大型水壓機(jī)是一個(gè)國(guó)家建立獨(dú)立工業(yè)體系和強(qiáng)大國(guó)防所必須的大型戰(zhàn)略性裝備,其安全性可靠性至關(guān)重要。對(duì)大型水壓機(jī)進(jìn)行故障診斷及狀態(tài)評(píng)估是實(shí)現(xiàn)大型水壓機(jī)安全可靠運(yùn)行和設(shè)備健康管理的關(guān)鍵,其研究意義重大。 目前對(duì)大型水壓機(jī)進(jìn)行故障診斷及狀態(tài)評(píng)估主要存在兩方面的問題：一是缺乏從機(jī)理上研究大型水壓機(jī)多類典型故障的產(chǎn)生原因及性能退化規(guī)律,從而影響了故障診斷及狀態(tài)評(píng)估方法的有效性；二是設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作環(huán)境惡劣,觀測(cè)參數(shù)的隨機(jī)擾動(dòng)大,憑借傳統(tǒng)單一傳感器信息往往難以準(zhǔn)確診斷系統(tǒng)故障。 本文在國(guó)家“863”高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目“300MN模鍛水壓機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷研究”資助下,以大型水壓機(jī)高壓大流量水閥啟閉故障和水壓機(jī)立柱超常應(yīng)力兩類典型故障為例,采用多學(xué)科動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)分析了其故障機(jī)理,并將多源信息融合理論方法引入到其故障診斷與狀態(tài)評(píng)估中,旨在探索提高大型水壓機(jī)運(yùn)行安全性、可靠性的技術(shù)方法和途徑,為實(shí)現(xiàn)大型戰(zhàn)略性水壓裝備更高層次的健康管理提供有效的技術(shù)支持。 論文的主要研究?jī)?nèi)容包括： 1.系統(tǒng)分析和研究了大型水壓機(jī)強(qiáng)耦合條件下的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性及典型故障產(chǎn)生機(jī)理問題。 (1)采用多學(xué)科復(fù)合建模仿真技術(shù),建立了大型水壓機(jī)集流體動(dòng)力、機(jī)械、控制于一體的復(fù)合動(dòng)力學(xué)模型,系統(tǒng)分析了大型水壓機(jī)強(qiáng)耦合條件下的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性問題,研究揭示了大型水壓機(jī)正常工況下的工作機(jī)理和工作特性,為大型水壓機(jī)水路分配系統(tǒng)故障機(jī)理研究奠定了基礎(chǔ)。 (2)定性定量的分析了大型水壓機(jī)復(fù)雜環(huán)境下高壓大流量水閥啟閉故障形成因素,通過故障仿真,研究了大型水壓機(jī)強(qiáng)耦合條件下的高壓大流量水閥啟閉故障特性、演變規(guī)律及其影響模式,在此基礎(chǔ)上,根據(jù)故障仿真結(jié)果對(duì)故障特征參數(shù)靈敏性進(jìn)行了分析,這為大型水壓機(jī)水路分配系統(tǒng)故障診斷及狀態(tài)評(píng)估提供了理論依據(jù)。 (3)采用現(xiàn)代CAE有限元建模仿真分析方法,研究了水壓機(jī)大型活動(dòng)橫梁與立柱的接觸力學(xué)行為,揭示了大型水壓機(jī)立柱附加應(yīng)力的產(chǎn)生機(jī)制、分布規(guī)律和參數(shù)影響規(guī)律,為大型水壓機(jī)立柱應(yīng)力狀態(tài)評(píng)估及超限診斷奠定了基礎(chǔ)。 2.深入研究了基于多源信息融合的大型水壓機(jī)故障診斷與運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估方法 (1)采用物理建模和數(shù)值模擬方法獲取了大型水壓機(jī)高壓大流量水閥啟閉故障條件下不同故障程度的特征參數(shù)基準(zhǔn)值,在此基礎(chǔ)上,提出了高壓大流量水閥多參數(shù)融合故障診斷及運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估的特征參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)模式。 (2)將灰色系統(tǒng)理論與方法引入到大型水壓機(jī)水閥啟閉故障的多源信息融合診斷中,采用灰色關(guān)聯(lián)分析、灰色聚類評(píng)估等方法建立了大型水壓機(jī)水閥啟閉故障的多源信息融合診斷模型,利用300MN模鍛水壓機(jī)測(cè)試樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證。 (3)提出了大型水壓機(jī)立柱附加應(yīng)力的計(jì)算方法、應(yīng)力測(cè)試數(shù)據(jù)冗余校驗(yàn)及立柱應(yīng)力狀態(tài)的多源信息融合評(píng)估方法,利用300MN模鍛水壓機(jī)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證。 3.集成了大型水壓機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù),設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了300MN模鍛水壓機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與多源信息融合故障診斷系統(tǒng)。 (1)針對(duì)大型大型水壓機(jī)特殊的結(jié)構(gòu)及工作環(huán)境,研究了大型水壓機(jī)特殊環(huán)境下立柱應(yīng)力、活動(dòng)橫梁空間位姿等非功能參數(shù)獲取關(guān)鍵技術(shù)。 (2)以300MN模鍛水壓機(jī)為對(duì)象,應(yīng)用本文研究的理論和技術(shù)成果,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了300MN模鍛水壓機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)。提高了300MN模鍛水壓機(jī)的運(yùn)行安全性和可靠性。
【學(xué)位單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2012
【中圖分類】：TG315.4;TH165.3

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 安學(xué)利;趙明浩;蔣東翔;李少華;;基于支持向量機(jī)和多源信息的直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障診斷[J];電網(wǎng)技術(shù);2011年04期

2 蔡墉;;我國(guó)自由鍛液壓機(jī)和大型鍛件生產(chǎn)的發(fā)展歷程[J];大型鑄鍛件;2007年01期

3 王晉生;;10MN水壓機(jī)夾緊缸柱塞的修復(fù)[J];大型鑄鍛件;2010年03期

4 張清華;劉鑫剛;祁榮勝;金淼;郭寶峰;;800MN模鍛液壓機(jī)主缸缸底鍛件關(guān)鍵成形技術(shù)的研究[J];大型鑄鍛件;2010年06期

5 蘇勇;黃偉;譚建平;;虛擬樣機(jī)技術(shù)在模鍛水壓機(jī)分配器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J];鍛壓技術(shù);2006年04期

6 譚建平;蘇勇;周俊峰;黃長(zhǎng)征;;300MN模鍛水壓機(jī)操縱系統(tǒng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)控制實(shí)現(xiàn)[J];鍛壓技術(shù);2007年01期

7 陳柏金;黃樹槐;熊曉紅;;舊式水壓機(jī)CNC改造[J];鍛壓技術(shù);2008年01期

8 高俊峰;;我國(guó)快鍛液壓機(jī)的發(fā)展與現(xiàn)狀[J];鍛壓技術(shù);2008年06期

9 張劍寒;曾攀;顏永年;黃少峰;;400MN航空模鍛液壓機(jī)機(jī)架有限元分析[J];鍛壓技術(shù);2009年04期

10 劉石梅;譚建平;陳暉;;300MN模鍛液壓機(jī)液壓變壓系統(tǒng)故障仿真研究[J];鍛壓技術(shù);2011年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 李岳;機(jī)械動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)核基故障識(shí)別與狀態(tài)預(yù)測(cè)技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

2 蔣少華;基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的密閉鼓風(fēng)爐故障診斷及預(yù)測(cè)研究[D];中南大學(xué);2009年

3 夏魯瑞;液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵健康監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

4 胡雷;面向飛行器健康管理的新異類檢測(cè)方法研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2825348