本文關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡—不對(duì)中耦合故障的動(dòng)力學(xué)分析與診斷

  更多相關(guān)文章： 轉(zhuǎn)子系統(tǒng) 耦合故障 Newmark_β 有限元 流形學(xué)習(xí) 小波包消噪

【摘要】：在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，由于制造、裝配不良或系統(tǒng)經(jīng)常處于高速、高載狀態(tài)，很容易發(fā)生轉(zhuǎn)子不平衡、不對(duì)中等故障，若不及時(shí)診斷，將會(huì)引發(fā)碰摩、基礎(chǔ)松動(dòng)等二次故障，進(jìn)而引發(fā)多故障的相互耦合，這對(duì)機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成重大的影響。而系統(tǒng)一旦產(chǎn)生故障，往往不是以一種故障的形式出現(xiàn)，而是以多故障的相互耦合形式發(fā)生。對(duì)此，本文針對(duì)不平衡-不對(duì)中耦合故障做了如下研究： 首先對(duì)轉(zhuǎn)子不平衡、不對(duì)中故障的機(jī)理進(jìn)行了研究，建立了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡、不對(duì)中以及不平衡-不對(duì)中耦合故障的有限元模型。 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了臨界速度分析和振動(dòng)響應(yīng)分析，采用Newmark_β數(shù)值積分法求得了耦合故障的振動(dòng)特性，分析時(shí)充分考慮了轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、剪切變形以及陀螺力對(duì)系統(tǒng)的影響。定量分析了不平衡量，不同轉(zhuǎn)速對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響。通過對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)耦合故障的軸心軌跡、時(shí)頻特性、三維瀑布圖以及軸承振動(dòng)響應(yīng)的研究，，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)耦合故障具有豐富的故障特性。 分析了幾種經(jīng)典的流形學(xué)習(xí)算法在故障診斷中的應(yīng)用，深入研究了FDA、LFDA以及IOLFDA三種流形學(xué)習(xí)算法的故障診斷機(jī)理，提出了基于小波包與LFDA的故障診斷方法。選取仿真分析中的振動(dòng)數(shù)據(jù)和軸心軌跡數(shù)據(jù)作為樣本，分別用這五種流形學(xué)習(xí)算法對(duì)樣本進(jìn)行故障診斷，發(fā)現(xiàn)LE和LPP算法不能識(shí)別正常和故障信號(hào)，而FDA、LFDA以及IOLFDA三種算法能夠完全識(shí)別正常、單故障和耦合故障特征，IOLFDA對(duì)測(cè)試樣本的識(shí)別率最高。 在綜合故障試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)不平衡、不對(duì)中以及不平衡-不對(duì)中耦合故障進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)。采用信息融合技術(shù)，對(duì)采集的故障信號(hào)進(jìn)行了時(shí)頻特性分析，發(fā)現(xiàn)故障在軸向、徑向和垂向三個(gè)方向表現(xiàn)出了不同的故障特性；不平衡故障以1倍轉(zhuǎn)頻為主，不對(duì)中故障以2倍轉(zhuǎn)頻為主，不平衡-不對(duì)中耦合故障的特征不是兩種故障特征的簡(jiǎn)單疊加，在整體上表現(xiàn)出了不平衡故障的特性。 最后將本文提出的基于小波包與LFDA算法的故障診斷方法應(yīng)用到耦合故障實(shí)驗(yàn)中，對(duì)比分析了LE、LPP、FDA、LFDA以及IOLFDA幾種流形學(xué)習(xí)算法的診斷效果，發(fā)現(xiàn)LE、LPP無法識(shí)別故障，F(xiàn)DA、LFDA識(shí)別效果較好，而小波包與LFDA的診斷效果最好，這為耦合故障診斷提供了一種有效的分析方法。
【關(guān)鍵詞】：轉(zhuǎn)子系統(tǒng) 耦合故障 Newmark_β 有限元 流形學(xué)習(xí) 小波包消噪
【學(xué)位授予單位】：湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH165.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題研究背景和意義10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 本文的主要工作13-16
• 第二章 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡 不對(duì)中耦合故障建模16-27
• 2.1 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障機(jī)理研究16-21
• 2.1.1 轉(zhuǎn)子不平衡故障機(jī)理16
• 2.1.2 轉(zhuǎn)子不對(duì)中故障機(jī)理16-21
• 2.2 基于 DyRoBeS 的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡 不對(duì)中耦合故障建模21-26
• 2.2.1 DyRoBeS 的兩種坐標(biāo)系22-23
• 2.2.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡 不對(duì)中耦合故障的幾何模型23-24
• 2.2.3 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡 不對(duì)中耦合故障的有限元模型24-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第三章 基于 DyRoBeS 的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)耦合故障動(dòng)力學(xué)分析27-41
• 3.1 Newmark_ 數(shù)值積分法27-28
• 3.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡 不對(duì)中耦合故障的模態(tài)分析28-29
• 3.3 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡 不對(duì)中耦合故障振動(dòng)響應(yīng)分析29-33
• 3.3.1 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡 不對(duì)中耦合故障穩(wěn)態(tài)響應(yīng)分析29-30
• 3.3.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡 不對(duì)中耦合故障瞬態(tài)響應(yīng)分析30-32
• 3.3.3 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡 不對(duì)中耦合故障振動(dòng)響應(yīng)軸心軌跡分析32-33
• 3.4 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡 不對(duì)中耦合故障特征頻率分析33-34
• 3.5 重要參數(shù)對(duì)不平衡 不對(duì)中耦合故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響34-38
• 3.5.1 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)不平衡 不對(duì)中耦合故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響34-35
• 3.5.2 轉(zhuǎn)速對(duì)不平衡 不對(duì)中耦合故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響35-37
• 3.5.3 不平衡量對(duì)不平衡 不對(duì)中耦合故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響37-38
• 3.6 本章小結(jié)38-41
• 第四章 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)仿真信號(hào)的特征提取與故障診斷41-54
• 4.1 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)耦合故障動(dòng)力學(xué)特征提取與診斷流程41-42
• 4.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡 不對(duì)中耦合故障動(dòng)力學(xué)特征提取42-43
• 4.3 基于流形學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障診斷方法43-50
• 4.3.1 基于小波包的故障信號(hào)降噪方法43-44
• 4.3.2 非線性流形學(xué)習(xí)故障診斷方法44-49
• 4.3.3 基于小波包與 LFDA 的轉(zhuǎn)子故障診斷方法49-50
• 4.4 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡 不對(duì)中耦合故障仿真信號(hào)的故障診斷50-52
• 4.4.1 仿真振動(dòng)位移信號(hào)的模式識(shí)別50-51
• 4.4.2 仿真軸心軌跡信號(hào)的模式識(shí)別51-52
• 4.5 本章小結(jié)52-54
• 第五章 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)耦合故障診斷實(shí)驗(yàn)54-63
• 5.1 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡 不對(duì)中耦合故障實(shí)驗(yàn)臺(tái)搭建54-55
• 5.1.1 綜合故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)54-55
• 5.1.2 振動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng)55
• 5.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡 不對(duì)中耦合故障實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)55-57
• 5.4 基于小波包與 LFDA 的不平衡 不對(duì)中耦合故障診斷57-61
• 5.4.1 不平衡 不對(duì)中耦合故障數(shù)據(jù)預(yù)處理58
• 5.4.2 不平衡 不對(duì)中耦合故障模式識(shí)別58-61
• 5.5 本章小結(jié)61-63
• 第六章 總結(jié)與展望63-66
• 6.1 論文總結(jié)63-65
• 6.2 研究展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 致謝70-71
• 附錄：攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果目錄71

