隨著社會的進步、科技的發(fā)展、現(xiàn)代工業(yè)水平的提高,機械設(shè)備日益向大型化、高速化、精密化、系統(tǒng)化及自動化方向發(fā)展。為了滿足生產(chǎn)要求,機械設(shè)備功能越來越復(fù)雜,工作環(huán)境更加惡劣多變,在長期運行過程中會逐漸老化,剩余壽命會逐步下降,發(fā)生故障的潛在可能性逐漸增加。故障一旦發(fā)生,不僅造成巨大的經(jīng)濟損失,甚至?xí)䦟?dǎo)致災(zāi)難性的人員傷亡,形成嚴重的社會影響。重大機械設(shè)備如燃氣輪機、航空發(fā)動機、風(fēng)力發(fā)電機等,都離不開旋轉(zhuǎn)部件。關(guān)鍵機械旋轉(zhuǎn)部件如軸承、齒輪、轉(zhuǎn)軸等的性能狀態(tài)直接影響著機械設(shè)備能否長期安全可靠地運行。某一部件發(fā)生故障,都有可能引發(fā)一系列的連鎖反應(yīng),導(dǎo)致整臺設(shè)備乃至整條生產(chǎn)線的異常運行。機械旋轉(zhuǎn)部件在服役過程中會經(jīng)歷由正常到退化直至失效的過程,這期間通常要經(jīng)過一系列不同的性能退化狀態(tài)。傳統(tǒng)的故障診斷研究多是關(guān)注機械旋轉(zhuǎn)部件健康和故障的二值狀態(tài),且進行故障診斷時,往往機械部件性能已嚴重退化。要想盡早地診斷出故障,更需要關(guān)注和了解機械旋轉(zhuǎn)部件的性能退化過程。對機械旋轉(zhuǎn)部件性能退化及其壽命預(yù)測方法的研究,有助于降低設(shè)備使用風(fēng)險,避免因設(shè)備失效引起的災(zāi)難性事故,減少不必要的設(shè)備維護維修成本,提高設(shè)備使用效能... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：129 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２．２坐標系示意圖??

??圖２．２坐標系示意圖??轉(zhuǎn)子的不平衡質(zhì)量偏心距為ｈ偏心質(zhì)量與＾坐標軸之間的夾角為質(zhì)量偏心角轉(zhuǎn)子??轉(zhuǎn)動的角速度為ｆｔ），經(jīng)過時間／轉(zhuǎn)過角度轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的阻尼為ｃ，由于裂紋存在，??轉(zhuǎn)子ｘ、ｙ方向的剛度分別為蚌，耦合剛度分別為心，。裂紋Ｊｅｆｆｃｏｔｔ轉(zhuǎn)子在固定坐??標系ｘ－＿ｙ下的振動微分方程為：??ｍｙ＋ｃｙ?＋?ｋｙｙ?＋?ｋ＾ｘ?＝?ｍｅａｒ?ｃｏｓ（０?＋?Ｊ３）￣?ｍｇ??ｍ５ｃ＋ｃｘ?＋?ｋｘｘ?＋?ｋｘｙｙ?＝?ｍｅｃｏ２?ｓｉｎ（＾?＋?／？）?（２－８）??轉(zhuǎn)子在固定坐標系下的剛度可以通過適當(dāng)?shù)淖儞Q由旋轉(zhuǎn)坐標系下的剛度系數(shù)知、心、??知，、＾得到，??ｋｖ?．?ｒ?ｋｒ?ｋＣｎ＂??ｋ?ｋ?＝ｒ?／?；?ｒ?（２－９）??變換矩陣ｒ為：??ｆ?ｃｏｓ＾?ｓｉｎ?沒??ｒｌ－ｓｉｎ＾?ｃｏｓ＾Ｊ?（２－１〇）??解決轉(zhuǎn)子振動問題的關(guān)鍵在于確定裂紋轉(zhuǎn)子的剛度系數(shù)，它可以通過應(yīng)變能釋放法計??算柔度系數(shù)得到［１７１】。轉(zhuǎn)軸的裂紋橫截面圖如圖２．３所示，其中《為裂紋深度，乃為轉(zhuǎn)軸直??徑，？／坐標軸坐標為ｗ處的裂紋深度為ａ，于是有Ｙ?＝?＾／ｄ：－（２ｗ）２?？??２１??

圖２．６不同轉(zhuǎn)速下的裂紋轉(zhuǎn)子性能遐化過程??偏心距ｅ＝ｌｘｌ〇－５ｍ、偏心角＾＝ｌ／２；ｒｒａｄ、阻尼系數(shù)（＝０．０１時，不同轉(zhuǎn)速下裂紋轉(zhuǎn)子的性??能退化壽命Ｒ如圖２．７所示。７ｂ隨轉(zhuǎn)速變化沒有單調(diào)性的規(guī)律，但是有幾個性能退化壽??命較小的谷值。當(dāng)轉(zhuǎn)速在４６００ｒ／ｍｉｎ附近時性能遐化壽命變得很短，意味著裂紋轉(zhuǎn)子會很??快發(fā)生遐化失效。這是由于轉(zhuǎn)速４６００ｒ／ｍｉｎ接近無裂紋轉(zhuǎn)子的一階臨界轉(zhuǎn)速，從而導(dǎo)致共??振，振動幅值增大，使得轉(zhuǎn)子性能快速退化。當(dāng)轉(zhuǎn)速在２９００ｒ／ｍｉｎ?（２／３倍臨界轉(zhuǎn)速）附近??時也出現(xiàn)性能遐化壽命減小的現(xiàn)象。退化速度快是由于此參數(shù)族下裂紋轉(zhuǎn)子的振動變得不??穩(wěn)定【ｌ８９－１９ｆｌｌ而發(fā)生分岔現(xiàn)象，分岔運動加速了轉(zhuǎn)子的性能遐化。當(dāng)轉(zhuǎn)速在丨ｌＯＯｒ／ｍｉｎ、??１５００ｒ／ｍｉｎ、２３００ｒ／ｍｉｎ附近時，這些轉(zhuǎn)速為臨界轉(zhuǎn)速的分數(shù)倍（１／２、丨／３、丨／４），性能退??化壽命也會減小，且隨著轉(zhuǎn)速越低減小得越少。這是由于當(dāng)裂紋轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為分數(shù)倍臨界??轉(zhuǎn)速時發(fā)生亞臨界（ｓｕｂ－ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）共振造成的。??當(dāng)轉(zhuǎn)速在９１００ｒ／ｍｉｎ?（接近于無裂紋轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的二倍）附近時，退化速度較快且??初始的性能退化指標不是０．２?（如圖２．６?（ｄ）所示）。原因是此情況下裂紋還沒有擴展到??３３??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]基于改進的WVD的旋轉(zhuǎn)機械故障診斷研究[D]. 劉偉.昆明理工大學(xué) 2013
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本文編號：3355277