滾動軸承是機車最重要的一部分旋轉部件,機車軸承故障會嚴重影響機車的安全運行。為了提高軌邊聲學滾動軸承故障檢測系統(tǒng)的可行性,本文對滾動軸承故障在線檢測關鍵技術進行了研究,主要包括多普勒畸變的校正、從強噪聲中提取微弱周期信號以及多聲源的分離。本文首先分析了NJP3226X1型號滾動軸承的主要失效形式以及零件的固有振動頻率,進一步得到了四種軸承零件（內圈、外圈、滾子、保持架）的故障特征頻率,然后利用ANSYS對列車軸承各零件進行模態(tài)分析,根據(jù)測量參數(shù)在軟件進行建模,最后經(jīng)過計算得到各個組件的固有頻率值,得到的固有頻率值可以作為故障檢測的參考。之后討論了多普勒畸變校正方法。根據(jù)運動聲源聲輻射理論,通過仿真可以得到多普勒畸變信號。接著分析校正畸變的過程:首先利用STFT求得經(jīng)過降采樣處理之后信號的時頻分布,然后利用Crazy Climber算法估計信號的瞬時頻率,利用最小二乘法擬合得到瞬時頻率的連續(xù)值,最后計算重采樣時間點序列,并對信號做三次樣條函數(shù)擬合,根據(jù)擬合結果重采樣得到校正了多普勒畸變之后的信號。在強噪聲方面,研究了雙穩(wěn)態(tài)隨機共振微弱信號檢測方法,其中包括其尺度變換原則。通過外加信號或調... 

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 論文的研究背景及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 軌邊聲學檢測系統(tǒng)研究概況
        1.2.2 軌邊聲學檢測系統(tǒng)關鍵技術研究概況
    1.3 本論文的主要研究內容
第2章 列車軸承故障分析與模態(tài)分析
    2.1 引言
    2.2 單列滾子軸承分析
        2.2.1 主要失效形式
        2.2.2 軸承零件固有頻率
        2.2.3 軸承零件故障特征頻率
    2.3 基于ANSYS的軸承各零件模態(tài)分析
    2.4 本章小結
第3章 列車軸承軌邊聲學多普勒畸變校正
    3.1 引言
    3.2 運動聲源的聲輻射理論
    3.3 基于瞬時頻率估計的多普勒畸變校正
        3.3.1 瞬時頻率的定義
        3.3.2 基于Crazy Climber算法的脊線提取方法
    3.4 基于非線性曲線擬合的參數(shù)估計
        3.4.1 非線性曲線擬合理論研究
        3.4.2 非線性曲線擬合在參數(shù)估計中的應用
    3.5 基于信號重采樣技術的信號重構
    3.6 仿真分析
        3.6.1 仿真信號建立
        3.6.2 多普勒畸變校正流程
        3.6.3 仿真分析結果
    3.7 實驗信號分析
        3.7.1 實驗模式
        3.7.2 實驗儀器
        3.7.3 實驗數(shù)據(jù)處理
    3.8 列車內圈故障信號數(shù)據(jù)分析
    3.9 本章小結
第4章 基于隨機共振的微弱信號增強方法
    4.1 引言
    4.2 雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)隨機共振模型
        4.2.1 雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)微弱信號檢測模型
        4.2.2 雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)尺度變換
    4.3 微弱信號檢測的自適應隨機共振方法
        4.3.1 外加信號的隨機共振檢測
        4.3.2 最佳匹配隨機共振檢測
    4.4 Woods-Saxon與 Gaussian聯(lián)合勢隨機共振算法
    4.5 本章小結
第5章 多聲源分離方法
    5.1 引言
    5.2 時頻信號融合
    5.3 基于DFMS算法的聲源分離
    5.4 本章小結
總結
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于ROSST的列車軸承軌邊聲學信號校正與診斷研究[J]. 熊偉,張海濱,何清波,孔凡讓.  振動與沖擊. 2017(06)
[2]基于重采樣技術的聲學信號多普勒畸變校正[J]. 吳強,孔凡讓,何清波,劉永斌.  信號處理. 2012(09)
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[4]高速鐵路動車組列車的噪聲特性[J]. 俞悟周,王晨,毛東興,王佐民,姜在秀,萬雯.  環(huán)境污染與防治. 2009(01)
[5]貨車滾動軸承早期故障軌邊聲學診斷系統(tǒng)（TADS）[J]. 夏建輝,梁廣清.  哈爾濱軸承. 2005(01)
[6]運動聲源的聲全息識別方法[J]. 楊殿閣,鄭四發(fā),羅禹貢,連小珉,蔣孝煜.  聲學學報. 2002(04)
[7]先進道旁車輛狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)的開發(fā)和應用[J]. FirdausiD.Irani,吳朝院.  國外鐵道車輛. 2002(02)

博士論文
[1]列車軸承軌邊聲學診斷中故障聲譜識別的時變陣列分析技術研究[D]. 張尚斌.中國科學技術大學 2017
[2]列車軸承軌邊聲學故障信號的聲源分離及其去噪研究[D]. 張海濱.中國科學技術大學 2016
[3]列車軸承故障道旁聲學診斷關鍵技術研究[D]. 張翱.中國科學技術大學 2014
[4]列車軸承故障軌邊聲學檢測系統(tǒng)關鍵技術研究[D]. 胡飛.中國科學技術大學 2013
[5]基于道旁聲學信號的列車滾動軸承故障診斷技術研究[D]. 吳強.中國科學技術大學 2013
[6]中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃布局及優(yōu)化方法研究[D]. 周榮征.西南交通大學 2011
[7]運動汽車聲場可視化方法研究[D]. 李兵.清華大學 2010
[8]微弱特征信號檢測的隨機共振方法與應用研究[D]. 楊定新.國防科學技術大學 2004

碩士論文
[1]列車軸承軌邊聲學監(jiān)測與診斷方法研究[D]. 胡智勇.中國科學技術大學 2016
[2]基于時頻流形分析的設備故障診斷方法研究[D]. 汪湘湘.中國科學技術大學 2014
[3]基于振動信號處理及模態(tài)分析的機械故障診斷技術研究[D]. 張生.燕山大學 2009



本文編號：3664989