continuum NI models with those from atomistic models, it is revealed that for certain normalization schemes a calibrated nonlocal parameter cannot be found due to twofold hardening-softening behavior. Moreover, the effect of kernel type, boundary conditions and mode number is thoroughly studied. The results from current study can shed light on the way of choosing or developing more reliable equivalent continuum NI models for nanostructures.Keywords: Nonlocal integral model, nanobeam, Vibration analysis, Kernel function normalization, Calibration process, Atomistic modelling
-
در این پژوهش روشی جدید جهت تشخیص عیب ترک نازل انژکتور موتور لکوموتیو، با استفاده از آنالیز ارتعاشات و استفاده از آزمون های آماری، داخل شبکه های عصبی مصنوعی، ارایه شده است. در برنامه ارایه شده ابتدا سیگنال های ارتعاشی در حوزه فرکانس دریافت شده و محدوده فرکانسی مورد بررسی به چندین محدوده کوچکتر تقسیم می شود. سپس RMS هر محدوده به عنوان یک ویژگی فرکانسی استخراج و به عنوان ورودی به شبکه عصبی داده می شود. به دلیل اینکه انتخاب زیاد ویژگی باعث پایین آمدن دقت شبکه عصبی شده و همچنین جهت انتخاب ویژگی های بهتر، بردار ویژگی استخراج شده ابتدا از فیلترهای آزمون T، با سطوح معناداری مختلف، عبور کرده و سپس به عنوان ورودی به شبکه عصبی وارد می شود. استفاده از این روش ضمن افزایش دقت شبکه عصبی از 4/78 به 6/94 درصد، به فرایند تشخیص محدوده های فرکانسی، که تحت تاثیر عیب، تغییرات محسوسی دارند، کمک می کند. بر اساس نتایج به دست آمده عیب ترک نازل انژکتور، بیشتر باعث افزایش شدت ارتعاشات در باندهای فرکانسی بالای فرکانس های 1500 هرتز می شود.
کلید واژگان: پایش وضعیت, تحلیل ارتعاشات, موتورهای دیزل, پردازش سیگنال, شبکه عصبی مصنوعیIn this study, a new method for the fault detection of the locomotive engine injector nozzle based on vibration analysis and statistical tests, inside artificial neural networks, is presented. For this point, first the under study received vibration signals in the frequency domain is divided into several smaller ranges and the RMS of each range is then extracted as a frequency property and given as an input to the neural network. Because the high selection of the features reduces the accuracy of the neural network, the extracted feature vector with different levels of significance passes through the T-test filters, firstly, and then enters the neural network as an input. Using of this method, the accuracy of the neural network increases from 78.4 to 94.6%, and also help to detect the frequency ranges. According to the results, the fault of the injector nozzle crack increases the intensity of vibrations in the upper band frequencies of 1500 Hz.
Keywords: Condition monitoring, Vibration analysis, Diesel engines, Signal processing, Artificial neural network -
آنالیز ارتعاشات از کاربردی ترین روش های پایش وضعیت و عیب یابی تجهیزات دوار است . در این تحقیق با استفاده از آنالایزر ارتعاشات و الگوریتم ماشین بردار پشتیبان روشی جهت پایش وضعیت و عیب یابی بلوئر لکوموتیوهای آلستوم ارائه شده است. جهت انجام این تحقیق ابتدا از بلوئرها داده برداری ارتعاشی شده و سیگنال های دریافتی در چهار گروه بلوئرهای سالم و با عیوب نابالانسی، لقی پایه و تاب پره دسته بندی شدند. سپس از سیگنال های دریافتی تعداد 16 ویژگی فرکانسی و زمانی استخراج شدند. در سیستم های دوار توجه به نسبت شدت ارتعاشات در هارمونیک های دور تجهیز، می تواند به فرایند تشخیص عیب کمک کند، بنابراین نسبت تمام ویژگی ها به هم محاسبه و به عنوان ویژگی های جدید تعریف شدند. تعداد زیاد ویژگی در بعضی مواقع باعث پایین آمدن دقت شبکه می شود ، به همین دلیل داخل الگوریتم ماشین بردار پشتیبان یک فیلتر آزمون تی، جهت انتخاب ویژگی، قرار داده شد. نتایج به دست آمده نشان می دهد، فیلتر آزمون تی باعث افزایش دقت طبقه بندی الگوریتم ماشین بردار پشتیبان می شود. در انتها عملکرد انتخاب ویژگی این شبکه با انتخاب ویژگی توسط الگوریتم ژنتیک مقایسه شده که نتایج نشان می دهد در طبقه بندی عیوب بلوئر، شبکه ی طراحی شده در این تحقیق عملکرد بهتری در انتخاب ویژگی نسبت به الگوریتم ژنتیک دارد.
