精密程度高、可靠性好的機械構件是保證機械設備正常運轉的前提。對于經焊接、鑄造、滾壓、切削、彎曲等機械加工后的構件來說,經常會存在殘余應力,而大多數殘余應力是有害的,它會嚴重地影響機械構件結構強度和使用性能。所以,國內外學者一直致力于研究一種更準確、方便、快捷、無損的構件殘余應力的檢測方法。本文分析了機械系統(tǒng)固有頻率等振動特性與殘余應力的關系,探究了振動特性的差異對三維聯(lián)合時頻譜的影響,提出了基于構件振動信號三維聯(lián)合時頻譜的能量-時頻分布特征值,將其作為殘余應力判別指標應用于構件殘余應力的檢測。并以焊接鋼板為例對上述方法進行了驗證,結果表明該方法是有效的。主要內容如下:針對非平穩(wěn)信號分析的希爾伯特黃變換（HHT）方法存在的不足,介紹了一種信號的自適應頻段分解模型-變分模態(tài)分解（VMD）,該方法與HHT模態(tài)分解模型對比,在處理模態(tài)混疊問題上其分解結果更令人滿意。然后用仿真信號對VMD方法進行了驗證。對于VMD程序中的參數設置問題,分析了關鍵分解參數-模態(tài)個數K和懲罰因子?對分解結果準確性的影響,通過對頻譜圖、中心頻率曲線以及分解時間的研究,提出了K和?的選取方法,并經仿真信號證實了此方法的... 

【文章頁數】：78 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 殘余應力測量方法
    1.3 變分模態(tài)分解的研究現狀
        1.3.1 變分模態(tài)分解的特點
        1.3.2 變分模態(tài)分解的研究現狀
    1.4 本文擬解決的關鍵問題
    1.5 本文的主要內容
    1.6 小結
第2章 變分模態(tài)分解的基本理論
    2.1 概述
    2.2 經驗模態(tài)分解方法及其改進
        2.2.1 EMD原理
        2.2.2 模態(tài)混疊
        2.2.3 EEMD原理
        2.2.4 仿真研究
    2.3 變分模態(tài)分解方法
        2.3.1 VMD原理
        2.3.2 算法過程
        2.3.3 仿真分析
        2.3.4 重要參數確定方法
    2.4 小結
第3章 機械結構殘余應力狀態(tài)特征參數的提取
    3.1 概述
    3.2 殘余應力與機械系統(tǒng)固有頻率的關系
    3.3 振動特性與Hilbert譜的關系
    3.4 Hilbert時頻譜特征
        3.4.1 能量重心法
        3.4.2 能量重心的計算
    3.5 特征參數的提出
        3.5.1 三維聯(lián)合時頻譜特征參數
        3.5.2 歐式距離
        3.5.3 判斷指標
    3.6 小結
第4章 基于變分模態(tài)分解的構件焊接殘余應力檢測
    4.1 概述
    4.2 鉆孔法檢測焊接殘余應力
        4.2.1 鉆孔法的實驗儀器
        4.2.2 鉆孔法的基本原理
        4.2.3 焊接鋼板殘余應力檢測
    4.3 焊接鋼板振動信號采集
        4.3.1 信號采集的方法
        4.3.2 焊接鋼板振動信號的采集
    4.4 振動信號預處理
    4.5 焊接鋼板振動信號的Hilbert譜對比研究
        4.5.1 未處理鋼板測點15 振動信號的VMD處理
        4.5.2 第一次去應力處理鋼板測點15 振動信號的VMD處理
        4.5.3 第二次去應力處理鋼板測點15 振動信號的VMD處理
        4.5.4 振動信號的特征參數
        4.5.5 不同狀態(tài)下的Hilbert譜分析
    4.6 小結
第5章 結論
    5.1 主要工作及結論
    5.2 本文創(chuàng)新點
    5.3 有待解決的問題
致謝
參考文獻
作者簡介
攻讀碩士學位期間研究成果



本文編號：3651449