本文關鍵詞：具有斜裂紋的轉子系統(tǒng)非線性輸出頻率響應函數(shù)特性研究

  更多相關文章： 斜裂紋轉子 非線性輸出頻率響應函數(shù) 故障診斷 系統(tǒng)辨識 全開型裂紋 呼吸型裂紋

【摘要】：本文針對斜裂紋轉子故障診斷進行了深入的研究,基于傳統(tǒng)圖譜特征分析方法對斜裂紋故障診斷存在一定的不足,提出了一種基于非線性輸出頻率響應函數(shù)(NOFRF)的斜裂紋故障診斷方法,并且對含有斜裂紋轉子系統(tǒng)的NOFRF特性進行了仿真研究和實驗驗證,得到了具有創(chuàng)新性的成果。本文主要是從以下幾個方面來論述的：1.對本文的提出及研究意義進行了論述,并對非線性系統(tǒng)辨識原理、轉子系統(tǒng)故障診斷方法以及非線性輸出頻率響應函數(shù)的國內外研究現(xiàn)狀進行了闡述,在此基礎上,論述了本論文的主要內容及創(chuàng)新之處。2.基于材料力學、局部柔度理論和斷裂力學理論,采用應變能釋放率的方法推導出斜裂紋軸在軸向力、彎矩和扭矩的共同作用下的剛度矩陣,在裂紋完全張開的靜態(tài)情況下,討論了裂紋傾角、裂紋深度和軸細長比等參數(shù)對轉軸剛度的影響；并且采用應力強度因子為零法模擬了轉軸上裂紋在一個穩(wěn)態(tài)旋轉周期內裂紋開閉規(guī)律以及軸的剛度時變特性,并詳細研究了傾角為45。裂紋軸剛度的時變特性。3.建立了全開型斜裂紋轉子動力學模型,并討論分析了全開型斜裂紋轉子系統(tǒng)在不同裂紋傾角、裂紋深度和裂紋位置下的非線性輸出頻率響應函數(shù)特性。當轉軸上存在全開型斜裂紋時,當裂紋深度較淺時,此時如果利用傳統(tǒng)的頻譜圖分析方法對其進行故障識別時,不能夠較為準確的識別裂紋故障,而運用非線性輸出頻率響應函數(shù)的方法對系統(tǒng)的各階次NOFRF值進行分析,可以準確的識別系統(tǒng)的裂紋故障,有效的克服了傳統(tǒng)方法的不足。當裂紋傾角和裂紋深度相同時,G4(j4ωF)值對裂紋位置變化相當敏感,且隨看裂紋越靠近轉盤,G4(j4ωF)值越大4.討論分析了呼吸型斜裂紋轉子系統(tǒng)在不同裂紋傾角、裂紋深度和裂紋位置下的非線性輸出頻率響應函數(shù)特性。在裂紋位置和裂紋深度不變時,系統(tǒng)各階NOFRF值隨著裂紋傾角的增加,系統(tǒng)的各階NOFRF值都有所增加,尤其G3(jωF)的值增加幅度更大,而系統(tǒng)的一階頻率響應Y(jωF)是由G1(jωF)和(G3(jωF)兩部分組成,而系統(tǒng)的一倍響應主要受Y(jωF)影響,所以可以通過G3(jωF)值的變化情況來判斷系統(tǒng)的一倍頻的響應情況,所以可以知道,系統(tǒng)的一倍頻響應對裂紋傾角的變化較為敏感,從而可以通過系統(tǒng)的一倍響應來識別裂紋傾角的變化情況。5.對直斜呼吸型裂紋轉子系統(tǒng)的NOFRF特性進行了對比研究。當轉軸上的裂紋是呼吸型斜裂紋時,當裂紋的深度不變時,轉子系統(tǒng)的各階NOFRF值會隨著裂紋位置越靠近轉盤,其值也隨著增加,但是增加的幅度不一樣,從而可以看出各階NOFRF值對裂紋位置的敏感程度不一樣,從而可以通過各階NOFRF值的變化情況,來識別系統(tǒng)的裂紋故障問題。當轉軸上的裂紋時呼吸型直裂紋時,當裂紋的深度不變時,轉子系統(tǒng)的各階NOFRF值基本上也會隨著裂紋位置越靠近轉盤,其值也隨著增加,而G2(j2ωF)和G4(j2ωF)的值并不是隨著裂紋的位置越靠近轉盤越大的,而是先減小后增加的,系統(tǒng)的二階頻率響應Y(j2ωF)是由G2(j2ωF)和G4(j2ωF)兩部分組成的,而裂紋轉子系統(tǒng)的二倍頻響應主要受Y(j2ωF)影響。6.最后對本文研究的內容進行了總結,并對下一步的研究進行了展望。
【關鍵詞】：斜裂紋轉子 非線性輸出頻率響應函數(shù) 故障診斷 系統(tǒng)辨識 全開型裂紋 呼吸型裂紋
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH17
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 課題的提出及其意義10-11
• 1.2 非線性系統(tǒng)辨識的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 轉子系統(tǒng)裂紋故障辨識技術的研究現(xiàn)狀13-17
• 1.4 非線性輸出頻率響應函數(shù)的國內外研究現(xiàn)狀17-18
• 1.5 論文的主要內容與創(chuàng)新之處18-20
• 1.5.1 論文的主要內容18-19
• 1.5.2 論文的創(chuàng)新之處19-20
• 1.6 本章小結20-21
• 第2章 斜裂紋的轉子系統(tǒng)轉軸剛度特性研究21-33
• 2.1 引言21
• 2.2 斜裂紋轉軸模型建立及剛度計算21-25
• 2.3 參數(shù)變化對斜裂紋轉軸剛度的影響25-32
• 2.3.1 參數(shù)變化對全開型斜裂紋轉軸剛度的影響25-27
• 2.3.2 參數(shù)變化對呼吸型斜裂紋轉軸剛度的影響27-32
• 2.4 本章小結32-33
• 第3章 全開型斜裂紋轉子系統(tǒng)NOFRF特性研究33-56
• 3.1 引言33-34
• 3.2 非線性輸出頻率響應函數(shù)理論和算法34-37
• 3.3 全開型斜裂紋的轉子系統(tǒng)動力學模型建立37-39
• 3.4 仿真研究39-47
• 3.4.1 參數(shù)對全開型斜裂紋轉子系統(tǒng)NOFRF特性的影響39-47
• 3.5 實驗研究47-54
• 3.6 本章小結54-56
• 第4章 呼吸型斜裂紋轉子系統(tǒng)NOFRF特性研究56-71
• 4.1 引言56
• 4.2 呼吸型斜裂紋的轉子系統(tǒng)動力學方程求解56-57
• 4.3 仿真研究57-63
• 4.3.1 參數(shù)對呼吸型斜裂紋轉子系統(tǒng)NOFRF特性的影響57-63
• 4.4 實驗研究63-70
• 4.5 本章小結70-71
• 第5章 直斜呼吸型裂紋的轉子系統(tǒng)NOFRF特性對比研究71-83
• 5.1 引言71
• 5.2 仿真研究71-76
• 5.2.1 參數(shù)對直斜呼吸型裂紋裂轉子系統(tǒng)NOFRF特性的影響71-76
• 5.3 實驗研究76-81
• 5.4 本章小結81-83
• 第6章 總結與展望83-86
• 6.1 總結83-85
• 6.2 展望85-86
• 參考文獻86-91
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和參加科研情況91-93
• 致謝93-94

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本文編號：869617