کلید واژگان: آنالیز ارتعاشات, پردازش سیگنال, ماشین بردار پشتیبان, آزمون تی, بلوئرVibration analysis is one of the most practical methods for monitoring and troubleshooting rotating equipment. In this research, vibration analysis and support vector machine algorithms were used for monitoring and troubleshooting Alstom locomotive blowers. First, vibration data were collected from the blowers and the received signals were categorized into four groups: healthy blowers and blowers with problems of unbalance, loose shaft (base), and warped blades. Sixteen frequency and time features were then extracted from the received signals. Because in rotating systems, the ratio of the intensity of vibrations in the harmonics of the rotation of the machine can help diagnose the faults, the ratios of all features were calculated and defined as new features. The accuracy of the network can be sometimes lowered by the multitude of features, thus, a t-test filter was inserted into the support vector machine algorithm to select the features. The results show that the t-test filter increased the accuracy of the support vector machine algorithm. Finally, the feature selection of this network was compared with the feature selection by the genetic algorithm. The results show that the network designed in this research has a better performance in feature selection than the genetic algorithm.
Keywords: Vibration Analysis, Signal Processing, Support Vector Machine, T Test, Blower -
Journal of Theoretical and Applied Vibration and Acoustics, Volume:8 Issue: 1, Winter & Spring 2022, PP 1 -12Predicting the vibration behavior of microsystems is of great importance. In this study, the vibration behavior of a microsensor modeled as a two-layer microplate is investigated. The effect of size has been investigated through the modified couple stress theory. The first natural frequency is extracted using the penalty approach. Boundary conditions are modeled using linear or torsional springs. Finally, changes in the natural frequency of the microsystem are presented according to different values of the microplate parameters such as the thickness of the silicon layer and material of the second layer. The results show that the natural frequency decreases as the thickness of the second layer increases. In addition, despite the different first natural frequencies for different parameters, the natural frequency diagram shows the same behavior in terms of system parameters under various boundary conditions. Finally, the effect of the thicknesses ratio and material length scale parameters ratio on the natural frequency is investigated. Predicting the vibration behavior of microsystems is of great importance. In this study, the vibration behavior of a microsensor modeled as a two-layer microplate is investigated. The effect of size has been investigated through the modified couple stress theory. The first natural frequency is extracted using the penalty approach. Boundary conditions are modeled using linear or torsional springs. Finally, changes in the natural frequency of the microsystem are presented according to different values of the microplate parameters such as the thickness of the silicon layer and material of the second layer. The results show that the natural frequency decreases as the thickness of the second layer increases. In addition, despite the different first natural frequencies for different parameters, the natural frequency diagram shows the same behavior in terms of system parameters under various boundary conditions. Finally, the effect of the thicknesses ratio and material length scale parameters ratio on the natural frequency is investigated.Keywords: Microsensor, Two-Layered Microplate, Modified Couple Stress Theory, Vibration Analysis
-
