本文關鍵詞：基于壓電阻抗的轉子損傷定量檢測方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：旋轉機械在工業(yè)中有著廣泛的應用并在生產生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。由某些線性或非線性的因素所導致的各種損傷對旋轉機械的安全運行構成了較大隱患,因此損傷檢測對旋轉機械而言有著特別重要的意義。在損傷檢測中,損傷是否發(fā)生較為容易判斷,損傷檢測的真正的難點在于如何進行定位和定量的檢測。轉子是旋轉機械的核心部件。為了對轉子的損傷進行定位定量的檢測,本文將彎曲剛度的變化值作為損傷指標,并引入了壓電阻抗法和譜元法進行建模。應用壓電阻抗技術進行結構健康檢測是基于結構機械阻抗值在結構遭受不同程度的損傷的情況下發(fā)生不同程度的變化的原理,即壓電阻抗的變化可以反映結構整體性的變化。譜元法兼有譜方法和有限元方法的特點,能夠高效地、精確地進行計算。本文研究的重點是建立基于譜元法的阻抗數(shù)字模型。針對轉子的特殊圓形邊界條件,本文使用了環(huán)形單元作為被分析的單元。結合板件機電耦合阻抗的分析模型,利用推導出的一系列公式和相關的參數(shù)得出了無損和有損狀況下結構的機電耦合阻抗表達式。在此基礎上引入了泰勒級數(shù)展開的方法近似推導出了損傷識別模型,最終提出了基于譜元法的轉子損傷識別算法。最后結合實際仿真分析和實際實驗,求出了某轉子的損傷位置與損傷程度并證明了所提出方法的準確性和高效性。針對阻抗測試實驗中信號可能被噪聲污染的問題,本文還提出了一種自適應雙穩(wěn)隨機共振信號降噪方法。新的雙穩(wěn)隨機共振系統(tǒng)增加了模型的階次,并引入了一種迭代的方法來求快速求得最優(yōu)系統(tǒng)參數(shù)。仿真和實驗結果表明該方法具有很好的降噪性能和計算速度,能夠提高轉子故障辨識的精度。
【關鍵詞】：損傷識別 譜元法 阻抗法 隨機共振
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH17
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-15
• 1.1 結構的損傷檢測7-10
• 1.1.1 結構損傷檢測的研究概況7-9
• 1.1.2 結構損傷檢測研究的核心問題和技術9-10
• 1.2 轉子系統(tǒng)的故障診斷10-11
• 1.2.1 轉子系統(tǒng)故障診斷的意義和研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 轉子系統(tǒng)故障診斷的研究內容和基本環(huán)節(jié)11
• 1.3 結構健康監(jiān)測系統(tǒng)及其一般結構11-12
• 1.4 壓電陶瓷阻抗法的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.5 課題來源及主要的研究內容14-15
• 2 壓電阻抗法的基本理論15-29
• 2.1 壓電現(xiàn)象和壓電材料簡介15-16
• 2.2 壓電效應及壓電方程16-20
• 2.2.1 壓電效應16-17
• 2.2.2 壓電方程及壓電常數(shù)17-20
• 2.3 壓電阻抗法20-22
• 2.4 壓電片的驅動響應分析22-24
• 2.4.1 壓電片的靜態(tài)驅動響應分析22-23
• 2.4.2 壓電片的動態(tài)驅動響應分析23-24
• 2.5 耦合電阻抗分析24-27
• 2.6 本章小結27-29
• 3 二階自適應隨機共振及其應用29-47
• 3.1 隨機共振的研究概況29-30
• 3.2 雙穩(wěn)態(tài)隨機共振理論30-31
• 3.3 具有自適應性的快速隨機共振31-36
• 3.3.1 一種新型雙穩(wěn)態(tài)模型31-33
• 3.3.2 一種自適應性迭代算法33-36
• 3.4 數(shù)字仿真和比較36-42
• 3.4.1 簡諧振動信號分析36-39
• 3.4.2 調幅振動信號分析39-42
• 3.5 實驗分析42-45
• 3.6 本章小結45-47
• 4 基于薄板理論的阻抗分析模型47-59
• 4.1 薄板的概念及小撓度理論47-48
• 4.2 薄板的振動48-52
• 4.2.1 引述48-49
• 4.2.2 薄板的自由振動和受迫振動49-50
• 4.2.3 圓形薄板的振動50-51
• 4.2.4 薄板振動的邊界條件51-52
• 4.3 薄板的機電耦合阻抗分析模型52-55
• 4.4 低成本阻抗測試電路55-57
• 4.5 機電耦合阻抗實驗模型57-58
• 4.6 本章小結58-59
• 5 基于譜元法的轉子損傷識別59-79
• 5.1 譜方法、有限元法和譜元法59-62
• 5.2 基于譜元法的數(shù)字分析模型62-66
• 5.3 基于譜元法模型的損傷識別算法66-68
• 5.4 基于損傷識別模型的數(shù)字案例分析68-73
• 5.5 實驗分析73-76
• 5.6 本章小結76-79
• 6 總結和展望79-81
• 6.1 研究工作總結79-80
• 6.2 未來工作展望80-81
• 致謝81-83
• 參考文獻83-89
• 附錄89
• A. 作者在攻讀學位期間發(fā)表的論文目錄：89
• B. 作者在攻讀學位期間取得的科研成果目錄：89

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