本文關(guān)鍵詞：含典型故障的滾動(dòng)軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)行為分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：旋轉(zhuǎn)機(jī)械是廣泛應(yīng)用于航空航天、能源、交通、制造等領(lǐng)域的一類機(jī)械設(shè)備,軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的核心部件,發(fā)揮著不可替代的作用。機(jī)械系統(tǒng)尤其是旋轉(zhuǎn)機(jī)械在工作時(shí)不可避免地會(huì)產(chǎn)生振動(dòng),振動(dòng)會(huì)降低工作效率、損害機(jī)械部件的壽命。機(jī)械系統(tǒng)一旦產(chǎn)生故障,會(huì)引發(fā)更加劇烈的振動(dòng),甚至?xí)诙虝r(shí)間內(nèi)導(dǎo)致事故發(fā)生。從非線性動(dòng)力學(xué)角度來看,含有故障的旋轉(zhuǎn)機(jī)械在工作時(shí)會(huì)表現(xiàn)出復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)行為,這些動(dòng)力學(xué)行為與故障的類型、嚴(yán)重程度和故障的演化過程都存在著千絲萬縷的聯(lián)系。因此,有必要從非線性動(dòng)力學(xué)出發(fā),分析存在典型故障時(shí)的動(dòng)力學(xué)行為,揭示故障產(chǎn)生、發(fā)展的一般規(guī)律,為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的設(shè)計(jì)、維護(hù)和故障診斷提供理論依據(jù)。 論文第二章介紹了基于Hertz點(diǎn)接觸理論的滾動(dòng)軸承剛度求解過程和Runge-Kutta法的基本思想,并以一類Duffing系統(tǒng)為例介紹了應(yīng)用數(shù)值積分求解并分析其非線性動(dòng)力學(xué)行為的一般過程。 論文第三章分析了考慮滾動(dòng)軸承內(nèi)外圈波紋度、徑向間隙和非線性赫茲力作用下的滾動(dòng)軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。根據(jù)不同參數(shù)下的分岔圖、時(shí)域波形圖、頻譜圖、相圖和龐加萊截面圖,研究了軸承表面波紋度最大幅值和轉(zhuǎn)速對(duì)系統(tǒng)的非線性振動(dòng)的影響,找到了不同故障類型的特征頻率。 論文第四章建立了一種改進(jìn)的含局部缺陷的滾動(dòng)軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)模型,所建缺陷模型不僅考慮了徑向內(nèi)間隙和非線性赫茲力等非線性因素,還考慮了滾動(dòng)體通過故障區(qū)時(shí)軸承接觸剛度的變化。采用數(shù)值積分的方法求解了多種缺陷類型的系統(tǒng)響應(yīng)。并通過不同轉(zhuǎn)速、缺陷尺寸和系統(tǒng)參數(shù)下的頻譜圖、龐加萊截面圖和分岔圖分析了系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)行為,找到了兩種通往混沌的路徑：陣發(fā)性分岔和擬周期環(huán)面破裂分岔。 論文第五章利用混沌吸引子特征量可以刻畫滾動(dòng)軸承在不同故障狀態(tài)下振動(dòng)特性的特點(diǎn),提出一種基于關(guān)聯(lián)維數(shù)、最大李雅普諾夫指數(shù)和信息熵的新的故障診斷方法。結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù),應(yīng)用支持向量機(jī)技術(shù)分析了三類特征量對(duì)滾動(dòng)軸承的故障識(shí)別能力,并對(duì)比了特征量?jī)蓛山M合的分類效果。研究表明：三類特征量都包含著不同的故障信息,將其結(jié)合可以明顯提高故障識(shí)別率。通過對(duì)實(shí)測(cè)軸承數(shù)據(jù)的故障分類研究發(fā)現(xiàn),與單一特征量方法相比,該方法可以有效區(qū)分不同故障類型和故障嚴(yán)重程度,為滾動(dòng)軸承故障的超精密診斷提供了可能性。 最后在第六章中對(duì)本文內(nèi)容進(jìn)行了歸納總結(jié),并指出了該課題若干可能的研究方向。
【關(guān)鍵詞】：滾動(dòng)軸承 非線性動(dòng)力學(xué) 波紋度 局部缺陷 混沌特征量
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH133.33;TH165.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 課題背景和研究意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 滑動(dòng)軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展11-13
• 1.2.2 滾動(dòng)軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展13-16
• 1.2.3 滾動(dòng)軸承故障診斷研究進(jìn)展16-17
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)17-19
• 1.3.1 論文主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 1.3.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)18-19
• 第二章 基本理論和方法19-32
• 2.1 Hertz接觸理論及滾動(dòng)軸承剛度計(jì)算19-24
• 2.1.1 Hertz接觸理論19-21
• 2.1.2 滾動(dòng)軸承剛度計(jì)算21-24
• 2.2 Runge-Kutta算法及其應(yīng)用24-31
• 2.2.1 Runge-Kutta算法24-25
• 2.2.2 一類Duffing系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)行為分析25-31
• 2.3 本章小結(jié)31-32
• 第三章 含波紋度故障的滾動(dòng)軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)行為分析32-49
• 3.1 系統(tǒng)模型32-35
• 3.1.1 軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模型32-33
• 3.1.2 波紋度模型33-34
• 3.1.3 非線性赫茲力34-35
• 3.1.4 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程35
• 3.2 系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)行為分析35-48
• 3.2.1 不考慮波紋度時(shí)系統(tǒng)的響應(yīng)36-39
• 3.2.2 僅考慮外圈波紋度時(shí)系統(tǒng)的響應(yīng)39-43
• 3.2.3 僅考慮內(nèi)圈波紋度時(shí)系統(tǒng)的響應(yīng)43-47
• 3.2.4 考慮內(nèi)圈和外圈波紋度時(shí)系統(tǒng)的響應(yīng)47-48
• 3.3 本章小結(jié)48-49
• 第四章 含局部缺陷的滾動(dòng)軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)行為分析49-64
• 4.1 系統(tǒng)模型49-55
• 4.1.1 滾動(dòng)軸承局部缺陷模型49-52
• 4.1.2 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程52-55
• 4.2 系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)行為分析55-63
• 4.2.1 內(nèi)圈滾道含局部缺陷的響應(yīng)55-58
• 4.2.2 外圈滾道含局部缺陷的響應(yīng)58-59
• 4.2.3 滾動(dòng)體含局部缺陷的響應(yīng)59-60
• 4.2.4 系統(tǒng)參數(shù)的影響60-63
• 4.3 本章小結(jié)63-64
• 第五章 基于混沌吸引子特征量的滾動(dòng)軸承故障診斷64-72
• 5.1 混沌吸引子特征量64-66
• 5.1.1 關(guān)聯(lián)維數(shù)64-65
• 5.1.2 最大李雅普諾夫指數(shù)65-66
• 5.1.3 信息熵66
• 5.2 支持向量機(jī)理論66-67
• 5.3 實(shí)驗(yàn)分析67-71
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)67
• 5.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果67-69
• 5.3.3 結(jié)果分析69-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 第六章 結(jié)論與展望72-74
• 6.1 結(jié)論72-73
• 6.2 展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-82
• 致謝82-83
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文83

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：含典型故障的滾動(dòng)軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)行為分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：316992