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| 1 | 西安地裂缝对地铁隧道的危害及防治措施研究显示文摘西安地裂缝是一种独特的城市地质灾害,其活动对地铁建设造成严重威胁,西安地铁建设的关键是如何解决地铁隧道穿越地裂缝带的问题。以西安地铁穿越地裂缝带为研究对象,在地裂缝基本特征分析和未来活动趋势预测的基础上,分析了地裂缝活动对地铁隧道的危害模式,从结构、防水、地基基础与变形监测等方面提出了如下防治措施:结构上应采用扩大断面、预留净空、分段设缝加柔性接头和局部衬砌加强等措施;防水方面宜采用可卸式管片拼装双层结构法和波纹板强化橡胶复合材料制成的防裂止水带处理;地基基础处理方面采用地基注浆加固法和弹性囊变形恢复法处理;建立隧道衬砌和轨道的变形监测预警方案;地铁线路走向应尽量与地裂缝正交或大角度相交,避免小角度相交;严格禁止在地铁沿线一定范围内开采地下水。研究成果可为西安地铁隧道穿越地裂缝带的施工、结构和防水设计以及隧道病害监测与防治提供重要参考。 | 黄强兵 彭建兵 樊红卫 杨沛敏 门玉明 | 2009 | 岩土工程学报2009，31，5： | 85 |
| 2 | 智慧矿山背景下我国煤矿机械故障诊断研究现状与展望显示文摘目前,煤炭依然是我国主体能源,煤矿井下环境复杂恶劣,使煤矿设备故障频发,对采煤安全造成严重威胁。目前机械故障诊断技术以振动为主要手段,研究涉及动力学与故障机理、信号处理与特征提取、基于振动数据的智能诊断等。故障机理研究为信号特征提取和智能诊断提供基础,主要研究轴承、齿轮及机械系统在故障状态下的振动规律,特别是频率构成。信号处理算法的目的在于从实测信号中提取反映故障信息的成分,根据信号特点主要包括频谱分析、小波分析和经验模态分解等。基于数据的智能诊断方法发展迅速,其主要对监测数据进行分类、聚类和回归分析,根据数据特点有支持向量机、浅层神经网络和深度学习方法等,种群智能算法常用于这些方法的参数优化。研究表明煤矿设备机械故障诊断研究滞后,亟需加强理论研究、算法开发和工程应用,为我国智慧矿山和煤炭绿色、安全和高效开采提供支持。 | 樊红卫 张旭辉 曹现刚 万翔 杨一晴 | 2020 | 振动与冲击2020，39，24： | 32 |
| 3 | 主动混合式砂轮-电主轴系统自动平衡装置研究综述显示文摘高速磨削过程中,砂轮-电主轴的不平衡影响工件精度和主轴寿命。因此,自动平衡装置在高速精密加工场合应用广泛。主动混合式自动平衡头是当今应用最多的一类自动平衡装置,阐述了其动平衡原理,并对其按结构特点进行了分类介绍。最后,对自动平衡装置未来发展作了展望,提出了平衡头的设计要求。 | 樊红卫 景敏卿 刘恒 | 2012 | 振动与冲击2012，31，5： | 21 |
| 4 | 新型双稳态压电振动俘能系统的理论建模与实验研究显示文摘针对线性压电俘能系统的共振频带窄、俘能方向单一、发电效率低等问题,设计了一种双稳态磁力耦合多悬臂梁俘能结构。利用广义Hamilton变分原理建立了系统分布式力-电-磁耦合模型,结合数值计算和实验验证方法揭示了磁铁间距、外界振动激励条件对压电俘能系统响应特性的影响规律。研究结果表明:在合适的磁距和外界振动激励条件下,系统的输出电压可达18V,是线性压电振动俘能系统的3.5倍,有效工作频带是线性压电振动俘能系统的3.1倍,说明双稳态压电振动俘能系统具有明显拓宽有效工作频带和提升发电效率的能力,为压电俘能系统工程化应用提供了理论依据。 | 张旭辉 赖正鹏 吴中华 谭厚志 左萌 樊红卫 | 2019 | 振动工程学报2019，32，1： | 21 |