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王宗勇,吳敬東,姚紅良,聞邦椿;質(zhì)量慢變轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的碰摩分析[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào);2004年06期

2 李宏坤;趙利華;練曉婷;;非線性剛度轉(zhuǎn)子-軸承支承松動(dòng)故障的特征分析[J];動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào);2011年03期

3 黃一樣;申群太;;小波消噪在滾動(dòng)軸承故障診斷的應(yīng)用研究[J];儀器儀表用戶;2009年03期

4 許馨;吳福朝;胡占義;羅阿理;;一種基于非線性降維求正常星系紅移的新方法[J];光譜學(xué)與光譜分析;2006年01期

5 趙廣;劉占生;葉建槐;陳鋒;;齒式聯(lián)軸器不對(duì)中嚙合力模型及其對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性影響[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào);2009年01期

6 王宇飛;謝永鵬;;旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子不平衡故障的診斷與分析[J];湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2009年05期

7 陳果;李興陽;;航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)振動(dòng)中的不平衡-不對(duì)中-碰摩耦合故障研究[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2009年10期

8 付波;周建中;彭兵;安學(xué)利;;固定式剛性聯(lián)軸器不對(duì)中彎扭耦合振動(dòng)特性[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年04期

9 高洪濤,李明,徐尚龍;膜片聯(lián)軸器耦合的不對(duì)中轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)的不平衡響應(yīng)分析[J];機(jī)械設(shè)計(jì);2003年08期

10 陽建宏;徐金梧;楊德斌;黎敏;;基于主流形識(shí)別的非線性時(shí)間序列降噪方法及其在故障診斷中的應(yīng)用[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2006年08期

本文編號(hào)：722531