Journal of Theoretical and Applied Vibration and Acoustics, Volume:7 Issue: 2, Summer & Autumn 2021, PP 139 -156In this paper, the vibration analysis methods and shock pulse method (SPM) are compared in order to detect the unhealthy condition as well as fault type in the early stages of rolling element bearing (REB) degradation. To analyze vibration signals, three weak signature detection methods based on continuous wavelet transform (CWT), empirical mode decomposition (EMD) and envelope technique are employed. A set of accelerated life tests on REBs was designed and performed in CM lab of Sharif university of technology. Seven tests were conducted and vibration signals, as well as shock pulse signals, were recorded regularly. The trend of vibration level and shock pulse level are compared for early detection of the unhealthy condition in REBs. In addition, the extracted spectrums from SPM, CWT, EMD, and envelope techniques are studied to detect bearing characteristics frequencies (BCFs) to diagnostics. Results show that SPM has better performance on early fault detection of REBs rather than vibration analysis techniques.Keywords: Rolling element bearing (REB), Condition monitoring (CM), Early fault detection, Vibration Analysis, Shock pulse method (SPM)
-
در سال های اخیر با ظهور انقلاب صنعتی چهارم و توسعه فناوری های هوش مصنوعی، رویکردهای نوینی در زمینه نگه داری و تعمیر افزارگان معرفی شده اند؛ که از آن جمله می توان به همزاد دیجیتال اشاره نمود. اولین گام برای ایجاد همزاد دیجیتال یک افزار، ساخت شاخص های کمی و کیفی است که برای توصیف لحظه ای افزار در طی مدت بهره برداری به کار می رود. در این پژوهش یک روش نوین برای ساخت شاخص سلامت افزارگان براساس اندازه گیری ارتعاشات و مدل های یادگیری عمیق معرفی شده است. برای این منظور داده های ارتعاشی خام تجهیز با استفاده از تبدیل موجک پیوسته به تصاویر دوبعدی تبدیل خواهند شد. سپس با استفاده از یک مدل یادگیری عمیق، میزان تفاوت تصاویر وضعیت سالم و معیوب افزار تشخیص داده شده و شاخص سلامت ایجاد می شود. مدل ارائه شده می تواند به صورت خودکار شاخص سلامت را ایجاد نماید و نیازمند دانش متخصص خبره برای تفسیر نتایج آنالیز ارتعاشی نیست. همچنین، آموزش مدل یادگیری عمیق به صورت بدون نظارت بوده و تنها با استفاده از داده های ارتعاشی وضعیت سالم تجهیز صورت می پذیرد و بنابراین نیازمند داده های خرابی پیشین نیست. عملکرد مدل پیشنهادشده توسط داده های ارتعاشی یاتاقان مورد ارزیابی قرارگرفته که نشان از توانایی قابل قبول شاخص سلامت در تشخیص آغاز خرابی و چگونگی روند رشد آن دارد.
کلید واژگان: پایش وضعیت, هوش مصنوعی, یادگیری عمیق, آنالیز ارتعاشات, همزاد دیجیتالIn recent years, with the advent of the Fourth Industrial Revolution concepts and the development of artificial intelligence technologies, new approaches such as the digital twin have been introduced. In a digital twin, a virtual counterpart of the physical system during its whole life is created, with abilities such as analyzing, evaluating, optimizing, and predicting. The first step in creating a digital twin model is to construct a (multi) digital health indicator that describes different aspects of the physical component state during the whole life of the component. In this research, a new method for constructing health indicators based on vibration measurement and a deep learning model has been introduced. For this purpose, the Continuous Wavelet Transform was used to convert the raw vibration signals into two-dimension images; Then, the deep learning model was used to extract features from the images and the health indicator is constructed based on the differences of the images in normal and failure stages. In this article, various Autoencoder architectures are discussed, and it is demonstrated that the Convolutional Autoencoder has better performance in terms of detecting incipient faults. The performance of the proposed model is evaluated by the vibration data of the bearing, and the constructed health indicator exhibited a monotonically increasing degradation trend and had good performance in terms of detecting incipient faults.