| 5 | 西安地铁2号线穿越地裂缝的技术措施显示文摘西安地铁2号线是西安的第一条地铁线路,它穿过了13条地裂缝中的10条,西安地裂缝是在西安正断层组的基础上发育起来的,地裂缝的变形具有不可抗拒性和巨大的破坏性,会给隧道结构带来致命的危害,地裂缝引起的隧道结构破坏模式有两种:拉张-挤压破坏型和直接剪断破坏型。通过分析地裂缝的活动特征,估算出2号线沿线地裂缝的最大垂直位移量及百年变形量,分别阐述明挖法、浅埋暗挖法的结构处理方案,地裂缝处理的接头方案,地裂缝处的结构防水等技术措施。 | 樊红卫 | 2008 | 都市快轨交通2008，21，4： | 20 |
| 6 | 高速电主轴支承刚度计算及模态分析显示文摘以某型号数控磨床用高速电主轴为研究对象,基于滚动轴承静力学推导了高速电主轴常用支承—角接触球轴承计及预紧接触角变化的径向刚度和多联组配轴向刚度计算公式,结果显示该计算公式比现有文献中相关计算更准确,讨论了轴向预紧力对支承刚度的影响规律。在得到支承刚度的基础上,在ANSYS中采用弹簧单元COMBIN14模拟主轴轴承支承,基于ANSYS对主轴部件进行了不同轴向预紧力和不同转速下的模态分析,讨论了转速和轴向预紧力对电主轴模态的影响。 | 吴腾庆 刘恒 景敏卿 陈增凡 樊红卫 | 2013 | 机械设计与制造2013，，8： | 19 |
| 7 | 基于小波包分解和PSO-BPNN的滚动轴承故障诊断显示文摘针对现有煤矿旋转机械滚动轴承故障诊断方法存在信号有效特征提取不完全、故障诊断精度不高及效率低等问题,提出了一种基于小波包分解和粒子群优化BP神经网络的滚动轴承故障诊断方法。该方法包括信号特征提取和故障类型识别两部分:在信号特征提取部分,对采集的滚动轴承振动信号进行小波包分解,得到各子频带能量及信号总能量,经归一化处理后获得表征滚动轴承状态的特征向量;在故障类型识别部分,通过粒子群优化算法优化BP神经网络的初始权值和阈值,以加速网络收敛速度,避免陷入局部极小值。实验结果表明,该方法提高了滚动轴承故障诊断效率和准确率。 | 鞠晨 张超 樊红卫 张旭辉 杨一晴 严杨 | 2020 | 工矿自动化2020，46，8： | 18 |
| 8 | 磁力配重型在线自动平衡头的作动原理研究显示文摘从转子在线自动动平衡的基本原理入手,提出了自动平衡头的质量块运动方案。基于电磁-永磁混合驱动思想,设计了以环形通电线圈和稀土永磁材料为激励的平衡头磁路结构。介绍了平衡头作动过程,基于此给出了阶跃型驱动电压波形。针对170MD12Y16高速磨削电主轴,设计了平衡头具体结构,通过有限元电磁场仿真,确定了合适的线圈安匝数和磁阻调整环厚度;通过驱动试验,验证了仿真结果的正确性并确定了合适的电压及其持续时间。研究结果表明,当安匝数为1kA、磁阻调整环厚度为0.2mm、驱动电压为12.4V且占与空时间均为120ms时,平衡头运转平稳。 | 樊红卫 景敏卿 王仁超 刘恒 | 2013 | 西安交通大学学报2013，47，2： | 16 |
