本文關(guān)鍵詞：基于激光多普勒效應(yīng)的軸系振動(dòng)綜合測(cè)量研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：旋轉(zhuǎn)機(jī)械被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)壓縮機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪機(jī)以及各種電動(dòng)機(jī)等機(jī)械裝置中,旋轉(zhuǎn)軸系是保證其正常運(yùn)行的關(guān)鍵。對(duì)旋轉(zhuǎn)軸系彎曲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的監(jiān)測(cè)是鑒別和確定機(jī)械設(shè)備工作可靠的重要手段。目前軸系彎扭振動(dòng)一般采用獨(dú)立測(cè)量的方式,但是由于彎曲、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)相互耦合,使得測(cè)量信息難以準(zhǔn)確表征出軸系的振動(dòng)特性。本文基于激光多普勒振動(dòng)測(cè)量技術(shù),提出一種對(duì)旋轉(zhuǎn)軸系綜合振動(dòng)測(cè)量的方法,以實(shí)現(xiàn)軸系彎曲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的同時(shí)測(cè)量。設(shè)計(jì)出一種基于激光多普勒振動(dòng)測(cè)量技術(shù)的彎扭振動(dòng)綜合測(cè)量系統(tǒng),即采用同一激光源經(jīng)多路分光裝置產(chǎn)生雙光束,獲得軸系同一截面不同測(cè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度,通過(guò)雙光電探測(cè)器消除不同方向振動(dòng)干擾,實(shí)現(xiàn)彎曲、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的同時(shí)測(cè)量�；诙嗥绽盏念l移原理,結(jié)合光學(xué)差拍及參考光技術(shù),構(gòu)建了光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并進(jìn)行了理論推導(dǎo)。搭建了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并完成了相應(yīng)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)信號(hào)的去噪、放大等預(yù)處理,獲得了反映相干光頻差的交流分量,并基于MATLAB軟件的數(shù)據(jù)處理平臺(tái),采用時(shí)頻分析中的譜圖重排方法獲得多普勒頻移值,通過(guò)解算出軸系的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速與彎曲振動(dòng)值,實(shí)現(xiàn)了彎曲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的準(zhǔn)確測(cè)量。另外,對(duì)數(shù)控銑床切削主軸進(jìn)行了在線振動(dòng)測(cè)量,結(jié)合設(shè)定轉(zhuǎn)速對(duì)比表明:該測(cè)量系統(tǒng)具有小于±1 mm/s的瞬時(shí)速度測(cè)量偏差,可滿足旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下軸系振動(dòng)的綜合測(cè)量。探究了玻璃微珠和微棱鏡結(jié)構(gòu)反射膜對(duì)軸系振動(dòng)多普勒信號(hào)的影響,并對(duì)不同反射膜進(jìn)行了測(cè)試與對(duì)比,結(jié)果表明:在被測(cè)軸系表面粘貼一層反射特性顯著的玻璃微珠反射膜,能夠有效改善軸系粗糙表面形成的散斑干擾以及旋轉(zhuǎn)軸系對(duì)激光反射不敏感對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。最后,對(duì)彎扭振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了初步不確定度分析,證明了系統(tǒng)的可行、可靠,同時(shí)也為更高轉(zhuǎn)速及精度的測(cè)量提供了參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：彎曲振動(dòng) 扭轉(zhuǎn)振動(dòng) 激光多普勒 時(shí)頻分析 測(cè)量不確定度
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH17
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 課題研究目的及意義9-11
• 1.1.1 研究目的9
• 1.1.2 研究意義9-11
• 1.2 激光多普勒振動(dòng)測(cè)量技術(shù)研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 激光多普勒振動(dòng)測(cè)量技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)13-15
• 1.3 課題來(lái)源及研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.3.1 課題來(lái)源15
• 1.3.2 研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.4 本章小結(jié)16-17
• 2 激光多普勒測(cè)振理論概述17-31
• 2.1 光學(xué)多普勒效應(yīng)17-19
• 2.2 振動(dòng)物體散射光的多普勒頻移19-21
• 2.3 光學(xué)差拍原理21-23
• 2.4 激光多普勒測(cè)量軸系振動(dòng)的常用光路結(jié)構(gòu)23-26
• 2.5 軸系振動(dòng)的激光多普勒測(cè)量方法26-30
• 2.5.1 差動(dòng)式激光多普勒扭振測(cè)量26-27
• 2.5.2 雙光束激光多普勒扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測(cè)量27-28
• 2.5.3 雙頻激光多普勒扭振測(cè)量28-29
• 2.5.4 自混頻激光多普勒振動(dòng)測(cè)量29-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 3 激光多普勒振動(dòng)測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)31-42
• 3.1 測(cè)量系統(tǒng)光路的設(shè)計(jì)31-36
• 3.1.1 光學(xué)測(cè)量方案31-32
• 3.1.2 測(cè)量方案的改進(jìn)32-35
• 3.1.3 光學(xué)系統(tǒng)的特點(diǎn)35-36
• 3.2 測(cè)量系統(tǒng)的組成36-41
• 3.3 本章小結(jié)41-42
• 4 測(cè)量系統(tǒng)信號(hào)的處理42-57
• 4.1 多普勒信號(hào)的特點(diǎn)42-43
• 4.2 多普勒信號(hào)的處理方法43-45
• 4.3 測(cè)量信號(hào)的時(shí)頻分析45-54
• 4.3.1 時(shí)頻分析的性能評(píng)價(jià)45-46
• 4.3.2 短時(shí)傅立葉變換46
• 4.3.3 WIGNER-VILLE分布46-50
• 4.3.4 時(shí)頻分布譜圖的重排50-51
• 4.3.5 不同時(shí)頻函數(shù)分析結(jié)果的對(duì)比51-54
• 4.4 測(cè)量系統(tǒng)信號(hào)處理方案54-55
• 4.5 本章小結(jié)55-57
• 5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析57-72
• 5.1 測(cè)量系統(tǒng)的搭建57-59
• 5.1.1 光學(xué)系統(tǒng)57-58
• 5.1.2 數(shù)據(jù)采集及分析系統(tǒng)58-59
• 5.2 振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)59-68
• 5.2.1 不同反射膜測(cè)量對(duì)比實(shí)驗(yàn)59-63
• 5.2.2 低速可行性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)63-67
• 5.2.3 數(shù)控銑床在線測(cè)量實(shí)驗(yàn)67-68
• 5.3 測(cè)量系統(tǒng)不確定度分析68-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 6 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 總結(jié)72
• 6.2 展望72-74
• 致謝74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 攻讀碩士期間的學(xué)術(shù)論文及科研成果79

  本文關(guān)鍵詞：基于激光多普勒效應(yīng)的軸系振動(dòng)綜合測(cè)量研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：501671