Keywords: Condition Monitoring, Artificial Intelligence, Deep Learning, Vibration Analysis, Digital Twin -
چرخ ها از مهمترین قسمت های تجهیزات وسایل نقلیه ریلی می باشند. وجود خرابی بر روی سطوح غلتشی چرخ ها عامل افزایش ارتعاشات در آن ها و متعاقبا باعث خرابی دیگر متعلقات می شود. به طور سنتی سیستم های ریلی از فرآیند بازرسی پیشگیرانه پیروی می کنند. این بازرسی ها هزینه بر، با بازدهی پایین، زمان بر و در معرض خطای انسانی هستند. نگهداری و تعمیرات بر اساس پایش وضعیت مزایای بیشتری نسبت به روش های قدیمی دارد. در این روش ها، ارتعاشات، نویز و یا سایر پارامترهای کارکردی اجزای وسیله نقلیه، از جمله چرخ، اندازه گیری و تحلیل می شود. در این تحقیق، روشی جهت عیب یابی چرخ به کمک اندازه گیری ارتعاشات ریل ارایه شده است. با اندازه گیری ارتعاشات ریل از طریق نصب تجهیزات اندازگیری، ارتعاشات حاصل از عبور هر چرخ ثبت می گردد. سپس با استفاده از پارامتر میانگین مربعات متحرک در حوزه زمان به پایش وضعیت سلامت چرخ های ریلی پرداخته شده است. تنظیم صحیح پارامترهای مرتبط مانند طول پنجره و میزان همپوشانی در محاسبه میانگین مربعات متحرک تاثیر مستقیمی بر نتایج دارد. روش پیشنهادی بر روی داده های اندازه گیری شده پیاده سازی شده است. نتایج تجربی نشان می دهد که به کمک این روش می توان وجود و موقعیت آسیب در چرخ را تعیین نمود.کلید واژگان: پایش وضعیت سلامت, آنالیز ارتعاشات, خرابی چرخ, میانگین مربعات متحرکRail wheels are one of the most important parts of rail vehicles. The presence of damage on the rolling surface of the wheels causes an increase in vibrations in the wheels, and consequently, this can damage other components. Rail systems generally follow a preventive inspection process, which is costly, low-efficiency, time-consuming and prone to human error. Nowadays, condition monitoring based maintenance is preferred for this purpose. In such methods, vibrations, noise or other functional parameters of vehicle components, including wheels, are measured and analyzed. In this study, a method for wheel damage detection by measuring rail vibrations is presented. By measuring the vibrations of the rails through installation of measuring devices, the vibrations caused by the passage of each wheel are recorded. Then, using the Moving Root Mean Square in the time domain, the health condition of the vehicle is monitored. Proper adjustment of related parameters such as window length and overlap in calculating Moving RMS has a great impact on the results. The proposed method is implemented on the measured data. The presence and location of wheel damage was determined successfully.Keywords: Health Condition Monitoring, Vibration analysis, Wheel Damage, Moving RMS
-
تعیین مشخصات هندسی بوم تلسکوپی برای پایداری ماهواره و کاهش ارتعاشات انتقالی آن از موضوعات بسیار مهمی است که برای طراحی یک بوم پایدارساز ماهواره باید مورد توجه قرار گیرد. در این پژوهش، با توجه به نسبت بالای جرم ماهواره به بوم، بوم به صورت یک تیر یکسرگیردار با روش المان محدود مدل سازی شده و جابجایی اولیه ای متناسب با شکل مود اول برای آن در نظر گرفته شده است. نیرو و گشتاورهای تکیه گاهی تیر با استفاده از روش حل دینامیکی نیومارک برای مدل المان محدود محاسبه شده و با این مقادیر زوایای اویلری ماهواره مورد ارزیابی قرار گرفته که در این پژوهش جابجایی بحرانی تیر که تغییرات جانبی آن می باشد، بررسی شده است. برای پایداری، طول بوم باید افزایش پیدا کند در حالیکه برای کاهش ارتعاشات ماهواره طول کوتاه مورد نظر است. با استفاده از الگوریتم بهینه سازی چند هدفه، تعارض طول برای دستیابی به مشخصات هندسی مناسب حل شده است. نتایج نشان می دهد که پایداری و ارتعاشات انتقالی از تیر به ماهواره بسیار حایز اهمیت است و انتخاب درست هندسه روی این دو موضوع اثر به سزایی دارد.
کلید واژگان: بهینه سازی چندهدفه, تحلیل ارتعاشات, دینامیک ماهواره, پایداری ماهواره, بوم تلسکوپیDetermining the geometrical characteristics of the telescopic booms for the stability of the satellite and reducing its transmission vibrations is one of the most important issues that should be considered for designing a satellite stabilization booms. In this study, due to the high ratio of satellite mass to the booms, the booms is modeled as a cantilever beam with finite element method and the initial displacement in accordance with the shape of the first mode is considered for it. The supports forces and torques were calculated using the Newmark dynamic solution method for the finite element model. With these values, the Eulerian angles of the satellite have been evaluated. In this study, the critical displacement of the beam, which is its lateral displacement, has been investigated. For stability, the length of the booms should be increased, while for decreasing the vibrations of the satellite, a short length is desired. Using multi-objective optimization algorithm, the conflict has been resolved to achieve the appropriate geometry. The results show that the stability and vibrations transmitted from the beam to the satellite are very important and the correct choice of geometry has a good effect on these two issues.