| 9 | 采煤机摇臂齿轮传动系统振源定位分析方法显示文摘为了研究采煤机摇臂传动齿轮的振动分析方法并进行实机振源定位验证,首先,采用小波分析对采煤机摇臂振动信号进行降噪处理和频谱分析,依据特征频率下的振幅结果确定故障齿轮的啮合频率;然后,通过Morlet小波包络解调分析获取边频带信号频谱特征,依据边频带特征频率下的振幅结果确定故障齿轮的转动频率;最后,对频谱分析和Morlet小波包络解调分析的结果进行综合分析,锁定故障齿轮的准确位置。对一台国产采煤机摇臂齿轮传动系统进行了振动测试与信号分析,结果表明,基于小波分析、频谱分析和Morlet小波包络解调分析相结合的振动分析方法可以实现对采煤机摇臂故障齿轮的准确定位,为强噪声环境下复杂齿轮传动系统的故障快速定位和现场定点维修提供了方法支持。 | 毛清华 张旭辉 马宏伟 邢望 樊红卫 | 2016 | 振动.测试与诊断2016，36，3： | 15 |
| 10 | 快速谱峭度结合阶次分析滚动轴承故障诊断显示文摘针对变速齿轮箱振动信号非平稳、强干扰及信号调制等特征,导致滚动轴承故障难以精确诊断,提出了融合快速谱峭度的滚动轴承故障包络阶次谱诊断方法。采用快速谱峭度自适应确定滤波参数,对时域信号进行带通滤波和包络以提高信噪比,将包络后时域非平稳信号重采样后转换为角域伪平稳信号,消除'频率模糊',对角域包络信号频谱分析得到阶次包络谱,根据阶次特征对比实现滚动轴承故障诊断,完成了从600~1 500 r/min升速过程中齿轮箱滚动轴承外圈故障的模拟与信号分析实验。结果表明,所提出的方法故障特征阶次最大误差为1.84%,能够有效提取变速工况下滚动轴承故障特征并判定其类型。 | 张旭辉 张超 樊红卫 毛清华 杨一晴 | 2021 | 振动.测试与诊断2021，41，6： | 14 |
| 11 | 煤矿旋转机械在线故障诊断及预警系统设计显示文摘针对现有煤矿机械在线监测与诊断技术未实现故障特征在线提取及故障类型自动识别的问题,设计了一种基于LabVIEW的煤矿旋转机械故障在线诊断及预警系统。该系统采用频谱分析、功率谱分析、包络谱分析、倒频谱分析等方法分析振动信号,得到旋转机械运行过程中各部件的特征参数,与故障类型数据库里的特征参数进行对比,实现故障诊断。设计了精细诊断和粗略诊断2种故障诊断模式,通过互锁的方式将2种模式关联起来,若旋转机械各主要部件结构参数已知,可选用精细诊断模式,否则选用粗略诊断模式。通过模拟旋转机械转子不平衡故障验证系统性能,结果表明,该系统能够准确识别故障并发出提示,且操作简单、可靠性高。 | 杨一晴 马宏伟 樊红卫 张旭辉 张超 韩磊 | 2019 | 工矿自动化2019，45，10： | 14 |
| 12 | 矿井主通风机振动在线监测与故障诊断系统显示文摘通风机是影响煤矿生产安全的重要设备,通常要求其连续工作而不能频繁停机。为了实时监控通风机的运行状态,设计了振动在线监测与故障诊断系统。系统接入振动信号,多个通道同步采集振动信息,经信号预处理后分别进行时域和频域分析;结合设备实际运行状况,设置故障阈值以判断设备当前状态和故障情况。在某煤矿主通风机上进行了生产现场应用验证,实际提取的通风机特征频率与理论计算值误差小于5%,证明了系统功能正常、数据分析准确可靠。 | 杨一晴 马宏伟 樊红卫 张超 张勇强 韩磊 | 2019 | 煤矿机械2019，40，12： | 14 |
