本文選題：小波有限元　切入點：轉(zhuǎn)軸　出處：《華中科技大學》2012年碩士論文

【摘要】：隨著大型回轉(zhuǎn)機械日益向高速、重載、大功率、長周期運行方向發(fā)展，使得轉(zhuǎn)子的運行條件更為惡劣，容易導致轉(zhuǎn)子在運行過程中出現(xiàn)橫向裂紋。而裂紋的不斷擴展，最終會導致結(jié)構(gòu)的失效，并可能引發(fā)重大事故。因此，對早期結(jié)構(gòu)裂紋的參數(shù)識別是工程實踐中的重要課題。振動診斷法在工程裂紋識別中應用廣泛，而小波有限元在處理裂紋等奇異性、大梯度問題上具有獨特的優(yōu)勢，因此本文選取小波有限元對轉(zhuǎn)軸裂紋參數(shù)識別進行研究。 首先分別計算了Daubechies小波和Coiflet小波尺度函數(shù)的數(shù)值和導數(shù)值，，并推導了聯(lián)系系數(shù)的計算方法，然后通過將小波尺度函數(shù)當作插值函數(shù)引入到有限元中，構(gòu)造了Daubechies小波轉(zhuǎn)軸單元和Coiflet小波轉(zhuǎn)軸單元。 把裂紋等效為無質(zhì)量扭轉(zhuǎn)線彈簧，建立轉(zhuǎn)軸的小波有限元模型，并得到隨裂紋深度和位置變化的轉(zhuǎn)軸固有頻率曲面。將小波有限元法與解析法進行比較，其吻合程度很高，說明了小波有限元法的有效性。 對轉(zhuǎn)軸的固有頻率進行參數(shù)敏感性分析，由此得到實驗需要注意的事項。然后進行懸臂結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)軸裂紋激振實驗，獲得實測固有頻率，并通過等高線法對轉(zhuǎn)軸裂紋參數(shù)進行識別，取得了非常好的效果。
[Abstract]:With the development of large rotating machinery towards the direction of high speed, heavy load, high power and long period operation, the operating conditions of rotor are worse, and it is easy to cause transverse cracks in the running process of rotor. Therefore, parameter identification of early structural cracks is an important subject in engineering practice. Vibration diagnosis method is widely used in engineering crack identification. Wavelet finite element has a unique advantage in dealing with crack singularity and large gradient problem, so this paper selects wavelet finite element to study the parameter identification of rotating axis crack. First, the numerical and derivative values of Daubechies wavelet and Coiflet wavelet scaling function are calculated, and the calculation method of the correlation coefficient is derived. Then the wavelet scaling function is introduced into the finite element method as an interpolation function. Daubechies wavelet axis unit and Coiflet wavelet axis unit are constructed. The crack is equivalent to a massless torsion line spring, and the wavelet finite element model of the axis is established, and the natural frequency surface of the shaft varies with the depth and position of the crack. The comparison between the wavelet finite element method and the analytical method shows that there is a good agreement between the finite element method and the analytical method. The validity of wavelet finite element method is illustrated. The parameter sensitivity analysis of the natural frequency of the shaft is carried out, and the matters needing attention in the experiment are obtained. Then, the vibration experiment of the shaft crack of the cantilever structure is carried out, and the measured natural frequency is obtained. The crack parameters of rotating shaft are identified by contour method, and the results are very good.
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：O346.1;TH165.3

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本文編號：1676481