Keywords: Multi-objective Optimization, Vibration Analysis, Satellite Dynamics, Satellite Stability, Telescopic Booms -
ددر این مقاله به تشریح یک موردکاوی حاصل از دستاوردهای پیاده سازی روش پایش وضعیت مبتنی بر آنالیز ارتعاشات و آکوستیک امیشن پرداخته شده است. همچنین تاثیر آلایندگی آب بر عمر یاتاقان مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه ضمن بررسی خرابی مشاهده شده به ریشه یابی علل خرابی براساس استاندارد ISO15243 و ارایه راه کارهایی با هدف پیشگیری از وقوع خرابی های مشابه در آینده پرداخته شده است. رویکرد این مقاله بررسی نتایج استفاده هم زمان از روش های مختلف پایش وضعیت در تشخیص دقیق و سریع خرابی یاتاقان و جلوگیری از وقوع تکرار خرابی بوده است.کلید واژگان: پایش وضعیت, آنالیز ارتعاشات, آکوستیک امیشن, نت پیش بینانه, تشخیص خرابی یاتاقانIn the maintenance system in the industry, there are different strategies that are tried in each industry.Implement a specific strategy as the top strategy.Attempt to implement a specific strategy in product maintenance and repair system is a closed view and it is necessary to suit the situation of each industry, the desired strategies select and implement.For example, a predictive repair strategy should be combined with an operational preventive strategy to pave the way for organizational maintenance goals. In some cases it is even necessary for some equipment resorted to work strategy until failure.This paper describes a case study of the achievements of simultaneous implementation of condition monitoring techniques including vibrations and acoustic emissions. The effect of water pollution on bearing life is also investigated has taken. In the following, while examining the observed failure, to find the root causes of the failure and provide targeted solutions Similar failures have been prevented.Keywords: Condition monitoring, Vibration Analysis, Predictive maintenance. Bearing failure detection
-
مبنای تشخیص معایب احتمالی یک ماشین، مقایسه طیف های فرکانسی ارتعاشات نقاط مختلف آن با طیف های مرجع موجود است. استفاده از این روش عیب یابی مقرون به صرفه است چرا که بدون نیاز به توقف ماشین، می توان وضعیت نقاط مختلف آن را تحت بررسی قرار داد و همچنین فقط در مواقع لازم و با توجه به میزان پیشرفت عیوب احتمالی، می توان اقدام به تعمیر آن نمود. در این تحقیق، از شبکه ی عصبی پرسپترون چند لایه (MLP) و شبکه عصبی پیشخور (FNN) استفاده شده است. همچنین عیوب متداول در ماشین آلات دوار بطور جداگانه ایجاد شد و فرکانس ارتعاشی تولیدی توسط دستگاه آنالیزور ADASH 4400 اندازه گیری گردید. با معرفی چهار ویژگی ارتعاشی شامل ناهمراستایی زاویه ای، لقی، خرابی و نابالانسی بیرینگ بعنوان داده های ورودی به شبکه های عصبی مصنوعی، نتایج با سیگنالهای فرکانسی مرجع مقایسه گردید. نتایج نشان می دهد که شبکه های عصبی MLP و FNN به ترتیب تا 73% و 78% توانایی تشخیص عیوب را دارند. بنابراین روش FNN برای پیش بینی و شناسایی عمر مفید قطعات دوار پیشنهاد می گردد.کلید واژگان: شبکه عصبی پرسپترون چند لایه, شبکه عصبی پیشخور, ماشین های دوار, آنالیز ارتعاشات, تشخیص عیوبThe base of diagnosing the possible defects of a machine is comparing the frequency spectra of the vibrations at different points with the existing reference spectra. Due to the needless stoping of machine for investigation of its various parts, use of this troubleshooting method is affordable; Also, regarding to progress of possible defectes, the machine can be rapaired in any required times. In this study , using