| 13 | 一种对称极坐标图像模糊C均值聚类的电主轴失衡故障诊断方法显示文摘为解决电主轴转子不平衡故障的可视化智能识别问题,提出了一种对称极坐标图像和模糊C均值(FCM)聚类相结合的失衡故障诊断新方法。首先对转子时域振动信号进行经验模态分解降噪,按对称极坐标方法将其转化为二维雪花图像,通过灰度共生矩阵,提取雪花图像二维特征参数;然后对已知样本信号的特征参数组建故障特征向量,标准化后作为FCM输入,得到分类矩阵和聚类中心;最后计算待测样本和已知故障样本聚类中心贴进度,实现失衡故障识别和分类。在某电主轴系统平台上完成了1800 r/min时转子3种不同失衡状态的诊断试验,在对45组小样本识别中该方法的分类准确率达到73%。 | 樊红卫 邵偲洁 张旭辉 马宏伟 曹现刚 景敏卿 | 2019 | 西安交通大学学报2019，53，12： | 11 |
| 14 | 一种电磁式自动平衡头设计计算与响应试验显示文摘为了提高转子动平衡的精度和效率,针对高速电主轴-砂轮系统,提出了其在线自动动平衡方案。设计并开发了一款自锁型电磁环式在线自动平衡头。计算了该平衡头的配重量、电磁自锁力矩以及可以承受的最大轴角加速度。搭建了平衡头校正能力考核试验台,完成了模拟组合转子在1 878r/min的平衡机上预平衡和平衡头在1 300r/min的振动响应测试。结果表明:平衡头最大配重量为33.77g·cm,自锁合力矩为2.354 6N·m,可承受的最大轴角加速度为5 010rad/s2,在配重范围内振动响应规律基本正确且对轴的正反转具有较好的重复性。 | 樊红卫 景敏卿 王仁超 刘恒 辛文辉 智静娟 | 2014 | 振动.测试与诊断2014，34，5： | 11 |
| 15 | 含齿根过渡曲面的弧齿锥齿轮有限元精确建模显示文摘针对齿轮加工的展成法,建立了弧齿锥齿轮轮齿齿面展成坐标系。采用双面刀盘加工大轮齿槽的两个侧面,建立了双面刀盘的数学模型,推导了直线刀刃的切削锥面方程和刀尖圆角方程;采用单面刀盘加工小轮轮齿的两个侧面,建立了单面刀盘的数学模型,推导了直线刀刃的切削锥面方程和刀尖圆角方程。按照从摇台到轮坯的坐标转化顺序,从刀具方程得到了被加工齿轮的工作齿面方程和齿根过渡曲面方程。针对弧齿锥齿轮轮齿齿廓端面特征,给出了精确划分轮齿有限元网格的方法。对某弧齿锥齿轮副,在MATLAB环境下获得了含齿根过渡曲面的精确轮齿有限元模型。为承载接触分析和应力计算奠定基础。 | 刘光磊 樊红卫 | 2010 | 机械科学与技术2010，29，12： | 11 |
| 16 | 螺旋锥齿轮设计与制造的研究现状与展望显示文摘从螺旋锥齿轮的设计理论、仿真分析、加工制造等方面综述当前国内外螺旋锥齿轮技术研究的现状与发展趋势。 | 樊红卫 谷霁红 | 2009 | 机械制造2009，47，8： | 10 |
| 17 | 基于深度迁移学习的采煤机摇臂部滚动轴承故障诊断方法显示文摘针对长期正常服役的采掘装备典型故障数据少、有标签数据不足,故障诊断模型训练效果不好等问题,提出一种基于深度迁移学习的采煤机摇臂部传动系统故障智能诊断方法。利用该方法将模拟平台故障数据训练后获取的故障诊断模型参数迁移至采煤机智能故障诊断模型中,从而在不同设备之间进行迁移学习,实现基于小样本数据的采煤机摇臂部智能故障诊断。通过构建预训练的卷积神经网络,将转换为二维时频分布的图像数据集作为预训练模型的输入,并将预训练模型的网络参数迁移至采煤机摇臂传动系统故障诊断模型中,通过保证低层网络不变保留模型的泛化能力,将含有标签的数据集作为采煤机摇臂传动系统智能故障诊断模型的训练数据集对模型进行训练,通过微调高层网络参数进行模型优化和权值更新,得到采煤机摇臂传动系统迁移故障诊断模型,提高了模型的特征提取能力减少了误差。为验证方法有效性,以传动系统滚动轴承为研究对象,采用西储大学轴承数据作为训练集,DDS传动系统平台模拟井下采煤机摇臂部传动系统工况得到滚动轴承监测数据,作为测试集进行试验验证。试验结果表明:滚动轴承平均故障识别精度达到99.59%,与传统的智能故障诊断方法相比,提出的智能故障诊断方法收敛速度快且诊断精度高,能够基于实验室的故障诊断知识,实现高精度设备状态识别与分类。 | 张旭辉 潘格格 郭欢欢 毛清华 樊红卫 万翔 | 2022 | 煤炭科学技术2022，50，4： | 10 |
