基于多穩(wěn)隨機(jī)共振的滾動(dòng)軸承故障特征提取及診斷方法研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-27 14:19
滾動(dòng)軸承作為常用的旋轉(zhuǎn)機(jī)械部件,其故障振動(dòng)信號采集中往往伴隨著大量的噪聲干擾信號。針對強(qiáng)背景噪聲下滾動(dòng)軸承微弱故障信號特征提取及診斷的難題,本文結(jié)合多穩(wěn)隨機(jī)共振(Multi-stable stochastic resonance,MSSR)理論和變分模態(tài)分解(Variational Mode Decomposition,VMD)、解析模態(tài)分解(Analytical Mode Decomposition,AMD)方法提出兩種滾動(dòng)軸承微弱故障特征提取及診斷方法。通過研究表明,本文所提出的方法有利于噪聲背景下的滾動(dòng)軸承微弱故障特征的提取及診斷。本文首先以深溝球軸承為研究對象,采用赫茲接觸理論、彈性力學(xué)和幾何學(xué),針對內(nèi)、外圈表面有單故障缺陷的深溝球軸承建立了一個(gè)非線性動(dòng)力系統(tǒng)模型。將外圈和內(nèi)圈缺陷尺寸參數(shù)引入到該非線性動(dòng)力學(xué)模型中,使用四五階龍格庫塔法對滾動(dòng)軸承外圈、內(nèi)圈的局部故障動(dòng)力系統(tǒng)模型進(jìn)行模擬分析,并與故障軸承實(shí)例進(jìn)行了對比。研究了兩種非高斯噪聲(Lévy噪聲和Dichotomous噪聲)誘導(dǎo)的MSSR現(xiàn)象,總結(jié)并發(fā)現(xiàn)了Lévy噪聲與Dichotomous噪聲分別誘導(dǎo)的MSSR的平均信...
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
軸承非線性動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型
及形變量細(xì)節(jié)圖: (a)參數(shù)示意圖 (b)內(nèi)圈故障所導(dǎo)致的形變量變化 (c導(dǎo)致的形變量變化承數(shù)值模擬和實(shí)例驗(yàn)證以通過系統(tǒng)方程的求解得到,整個(gè)方程的輸入?yún)?shù)如圖表 2別設(shè)為 1750r/min 與 1772r/min,時(shí)間增量設(shè)置為 33.3μs,初m,0y =610 m;初始加速度設(shè)置為:0x& =0,0y& =0。表 2-1 輸入?yún)?shù)相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)參數(shù) 參數(shù)值軸承型號 SKF6205內(nèi)圈直徑(id ) 25mm外圈直徑(od ) 52mm節(jié)圓直徑(D ) 39mm滾動(dòng)體直徑(d ) 8mm滾動(dòng)體個(gè)數(shù)(Z ) 9接觸角( ) 0°
第 3 章 不同類型噪聲誘導(dǎo)的多穩(wěn)隨機(jī)共振特性研究 2022002022002222inNkoutNkZ kSNRZ k Z kY kSNRY k Y k 39)中 Z ( K )為輸入信號的 FFT 變換,除此之外,需要說明的本文的均使用 SNR-GM 來衡量隨機(jī)共振的性能效果,如式(3-40)所定義11ingainiSNR GM SNRn n 表示仿真次數(shù)。需要說明的是igainSNR代表第 i 次模擬出的gainSNR,3-6 所示:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于冪函數(shù)型雙穩(wěn)隨機(jī)共振的故障信號檢測方法[J]. 賀利芳,崔瑩瑩,張?zhí)祢U,張剛,宋瑩. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2016(07)
[2]基于勢函數(shù)的雙穩(wěn)隨機(jī)共振參數(shù)特性探究[J]. 楊紅娜,郝如江,梁建華. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2016(16)
[3]Levy噪聲激勵(lì)下的冪函數(shù)型單穩(wěn)隨機(jī)共振特性分析[J]. 張剛,胡韜,張?zhí)祢U. 物理學(xué)報(bào). 2015(22)
[4]基于變分模態(tài)分解和模糊C均值聚類的滾動(dòng)軸承故障診斷[J]. 劉長良,武英杰,甄成剛. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2015(13)
[5]基于譜相關(guān)密度組合切片能量的滾動(dòng)軸承故障診斷研究[J]. 王宏超,陳進(jìn),董廣明. 振動(dòng)與沖擊. 2015(03)
[6]機(jī)械故障診斷基礎(chǔ)研究“何去何從”[J]. 王國彪,何正嘉,陳雪峰,賴一楠. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2013(01)
[7]非高斯Lévy噪聲驅(qū)動(dòng)下的非對稱雙穩(wěn)系統(tǒng)的相轉(zhuǎn)移和平均首次穿越時(shí)間[J]. 顧仁財(cái),許勇,張慧清,孫中奎. 物理學(xué)報(bào). 2011(11)
[8]一種單穩(wěn)隨機(jī)共振系統(tǒng)信噪比增益的數(shù)值研究[J]. 萬頻,詹宜巨,李學(xué)聰,王永華. 物理學(xué)報(bào). 2011(04)
[9]隨機(jī)共振在信號處理中應(yīng)用研究的回顧與展望[J]. 張雷,宋愛國. 電子學(xué)報(bào). 2009(04)