Neural Network (MLP and FNN), firstly common defects in rotating machines were created separately, then the produced vibrational frequency were measured by ADASH 4400 analyzer. Introducing four vibrational characteristics including angular misalignment, clearance, failure and unbalance of bearing as input data of artificial neural network ,the results were compared to the reference frequency signals. The results show that neural networks MLP and FNN increase the defects detection ability by 73% and 78%, respectively. So, FNN method is proposed for useful life prediction and detection of rotating parts.Keywords: Multilayer Perceptron Neural Network, Feed Forward Neural Network, Rotary Machines, Vibration Analysis, Fault diagnosis
-
تشخیص زودهنگام عیب در یاتاقان های غلتشی نقش بسیار تاثیرگذاری بر افزایش قابلیت اعتماد تجهیزات و بهینه نمودن تصمیم های آینده ی برای بهره برداری از تجهیزات دوار دارد. در دهه های اخیر روشی به نام شاک پالس برای تشخیص عیب در یاتاقان های غلتشی توسعه داده شده است که قابلیت تشخیص رشد عیب از مراحل اولیه را دارد. هدف از انجام پژوهش حاضر، مقایسه بین دقت پیش بینی عمر مفید باقی مانده یاتاقان غلتشی تنها با استفاده از داده های پایش وضعیت ارتعاشات و با استفاده از ترکیب داده های پایش وضعیت ارتعاشات و روش شاک پالس می باشد. در این راستا مجموعه ای از آزمایش های عمر پرشتاب یاتاقان غلتشی روی یک پلتفرم تجربی طرح ریزی و انجام شده است. مقادیر ارتعاشات و شاک پالس تست های عمر پرشتاب یاتاقان غلتشی همزمان از لحظه شروع تا پایان خرابی به کمک دو سنسور ارتعاشات و شاک پالس اندازه گیری و روند تغییرات آنها ثبت شده است. سپس با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی مدلی برای پیش بینی عمر مفید باقی مانده یاتاقان غلتشی توسعه داده شده است و مقایسه ای بین استفاده از خصیصه های آنالیز ارتعاشات و شاک پالس روی دقت پیش بینی انجام گردیده است. در نهایت نشان داده می شود که استفاده از داده های روش شاک پالس باعث بهبود دقت پیش بینی زمان وقوع خرابی یاتاقان های غلتشی و منجر به نتایج با خطای کمتر می گردد.
کلید واژگان: یاتاقان غلتشی, پایش وضعیت, آنالیز ارتعاشات, روش شاک پالس, شبکه عصبیEarly fault detection of the rolling element bearings has a very important role in increasing the reliability of rotating machines.It leads to better decision-making for maintenance activities. In recent decades, the shock pulse method has been developed to detect faults in the early stage of rolling element bearings degradation. In this paper, the accuracy of the remaining useful life estimation using extracted features from vibration signals and that from the shock pulse method are compared. In this regard, a set of accelerated life tests on rolling element bearings were designed and performed. Both shock pulse signals and vibration signals of the under-test rolling element bearings were recorded. Then two models based on feed-forward neural-network are developed to predict the remaining useful life of rolling element bearings. In the first model, only extracted features from vibration signals are fed for remaining useful life prediction. In the second model, the extracted features from shock pulse method are fed too. The results show that using shock pulse method-based features improves the accuracy of remaining useful life estimation. Also, using the health indicators extracted from vibration analysis and shock pulse method leads to a better estimating of the degradation behavior.
