本文關(guān)鍵詞：基于壓電阻抗的轉(zhuǎn)子損傷定量檢測(cè)方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：旋轉(zhuǎn)機(jī)械在工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用并在生產(chǎn)生活中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。由某些線性或非線性的因素所導(dǎo)致的各種損傷對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的安全運(yùn)行構(gòu)成了較大隱患,因此損傷檢測(cè)對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械而言有著特別重要的意義。在損傷檢測(cè)中,損傷是否發(fā)生較為容易判斷,損傷檢測(cè)的真正的難點(diǎn)在于如何進(jìn)行定位和定量的檢測(cè)。轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)機(jī)械的核心部件。為了對(duì)轉(zhuǎn)子的損傷進(jìn)行定位定量的檢測(cè),本文將彎曲剛度的變化值作為損傷指標(biāo),并引入了壓電阻抗法和譜元法進(jìn)行建模。應(yīng)用壓電阻抗技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)是基于結(jié)構(gòu)機(jī)械阻抗值在結(jié)構(gòu)遭受不同程度的損傷的情況下發(fā)生不同程度的變化的原理,即壓電阻抗的變化可以反映結(jié)構(gòu)整體性的變化。譜元法兼有譜方法和有限元方法的特點(diǎn),能夠高效地、精確地進(jìn)行計(jì)算。本文研究的重點(diǎn)是建立基于譜元法的阻抗數(shù)字模型。針對(duì)轉(zhuǎn)子的特殊圓形邊界條件,本文使用了環(huán)形單元作為被分析的單元。結(jié)合板件機(jī)電耦合阻抗的分析模型,利用推導(dǎo)出的一系列公式和相關(guān)的參數(shù)得出了無(wú)損和有損狀況下結(jié)構(gòu)的機(jī)電耦合阻抗表達(dá)式。在此基礎(chǔ)上引入了泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)的方法近似推導(dǎo)出了損傷識(shí)別模型,最終提出了基于譜元法的轉(zhuǎn)子損傷識(shí)別算法。最后結(jié)合實(shí)際仿真分析和實(shí)際實(shí)驗(yàn),求出了某轉(zhuǎn)子的損傷位置與損傷程度并證明了所提出方法的準(zhǔn)確性和高效性。針對(duì)阻抗測(cè)試實(shí)驗(yàn)中信號(hào)可能被噪聲污染的問(wèn)題,本文還提出了一種自適應(yīng)雙穩(wěn)隨機(jī)共振信號(hào)降噪方法。新的雙穩(wěn)隨機(jī)共振系統(tǒng)增加了模型的階次,并引入了一種迭代的方法來(lái)求快速求得最優(yōu)系統(tǒng)參數(shù)。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法具有很好的降噪性能和計(jì)算速度,能夠提高轉(zhuǎn)子故障辨識(shí)的精度。
【關(guān)鍵詞】：損傷識(shí)別 譜元法 阻抗法 隨機(jī)共振
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TH17
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-15
• 1.1 結(jié)構(gòu)的損傷檢測(cè)7-10
• 1.1.1 結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)的研究概況7-9
• 1.1.2 結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)研究的核心問(wèn)題和技術(shù)9-10
• 1.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的故障診斷10-11
• 1.2.1 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障診斷的意義和研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障診斷的研究?jī)?nèi)容和基本環(huán)節(jié)11
• 1.3 結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其一般結(jié)構(gòu)11-12
• 1.4 壓電陶瓷阻抗法的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.5 課題來(lái)源及主要的研究?jī)?nèi)容14-15
• 2 壓電阻抗法的基本理論15-29
• 2.1 壓電現(xiàn)象和壓電材料簡(jiǎn)介15-16
• 2.2 壓電效應(yīng)及壓電方程16-20
• 2.2.1 壓電效應(yīng)16-17
• 2.2.2 壓電方程及壓電常數(shù)17-20
• 2.3 壓電阻抗法20-22
• 2.4 壓電片的驅(qū)動(dòng)響應(yīng)分析22-24
• 2.4.1 壓電片的靜態(tài)驅(qū)動(dòng)響應(yīng)分析22-23
• 2.4.2 壓電片的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)響應(yīng)分析23-24
• 2.5 耦合電阻抗分析24-27
• 2.6 本章小結(jié)27-29
• 3 二階自適應(yīng)隨機(jī)共振及其應(yīng)用29-47
• 3.1 隨機(jī)共振的研究概況29-30
• 3.2 雙穩(wěn)態(tài)隨機(jī)共振理論30-31
• 3.3 具有自適應(yīng)性的快速隨機(jī)共振31-36
• 3.3.1 一種新型雙穩(wěn)態(tài)模型31-33
• 3.3.2 一種自適應(yīng)性迭代算法33-36
• 3.4 數(shù)字仿真和比較36-42
• 3.4.1 簡(jiǎn)諧振動(dòng)信號(hào)分析36-39
• 3.4.2 調(diào)幅振動(dòng)信號(hào)分析39-42
• 3.5 實(shí)驗(yàn)分析42-45
• 3.6 本章小結(jié)45-47
• 4 基于薄板理論的阻抗分析模型47-59
• 4.1 薄板的概念及小撓度理論47-48
• 4.2 薄板的振動(dòng)48-52
• 4.2.1 引述48-49
• 4.2.2 薄板的自由振動(dòng)和受迫振動(dòng)49-50
• 4.2.3 圓形薄板的振動(dòng)50-51
• 4.2.4 薄板振動(dòng)的邊界條件51-52
• 4.3 薄板的機(jī)電耦合阻抗分析模型52-55
• 4.4 低成本阻抗測(cè)試電路55-57
• 4.5 機(jī)電耦合阻抗實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/span>57-58
• 4.6 本章小結(jié)58-59
• 5 基于譜元法的轉(zhuǎn)子損傷識(shí)別59-79
• 5.1 譜方法、有限元法和譜元法59-62
• 5.2 基于譜元法的數(shù)字分析模型62-66
• 5.3 基于譜元法模型的損傷識(shí)別算法66-68
• 5.4 基于損傷識(shí)別模型的數(shù)字案例分析68-73
• 5.5 實(shí)驗(yàn)分析73-76
• 5.6 本章小結(jié)76-79
• 6 總結(jié)和展望79-81
• 6.1 研究工作總結(jié)79-80
• 6.2 未來(lái)工作展望80-81
• 致謝81-83
• 參考文獻(xiàn)83-89
• 附錄89
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄：89
• B. 作者在攻讀學(xué)位期間取得的科研成果目錄：89

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