【摘要】：隨著機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度和精密化程度的日益提高,機(jī)械系統(tǒng)的非線性將更加突出,可能直接(或間接)導(dǎo)致機(jī)械系統(tǒng)的故障,從理論和實(shí)驗(yàn)上對這個問題進(jìn)行研究意義重大,利用非線性動力學(xué)方法對機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)早期檢測與故障預(yù)測的研究顯得尤為重要。 本文以國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“直升機(jī)傳動鏈損傷增強(qiáng)檢測的非線性動力學(xué)理論與方法”和湖南省杰出青年科學(xué)基金課題“基于混沌同步-耦合隨機(jī)共振子陣列的機(jī)械故障早期檢測與預(yù)示方法”為背景,針對滾動軸承的早期故障檢測,結(jié)合非線性理論,建立了基于非共振參數(shù)激勵下混沌抑制和陣列隨機(jī)共振的兩種微弱信號檢測模型,主要研究內(nèi)容包括: 1、在對滾動軸承的主要故障模式和故障振動特征的分析以及對Lorenz系統(tǒng)的混沌形態(tài)演化過程分析的基礎(chǔ)上,提出了利用Lorenz系統(tǒng)混沌抑制的突變特性的微弱周期信號檢測方法。 (1)在常用參數(shù)空間上,對Lorenz系統(tǒng)參數(shù)r的一條軌線的混沌形態(tài)演化過程進(jìn)行了分析,明確Lorenz系統(tǒng)在上述參數(shù)空間中隨著參數(shù)r的變化而展現(xiàn)出的各種狀態(tài)演化的過程,找到了利于建立模型的系統(tǒng)混沌狀態(tài)。 (2)基于非共振參數(shù)激勵混沌抑制原理,利用平均法和重整化方法,建立了基于非共振參數(shù)激勵下混沌抑制的微弱信號檢測模型,通過數(shù)值仿真計算,確定了模型的關(guān)鍵參數(shù)。 (3)分別針對模型檢測的各個因素進(jìn)行討論,確定了以該模型為基礎(chǔ)的微弱信號檢測方法,并以此對軸承故障模擬實(shí)驗(yàn)臺生成的故障信號進(jìn)行了檢測。 2、為了彌補(bǔ)上述模型檢測信號頻率方式的不足,以傳統(tǒng)隨機(jī)共振理論為基礎(chǔ),對隨機(jī)共振的陣列增強(qiáng)效應(yīng)進(jìn)行了分析研究,建立了兩種隨機(jī)共振陣列檢測模型。 (1)對隨機(jī)共振的陣列增強(qiáng)效應(yīng)進(jìn)行了分析研究,以雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的隨機(jī)共振模型為基礎(chǔ),分別建立了耦合隨機(jī)共振陣列和非耦合隨機(jī)共振陣列模型,進(jìn)行了數(shù)值仿真計算,并對軸承故障仿真信號以及實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。 (2)將兩種隨機(jī)共振陣列模型與單個隨機(jī)共振子模型進(jìn)行了微弱信號檢測性能比較,仿真結(jié)果顯示,兩種隨機(jī)共振模型的陣列增強(qiáng)效應(yīng)都很明顯,輸出信噪比增益顯著大于1。
【圖文】：

國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院碩士學(xué)位論文軸承振動發(fā)生異常。而引起軸承振動的原因并非只有元件損傷一種，由此，楚軸承振動的各種類型也十分重要。滾動軸承在工作過程中所產(chǎn)生的振動主要可分為三大類，即與軸承的固有有關(guān)的振動，與軸承的制造有關(guān)的振動，與軸承的使用有關(guān)的振動，如圖 2.。

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5-40 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 1000000.020.040.06圖 2.6 添加噪聲后的內(nèi)環(huán)故障仿真信號的時域波形及頻譜由圖 2.5 可以看到，內(nèi)環(huán)故障信號的幅值調(diào)制的情況十分明顯，其頻與 2.1.2.2 節(jié)中介紹的內(nèi)環(huán)故障特征頻率一致，振動頻率為i rnf ± f(n=簡便，，此處的if 即代表前文的iZf ，下同）。圖 2.6 中信噪比 SNR = 2.2.2.3 滾動體故障信號仿真滾動體故障信號的時域波形與內(nèi)環(huán)故障信號相似，同樣存在幅值調(diào)前者的調(diào)制頻率是滾動體的公轉(zhuǎn)頻率（即保持架旋轉(zhuǎn)頻率）cf 。因
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TH165.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2599010