本文關鍵詞：滾動軸承裂紋故障聲發(fā)射信號產生機理及其傳播特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：聲發(fā)射信號作為材料內部能量釋放的一種彈性波，相較于振動信號能夠更好地表征物質和結構內部的狀態(tài)變化，特別是針對旋轉機械早期微弱故障的檢測具有其獨特的優(yōu)勢，使得聲發(fā)射技術廣泛應用于旋轉機械的微弱故障診斷。然而作為聲發(fā)射技術在實踐應用中的基礎，聲發(fā)射信號的產生機理及其傳播特性的研究還不夠深入。 本文主要進行聲發(fā)射信號的機理研究，通過裂紋故障聲發(fā)射信號數(shù)學模型的建立研究典型故障聲發(fā)射信號的產生機理，提出將限元理論應用于聲發(fā)射彈性波的傳播特性仿真，進行滾動軸承中聲發(fā)射彈性波的傳播特性研究，最后通過實驗驗證有限元波動仿真的合理性和準確性，具體研究工作如下： (1)以材料的彈性力學和彈性應變能釋放理論為基礎，，研究滾動軸承外圈裂紋擴展的聲發(fā)射能量模型，通過能量轉換和時頻域變換理論得到滾動軸承裂紋擴展聲發(fā)射信號的時域數(shù)學模型。 (2)以彈性體中的波動理論為基礎研究平面波在軸承外圈中的散射問題，提出將有限元理論應用于彈性波的傳播特性仿真研究，通過區(qū)域和時域的離散化求解進行有限元瞬態(tài)波傳播特性的仿真分析，研究同一材料不同結構中聲發(fā)射彈性波的衰減效應，同時進行不同材料平板以及帶裂紋平板的聲發(fā)射波動仿真對比分析。通過有限元的波動仿真驗證材料屬性和結構形式對于聲發(fā)射信號傳播特性的影響。 (3)以彈性波的波動理論和分層介質中的有限元理論為基礎，通過有限元波動仿真研究聲發(fā)射彈性波在不同介質中的耦合效應以及介質分界面上的傳播特性。以分層介質中有限元波動仿真為基礎結合聲源定位方法，進行滾動軸承聲發(fā)射彈性波的傳播特性仿真研究，為滾動軸承聲發(fā)射信號的高效采集及其時頻分析提供理論和仿真的基礎。 (4)以聲發(fā)射信號產生機理和聲發(fā)射信號傳播特性仿真為基礎，設計聲發(fā)射傳播特性實驗方案，進行滾動軸承中聲發(fā)射信號傳播特性的實驗研究。
【關鍵詞】：滾動軸承 聲發(fā)射信號 機理研究 有限元 傳播特性
【學位授予單位】：湖南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH133.33;TH165.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 課題背景與意義11-12
• 1.2 旋轉機械的聲發(fā)射技術研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1 滾動軸承故障診斷研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 聲發(fā)射技術研究現(xiàn)狀13
• 1.3 聲發(fā)射信號傳播特性的研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 聲發(fā)射信號傳播特性的理論研究14
• 1.3.2 聲發(fā)射信號傳播特性的仿真研究14-15
• 1.3.3 聲發(fā)射信號傳播特性的實驗研究15-16
• 1.4 論文的主要研究內容16-18
• 第二章 滾動軸承外圈裂紋聲發(fā)射信號產生機理研究18-25
• 2.1 滾動軸承裂紋故障的聲發(fā)射技術研究現(xiàn)狀18-19
• 2.2 滾動軸承裂紋故障聲發(fā)射信號的產生機理19-24
• 2.2.1 裂紋的能量釋放理論19
• 2.2.2 滾動軸承外圈裂紋能量模型的建立19-22
• 2.2.3 滾動軸承外圈裂紋時域數(shù)學模型的建立22-24
• 2.3 本章小結24-25
• 第三章 滾動軸承與軸承支座單一介質中聲發(fā)射信號的傳播特性研究25-46
• 3.1 彈性體和彈性波傳播的基本理論25-29
• 3.1.1 彈性體和彈性波的分類25
• 3.1.2 各向同性彈性體內的波25-29
• 3.2 滾動軸承聲發(fā)射彈性波的傳播理論研究29-32
• 3.2.1 平面波在自由界面上的反射30
• 3.2.2 SH 波在外圈上的散射30-32
• 3.3 平板中聲發(fā)射彈性波的有限元分析32-40
• 3.3.1 彈性波的有限元分析32
• 3.3.2 平板中聲發(fā)射彈性波傳播的有限元分析32-36
• 3.3.3 不同材料平板以及帶裂紋平板的聲發(fā)射彈性波有限元對比分析36-37
• 3.3.4 平板中不同聲源的波動仿真分析37-40
• 3.4 滾動軸承單一介質中聲發(fā)射彈性波的傳播特性研究40-44
• 3.4.1 軸承外圈和軸承支座的有限元建模與計算求解40-41
• 3.4.2 滾動軸承的二維波動仿真研究41-42
• 3.4.3 軸承支座的波動仿真研究42-44
• 3.5 本章小結44-46
• 第四章 滾動軸承與軸承支座分層介質中聲發(fā)射信號的傳播特性研究46-56
• 4.1 分層介質中聲發(fā)射信號的傳播46
• 4.2 不同介質之間聲發(fā)射彈性波的傳播46-50
• 4.2.1 P 波和 SV 波在介質分界面上的傳播46-49
• 4.2.2 SH 波介質分界面上的傳播49-50
• 4.3 聲發(fā)射彈性波在分層介質之間的傳播特性仿真研究50-55
• 4.3.1 分層介質中彈性波的有限元理論50
• 4.3.2 聲發(fā)射信號在分層介質結構中的傳播特性研究50-53
• 4.3.3 滾動軸承及其支座中聲發(fā)射彈性波的傳播特性仿真研究53-55
• 4.4 本章小結55-56
• 第五章 滾動軸承聲發(fā)射信號的傳播特性實驗56-68
• 5.1 聲發(fā)射實驗方案設計56
• 5.2 聲發(fā)射檢測技術和聲發(fā)射系統(tǒng)簡介56-58
• 5.3 軸承鋼材料單邊裂紋拉伸實驗58-63
• 5.3.1 實驗相關設備和拉伸件58-59
• 5.3.2 45 號鋼和 GCr15 軸承鋼拉伸實驗的聲發(fā)射信號相關性分析59-62
• 5.3.3 拉伸實驗結論62-63
• 5.4 有限元波動仿真的合理驗證實驗63-67
• 5.4.1 平板斷鉛實驗63-66
• 5.4.2 滾動軸承與支座的聲發(fā)射實驗66-67
• 5.5 本章小結67-68
• 第六章 總結與展望68-70
• 6.1 論文總結68-69
• 6.2 研究展望69-70
• 參考文獻70-73
• 致謝73-74
• 附錄 攻讀學位期間參研項目和發(fā)表論文目錄74
• 一 參與的科研項目74
• 二 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文74

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  本文關鍵詞：滾動軸承裂紋故障聲發(fā)射信號產生機理及其傳播特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：272681