航空發(fā)動(dòng)機(jī)滾動(dòng)軸承工作在高溫、高載荷的環(huán)境下,極易發(fā)生故障,其故障的發(fā)生有可能導(dǎo)致災(zāi)難性飛行事故。因此,在航空發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)滾動(dòng)軸承健康狀態(tài),及早地揭示滾動(dòng)軸承早期故障征兆對(duì)于保證飛行安全具有重要意義。本文對(duì)復(fù)雜工況下的滾動(dòng)軸承微弱故障檢測(cè)與狀態(tài)智能評(píng)估方法進(jìn)行了研究,主要工作體現(xiàn)在:(1)分析了滾動(dòng)軸承的振動(dòng)機(jī)理與表面損傷信號(hào)特征,在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了滾動(dòng)軸承外滾道表面損傷、內(nèi)滾道表面損傷和滾珠表面損傷信號(hào)的仿真建模。(2)基于仿真信號(hào)對(duì)最小熵解卷積、小波分解、自相關(guān)分析3種信號(hào)處理方法的功能和效果進(jìn)行了分析,提出了一種滾動(dòng)軸承故障診斷的多方法協(xié)同診斷技術(shù)。進(jìn)一步地,通過(guò)角域重采樣技術(shù)將協(xié)同診斷法推廣,使之可應(yīng)用于轉(zhuǎn)速連續(xù)變化的工作環(huán)境下。利用帶機(jī)匣的航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子試驗(yàn)器,在不同工況下進(jìn)行了大量滾動(dòng)軸承故障試驗(yàn),軸承故障包括人工線切割產(chǎn)生的內(nèi)滾道、外滾道和滾珠的表面單點(diǎn)故障,以及通過(guò)疲勞試驗(yàn)產(chǎn)生的內(nèi)滾道自然剝落故障。試驗(yàn)中采集機(jī)匣處振動(dòng)加速度信號(hào)用于方法驗(yàn)證,結(jié)果表明:所提的多方法協(xié)同診斷技術(shù)能有效實(shí)現(xiàn)微弱故障信號(hào)下的滾動(dòng)軸承故障診斷。(3)在誤差分析的基礎(chǔ)上,提出了一種特征向量空間分布超球優(yōu)化的方法,并提出了一種超球化距離判別分析的數(shù)據(jù)描述方法,所提方法的有效性通過(guò)滾動(dòng)軸承人工單點(diǎn)故障試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了充分的驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上,將所提超球化距離判別分析應(yīng)用于滾動(dòng)軸承的狀態(tài)評(píng)估,利用兩種滾動(dòng)軸承加速疲勞失效試驗(yàn)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果表明:采用超球化距離判別得到的劣化指標(biāo)相比于有效值對(duì)滾動(dòng)軸承早期故障更加靈敏。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V263.6
【部分圖文】：

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章 緒論1.1 研究背景及意義以航空發(fā)動(dòng)機(jī)為代表的高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械，滾動(dòng)軸承是承力傳動(dòng)系統(tǒng)的核心部件，其工作條件非常惡劣、復(fù)雜，往往工作在高速、高溫以及高載荷的工況下，且工作中工況變化劇烈，在工作過(guò)程中極易發(fā)生故障。一旦軸承發(fā)生故障，將直接影響設(shè)備的使用安全，輕則會(huì)使轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)增大、轉(zhuǎn)靜子碰摩，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)䦟?dǎo)致災(zāi)難性事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在 2005 年-2013 年期間，某新服役機(jī)型共計(jì)發(fā)生了幾十起由于軸承問(wèn)題致使發(fā)動(dòng)機(jī)功能失效而導(dǎo)致的飛行事故，造成了數(shù)十億經(jīng)濟(jì)損失[1]。例如，某發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承因磨損導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)抱軸失效致使某飛機(jī)發(fā)生了嚴(yán)重的飛行事故，如圖 1.1 所示；某發(fā)動(dòng)機(jī)附件齒輪箱滾動(dòng)軸承的內(nèi)滾道、外滾道和滾動(dòng)體疲勞剝落導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)故障，如圖 1.2 所示。

振動(dòng)增大、轉(zhuǎn)靜子碰摩，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)䦟?dǎo)致災(zāi)難性事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在 2005 年-2013 年期間，某新服役機(jī)型共計(jì)發(fā)生了幾十起由于軸承問(wèn)題致使發(fā)動(dòng)機(jī)功能失效而導(dǎo)致的飛行事故，造成了數(shù)十億經(jīng)濟(jì)損失[1]。例如，某發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承因磨損導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)抱軸失效致使某飛機(jī)發(fā)生了嚴(yán)重的飛行事故，如圖 1.1 所示；某發(fā)動(dòng)機(jī)附件齒輪箱滾動(dòng)軸承的內(nèi)滾道、外滾道和滾動(dòng)體疲勞剝落導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)故障，如圖 1.2 所示。圖 1.1 某發(fā)主軸承磨損導(dǎo)致抱軸失效