[10]基于IMF能量矩和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的軸承故障診斷[J]. 秦太龍,楊勇,程珩,薛松. 振動(dòng)、測試與診斷. 2008(03)
博士論文
[1]機(jī)械振動(dòng)源的分離和識別方法研究[D]. 周曉峰.浙江大學(xué) 2012
[2]滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號處理及特征提取方法研究[D]. 蘇文勝.大連理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)故障分析與預(yù)防研究[D]. 和雄偉.華北電力大學(xué) 2014
本文編號:2941894
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
軸承非線性動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型
及形變量細(xì)節(jié)圖: (a)參數(shù)示意圖 (b)內(nèi)圈故障所導(dǎo)致的形變量變化 (c導(dǎo)致的形變量變化承數(shù)值模擬和實(shí)例驗(yàn)證以通過系統(tǒng)方程的求解得到,整個(gè)方程的輸入?yún)?shù)如圖表 2別設(shè)為 1750r/min 與 1772r/min,時(shí)間增量設(shè)置為 33.3μs,初m,0y =610 m;初始加速度設(shè)置為:0x& =0,0y& =0。表 2-1 輸入?yún)?shù)相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)參數(shù) 參數(shù)值軸承型號 SKF6205內(nèi)圈直徑(id ) 25mm外圈直徑(od ) 52mm節(jié)圓直徑(D ) 39mm滾動(dòng)體直徑(d ) 8mm滾動(dòng)體個(gè)數(shù)(Z ) 9接觸角( ) 0°
第 3 章 不同類型噪聲誘導(dǎo)的多穩(wěn)隨機(jī)共振特性研究 2022002022002222inNkoutNkZ kSNRZ k Z kY kSNRY k Y k 39)中 Z ( K )為輸入信號的 FFT 變換,除此之外,需要說明的本文的均使用 SNR-GM 來衡量隨機(jī)共振的性能效果,如式(3-40)所定義11ingainiSNR GM SNRn n 表示仿真次數(shù)。需要說明的是igainSNR代表第 i 次模擬出的gainSNR,3-6 所示:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于冪函數(shù)型雙穩(wěn)隨機(jī)共振的故障信號檢測方法[J]. 賀利芳,崔瑩瑩,張?zhí)祢U,張剛,宋瑩. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2016(07)
[2]基于勢函數(shù)的雙穩(wěn)隨機(jī)共振參數(shù)特性探究[J]. 楊紅娜,郝如江,梁建華. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2016(16)
[3]Levy噪聲激勵(lì)下的冪函數(shù)型單穩(wěn)隨機(jī)共振特性分析[J]. 張剛,胡韜,張?zhí)祢U. 物理學(xué)報(bào). 2015(22)
[4]基于變分模態(tài)分解和模糊C均值聚類的滾動(dòng)軸承故障診斷[J]. 劉長良,武英杰,甄成剛. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2015(13)
[5]基于譜相關(guān)密度組合切片能量的滾動(dòng)軸承故障診斷研究[J]. 王宏超,陳進(jìn),董廣明. 振動(dòng)與沖擊. 2015(03)
[6]機(jī)械故障診斷基礎(chǔ)研究“何去何從”[J]. 王國彪,何正嘉,陳雪峰,賴一楠. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2013(01)
[7]非高斯Lévy噪聲驅(qū)動(dòng)下的非對稱雙穩(wěn)系統(tǒng)的相轉(zhuǎn)移和平均首次穿越時(shí)間[J]. 顧仁財(cái),許勇,張慧清,孫中奎. 物理學(xué)報(bào). 2011(11)
[8]一種單穩(wěn)隨機(jī)共振系統(tǒng)信噪比增益的數(shù)值研究[J]. 萬頻,詹宜巨,李學(xué)聰,王永華. 物理學(xué)報(bào). 2011(04)
[9]隨機(jī)共振在信號處理中應(yīng)用研究的回顧與展望[J]. 張雷,宋愛國. 電子學(xué)報(bào). 2009(04)
[10]基于IMF能量矩和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的軸承故障診斷[J]. 秦太龍,楊勇,程珩,薛松. 振動(dòng)、測試與診斷. 2008(03)
博士論文
[1]機(jī)械振動(dòng)源的分離和識別方法研究[D]. 周曉峰.浙江大學(xué) 2012
[2]滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號處理及特征提取方法研究[D]. 蘇文勝.大連理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)故障分析與預(yù)防研究[D]. 和雄偉.華北電力大學(xué) 2014
本文編號:2941894
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