| 18 | 转子自适应主动平衡算法及电磁平衡头单盘平衡试验显示文摘为了实现转子不停机平衡,研究了一种自适应主动平衡算法。基于单平面影响系数平衡方程,通过引入增益因子提高平衡迭代过程稳定性,并引入遗忘因子实现影响系数在线估计,构建了单平面在线自适应平衡算法的数学模型。为验证所提出的平衡算法的有效性,设计了一种含有永磁体的电磁圆环形主动平衡头,通过线圈电磁场与永磁体间的磁力作用驱动配重盘步进转动,依靠磁阻最小原理自锁。针对所设计的电磁平衡头,提出了一种单盘转动平衡策略,对平衡补偿量相位进行了校正。开展了不同不平衡量和转速下电主轴主动平衡试验,获得了平衡过程的时域波形、振幅下降率、平衡步数和配重盘终位置。试验结果表明:不平衡量为24.59g·cm∠180°时振幅降低42.65%,不平衡量为24.59g·cm∠285°时振幅降低37.8%;转速为2 400r·min^(-1)时振幅降低40%,转速为3 000r·min^(-1)时振幅降低60%。研究结果证明了所提出的平衡算法和装置是可行、有效的。 | 樊红卫 智静娟 史必佳 景敏卿 刘恒 张旭辉 | 2018 | 西安交通大学学报2018，52，8： | 10 |
| 19 | 基于反相灰度图二值化修正的铁谱图像磨粒特征提取显示文摘为准确获取铁谱图像中磨粒几何形状和特征参数,提出一种图像处理算法并对其进行验证。针对铁谱图像底色特征及磨粒特征提取精度要求,提出基于反相操作的铁谱图像灰度图转化方案,得到边缘清晰的铁谱灰度图;提出一种三段式阈值分割方案,利用腐蚀和膨胀操作解决二值化对铁谱图像有效磨粒区域的影响,讨论油污等干扰因素的消除策略;确定磨粒特征参数及磨粒识别方案,完成标准的正常滑动磨损图像处理和某实际的齿轮箱磨粒铁谱图像处理验证。结果表明:所提出的算法能够准确提取铁谱图像中磨粒所在区域的几何特征,通过磨粒标定计算得到了8个特征参数值,证明齿轮箱正处于滑动磨损状态。 | 樊红卫 丁骁 高烁琪 邵偲洁 杨一晴 马宏伟 张旭辉 | 2019 | 润滑与密封2019，44，6： | 10 |
| 20 | 10 kW超高速永磁电机三维瞬态温度场计算显示文摘为了考察电机在装配螺旋槽水冷套时对转子的冷却效果,针对1台功率10 k W、额定转速90 000 r/min的超高速永磁电机,采用有限元方法对电机三维温度场进行了研究,考虑了定子铁损、定子铜损,转子铁损和转子风摩擦损耗的影响。结果表明:定转子小间隙内的空气对转子起到了类似'热密封'的作用,当转子损耗功率较大时,仅依靠螺旋槽水冷套并不能有效地冷却转子,还必需辅以定转子小间隙的强迫空气冷却,以进一步降低转子温度。研究结果为大功率高速永磁电机热设计提供了重要参考依据。 | 崔刿楷 程文杰 肖玲 樊红卫 谢宗明 | 2018 | 电机与控制应用2018，45，2： | 9 |
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