Keywords: Rolling Element Bearings, Condition Monitoring, Vibration Analysis, Shock Pulse Method, Neural-Network -
به منظور اجرای درست روش های پایش وضعیت لازم است هر روش به صورت اصولی اجرایی شده و نتایج به دست آمده از هر روش با نتایج خروجی روش های دیگر مقایسه گردد. در برخی موارد ممکن است در عیب یابی ها، یک روش خاص کارا باشد ولی در بیشتر موارد می توان گفت که تجمیع روش های مختلف به تصمیم گیری درست کمک شایانی می کند. در پژوهش جاری ضمن تشریح چگونگی استفاده از روش های پایش وضعیت مختلف، به دستاوردهای حاصل از اجرای هم زمان این روش ها در یکی از میادین نفتی کشور پرداخته شده است.کلید واژگان: پایش وضعیت, آنالیز ارتعاشات, ترموگرافی, آکوستیک امیشن, نت پیش بینانهIn the maintenance system in industries, there are different strategies that in each industry, a specific strategy is tried to be implemented as a superior strategy.What is certain is that trying to implement a specific strategy in the product maintenance system is a closed view and it is necessary to select and implement the desired strategies according to the situation of each industry.In order to properly implement the situation monitoring techniques, it is necessary to implement each technique in a principled manner and compare the results obtained from each technique with the output results of other techniques. In some cases, a particular technique may be effective in diagnostics, but in most cases it can be said that the combination of different techniques helps to make the right decision.In the present study, while explaining how to use different situation monitoring techniques, the achievements of the simultaneous implementation of these techniques in one of the country's oil fields have been discussed.Keywords: Condition monitoring, Vibration Analysis, Thermography, ultrasound test
-
در این مقاله، یک سامانه هوشمند به منظور تشخیص و طبقهبندی عیوب مکانیکی رایج مولد برق موتور بر پایه تحلیل بسامد علامتهای ارتعاش توسعه داده شد. بدین منظور، در ابتدا علامتهای ارتعاش یک مولد برق تحت چهار وضعیت سالم، خوردگی یاتاقان، محور دوار ترک خورده و نامتعادل در محور توسط یک شتابسنج دریافت شد. سپس علامتهای حوزه زمان با روش تبدیل سریع فوریه به حوزه بسامد منتقل شدند. در گام بعد، روش چگالی طیف توان برای دومین مرحله تحلیل بسامد استفاده شد. پس از آن در مرحله داده کاوی، دوازده ویژگی آماری از مقادیر چگالی طیف توان علامتها استخراج و به منظور تشخیص و طبقهبندی عیوب مولد برق، به عنوان ورودی به طبقهبند شبکه عصبی مصنوعی داده شدند. نتایج نشان داد که روش ارایه شده، قادر به تشخیص عیوب مختلف مولد برق با دقت بیش از 92% است.
کلید واژگان: تشخیص عیب, آلترناتور, تحلیل ارتعاش, موتور درونسوز, شبکه عصبی مصنوعیIn this article, an intelligent system is introduced in order to detection and classification of some common mechanical faults of an engine alternator based on the frequency analysis of vibration signals. For this purpose, firstly the vibration signals of an alternator under four conditions, including healthy, bearing corrosion, cracked rotor and unbalanced excited shaft, were captured by an accelerometer. Time-domain signals were then transformed into frequency-domain with the aid of FFT. At the next step, power spectral density (PSD) method was used for the secondary frequency signal processing level. Afterward, in data mining step, twelve statistical features were extracted from the PSD values of the signals, which were fed as the input data into the ANN classifier to detect and classify the alternator faults. The results indicate that the proposed method has the capable of detecting the different alternator faults with an accuracy higher than 92%.
Keywords: Fault diagnosis, Alternator, Vibration analysis, IC Engine, Artificial Neural Network -
The damping vibration characteristics of magneto-electro-viscoelastic (MEV) nanobeam resting on viscoelastic foundation based on nonlocal strain gradient elasticity theory (NSGT) is studied in this article. For this purpose, by considering the effects of Winkler-Pasternak, the viscoelastic medium consists of linear and viscous layers. with respect to the displacement field in accordance with the refined shear deformable beam theory (RSDT) and the Kelvin-Voigt viscoelastic damping model, the governing equations of motion are obtained using Hamilton’s principle based on nonlocal strain gradient theory (NSGT). Using Fourier Series Expansion, The Galerkin’s method adopted to solving differential equations of nanobeam with both of simply supported and clamped boundary conditions. Numerical results are obtained to show the influences of nonlocal parameter, the length scale parameter, slenderness ratio and magneto-electro-mechanical loadings on the vibration behavior of nanobeam for both types of boundary conditions. It is found that by increasing the magnetic potential, the dimensionless frequency can be increased for any value of the damping coefficient and vice versa. Moreover, negative/positive magnetic potential decreases/increases the vibration frequencies of thinner nanobeam. Also, the vibrating frequency decreases and increases with increasing nonlocal parameter and length scale parameter respectively.
Keywords: Piezoelectric nanobeam, Vibration analysis, Viscoelastic damping, Nonlocal strain gradient, Magneto-electro-viscoelastic
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.