旋轉(zhuǎn)機械是現(xiàn)代化工業(yè)應(yīng)用最為廣泛的一類機械設(shè)備,轉(zhuǎn)子作為旋轉(zhuǎn)機械的核心部件在多變工況下容易產(chǎn)生裂紋故障。在國內(nèi)外已發(fā)生了多起因轉(zhuǎn)子裂紋故障導致的災難性事故,造成了巨大的經(jīng)濟損失。因此研究裂紋轉(zhuǎn)子故障診斷方法有著重要的意義。本文針對裂紋轉(zhuǎn)子振動位移信號不平穩(wěn)、非線性,故障特征難提取,且在故障初期缺少對樣本的收集與整理,提出基于變分模態(tài)分解(Variational Mode Decomposition VMD)和AR(Auto Regressive)模型相結(jié)合診斷轉(zhuǎn)子裂紋故障的方法。本文的主要研究內(nèi)容有:1.裂紋通過在轉(zhuǎn)子上激光切割出橫向裂縫來模擬,采用東華測試DHRMT轉(zhuǎn)子實驗臺進行了裂紋轉(zhuǎn)子的振動檢測實驗,通過與正常轉(zhuǎn)子的振動信號對比和分析,觀察到裂紋轉(zhuǎn)子的振動信號中出現(xiàn)了1倍頻、2倍頻、3倍頻等諧波成分,而正常轉(zhuǎn)子的振動信號中表現(xiàn)出1倍頻成分并伴有較小幅值的2倍頻成分,其原因是轉(zhuǎn)子存在一定的彎曲變形,但在實驗允許誤差范圍內(nèi)。2.闡述了變分模態(tài)分解的基本原理,通過對多模態(tài)信號,沖擊信號,間斷信號和調(diào)幅調(diào)頻信號的仿真分析,發(fā)現(xiàn)變分模態(tài)分解(VMD)在抗沖擊和抗多模態(tài)混疊等方面均優(yōu)于經(jīng)驗模...

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 轉(zhuǎn)子裂紋模型和動力學特征研究現(xiàn)狀
    1.3 裂紋轉(zhuǎn)子故障信號分析方法研究現(xiàn)狀
    1.4 變分模態(tài)分解研究現(xiàn)狀
    1.5 選題來源
    1.6 本文主要研究內(nèi)容和章節(jié)安排
第二章 裂紋轉(zhuǎn)子的振動信號采集實驗及分析
    2.1 實驗方案的設(shè)計
        2.1.1 總體方案
        2.1.2 硬件
        2.1.3 裂紋軸的制備
    2.2 實驗分析
    2.3 本章小結(jié)
第三章 VMD原理及其實驗分析
    3.1 相關(guān)基礎(chǔ)概念介紹
        3.1.1 解析信號
        3.1.2 瞬時頻率
        3.1.3 模態(tài)混疊
        3.1.4 維納(Wiener)濾波
    3.2 EMD的基本概念以及局限性
    3.3 變分模態(tài)分解算法的基本原理
    3.4 VMD仿真分析以及與EMD對比
        3.4.1 多模態(tài)信號VMD
        3.4.2 沖擊分量信號VMD
        3.4.3 間斷信號VMD
        3.4.4 調(diào)幅調(diào)頻信號VMD
    3.5 VMD的分解模態(tài)數(shù)K
    3.6 實驗分析
    3.7 本章小結(jié)
第四章 基于VMD和 AR模型在轉(zhuǎn)子裂紋故障診斷中的研究
    4.1 AR模型
    4.2 AR模型自回歸系數(shù)(階次)的確定
    4.3 AR模型參數(shù)和殘差方差的確定
    4.4 基于VMD和 AR模型的轉(zhuǎn)子裂紋故障診斷方法
    4.5 實驗分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
附錄1
參考文獻
個人簡歷、申請學位期間的研究成果
致謝



本文編號：3796781