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章 滾動(dòng)軸承振動(dòng)機(jī)理與特征分析言介紹了基于振動(dòng)監(jiān)測(cè)的滾動(dòng)軸承故障診斷基本理論，包括單列深溝球軸承的滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生的原理、滾動(dòng)軸承故障信號(hào)的特點(diǎn)和滾動(dòng)軸承故障特。同時(shí)，針對(duì)滾動(dòng)軸承表面損傷故障的故障機(jī)理與振動(dòng)信號(hào)特點(diǎn)，進(jìn)行了滾仿真建模。本章所述內(nèi)容是滾動(dòng)軸承故障診斷的基礎(chǔ)，所構(gòu)建的滾動(dòng)軸承故三章中用于算法性能分析。溝球軸承結(jié)構(gòu)與基本參數(shù)軸承結(jié)構(gòu)的差異，滾動(dòng)軸承可分為單列深溝球軸承、角接觸球軸承、圓柱圓中，單列深溝球軸承常用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)附件機(jī)匣中（見(jiàn)圖 2.1），本文主要的深溝球軸承（后文簡(jiǎn)稱為滾動(dòng)軸承或軸承），其幾何結(jié)構(gòu)如圖 2.2 所示。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 鄭近德;程軍圣;曾鳴;羅頌榮;;廣義經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解性能分析與應(yīng)用[J];振動(dòng)與沖擊;2015年03期

2 陳果;郝騰飛;程小勇;趙斌;王海飛;;基于機(jī)匣測(cè)點(diǎn)信號(hào)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)滾動(dòng)軸承故障診斷靈敏性分析[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2014年12期

3 劉若晨;左洪福;;變工況下滾動(dòng)軸承故障注入靜電監(jiān)測(cè)方法研究[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2014年10期

4 裴峻峰;畢昆磊;呂苗榮;賀超;沈科君;;基于多特征參數(shù)和概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的滾動(dòng)軸承故障診斷方法[J];中國(guó)機(jī)械工程;2014年15期

5 張營(yíng);左洪福;佟佩聲;陳志雄;白芳;;基于譜插值和奇異值差分譜的滾動(dòng)軸承靜電監(jiān)測(cè)信號(hào)去噪方法[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2014年08期

6 劉若晨;左洪福;張營(yíng);梁坤;;滾動(dòng)軸承性能退化靜電監(jiān)測(cè)方法及試驗(yàn)[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2014年23期

7 王立臣;梁浩;;滾動(dòng)軸承故障診斷技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J];電子測(cè)試;2013年22期

8 李巍華;戴炳雄;張紹輝;;基于小波包熵和高斯混合模型的軸承性能退化評(píng)估[J];振動(dòng)與沖擊;2013年21期

9 郝騰飛;陳果;廖仲坤;程小勇;趙斌;王海飛;;基于正則化多核判別分析的航空發(fā)動(dòng)機(jī)滾動(dòng)軸承早期故障融合診斷方法[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2013年12期

10 王晶;陳果;郝騰飛;;滾動(dòng)軸承早期故障的多源多方法融合診斷技術(shù)[J];振動(dòng).測(cè)試與診斷;2013年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前2條

1 尉詢楷;馮悅;楊立;戰(zhàn)立光;;航空發(fā)動(dòng)機(jī)中介主軸承故障預(yù)測(cè)研究[A];航空安全與裝備維修技術(shù)——航空安全與裝備維修技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2014年

2 李興林;;滾動(dòng)軸承故障診斷技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展[A];2009年全國(guó)青年摩擦學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 郝騰飛;航空發(fā)動(dòng)機(jī)滾動(dòng)軸承故障的核方法智能識(shí)別技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

2 張營(yíng);滾動(dòng)軸承磨損區(qū)域靜電監(jiān)測(cè)技術(shù)及壽命預(yù)測(cè)方法研究[D];南京航空航天大學(xué);2013年

3 蘇文勝;滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號(hào)處理及特征提取方法研究[D];大連理工大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 張全德;基于數(shù)據(jù)挖掘的航空發(fā)動(dòng)機(jī)磨損界限值制定方法研究[D];南京航空航天大學(xué);2017年

2 汪瑾;滾動(dòng)軸承變工況狀態(tài)評(píng)估的特征融合技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2016年

3 江瑞龍;基于最小熵解卷積的滾動(dòng)軸承故障診斷研究[D];上海交通大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2819123