發(fā)布時間：2017-04-19 19:23

  本文關(guān)鍵詞：含典型故障的滾動軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動力學(xué)行為分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：旋轉(zhuǎn)機械是廣泛應(yīng)用于航空航天、能源、交通、制造等領(lǐng)域的一類機械設(shè)備,軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)作為旋轉(zhuǎn)機械的核心部件,發(fā)揮著不可替代的作用。機械系統(tǒng)尤其是旋轉(zhuǎn)機械在工作時不可避免地會產(chǎn)生振動,振動會降低工作效率、損害機械部件的壽命。機械系統(tǒng)一旦產(chǎn)生故障,會引發(fā)更加劇烈的振動,甚至?xí)诙虝r間內(nèi)導(dǎo)致事故發(fā)生。從非線性動力學(xué)角度來看,含有故障的旋轉(zhuǎn)機械在工作時會表現(xiàn)出復(fù)雜的動力學(xué)行為,這些動力學(xué)行為與故障的類型、嚴重程度和故障的演化過程都存在著千絲萬縷的聯(lián)系。因此,有必要從非線性動力學(xué)出發(fā),分析存在典型故障時的動力學(xué)行為,揭示故障產(chǎn)生、發(fā)展的一般規(guī)律,為旋轉(zhuǎn)機械的設(shè)計、維護和故障診斷提供理論依據(jù)。 論文第二章介紹了基于Hertz點接觸理論的滾動軸承剛度求解過程和Runge-Kutta法的基本思想,并以一類Duffing系統(tǒng)為例介紹了應(yīng)用數(shù)值積分求解并分析其非線性動力學(xué)行為的一般過程。 論文第三章分析了考慮滾動軸承內(nèi)外圈波紋度、徑向間隙和非線性赫茲力作用下的滾動軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動力學(xué)響應(yīng)。根據(jù)不同參數(shù)下的分岔圖、時域波形圖、頻譜圖、相圖和龐加萊截面圖,研究了軸承表面波紋度最大幅值和轉(zhuǎn)速對系統(tǒng)的非線性振動的影響,找到了不同故障類型的特征頻率。 論文第四章建立了一種改進的含局部缺陷的滾動軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動力學(xué)模型,所建缺陷模型不僅考慮了徑向內(nèi)間隙和非線性赫茲力等非線性因素,還考慮了滾動體通過故障區(qū)時軸承接觸剛度的變化。采用數(shù)值積分的方法求解了多種缺陷類型的系統(tǒng)響應(yīng)。并通過不同轉(zhuǎn)速、缺陷尺寸和系統(tǒng)參數(shù)下的頻譜圖、龐加萊截面圖和分岔圖分析了系統(tǒng)的非線性動力學(xué)行為,找到了兩種通往混沌的路徑：陣發(fā)性分岔和擬周期環(huán)面破裂分岔。 論文第五章利用混沌吸引子特征量可以刻畫滾動軸承在不同故障狀態(tài)下振動特性的特點,提出一種基于關(guān)聯(lián)維數(shù)、最大李雅普諾夫指數(shù)和信息熵的新的故障診斷方法。結(jié)合試驗數(shù)據(jù),應(yīng)用支持向量機技術(shù)分析了三類特征量對滾動軸承的故障識別能力,并對比了特征量兩兩組合的分類效果。研究表明：三類特征量都包含著不同的故障信息,將其結(jié)合可以明顯提高故障識別率。通過對實測軸承數(shù)據(jù)的故障分類研究發(fā)現(xiàn),與單一特征量方法相比,該方法可以有效區(qū)分不同故障類型和故障嚴重程度,為滾動軸承故障的超精密診斷提供了可能性。 最后在第六章中對本文內(nèi)容進行了歸納總結(jié),并指出了該課題若干可能的研究方向。
【關(guān)鍵詞】：滾動軸承 非線性動力學(xué) 波紋度 局部缺陷 混沌特征量
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH133.33;TH165.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 課題背景和研究意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 滑動軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)研究進展11-13
• 1.2.2 滾動軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)研究進展13-16
• 1.2.3 滾動軸承故障診斷研究進展16-17
• 1.3 論文研究內(nèi)容及創(chuàng)新點17-19
• 1.3.1 論文主要研究內(nèi)容17-18
• 1.3.2 主要創(chuàng)新點18-19
• 第二章 基本理論和方法19-32
• 2.1 Hertz接觸理論及滾動軸承剛度計算19-24
• 2.1.1 Hertz接觸理論19-21
• 2.1.2 滾動軸承剛度計算21-24
• 2.2 Runge-Kutta算法及其應(yīng)用24-31
• 2.2.1 Runge-Kutta算法24-25
• 2.2.2 一類Duffing系統(tǒng)的非線性動力學(xué)行為分析25-31
• 2.3 本章小結(jié)31-32
• 第三章 含波紋度故障的滾動軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動力學(xué)行為分析32-49
• 3.1 系統(tǒng)模型32-35
• 3.1.1 軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模型32-33
• 3.1.2 波紋度模型33-34
• 3.1.3 非線性赫茲力34-35
• 3.1.4 系統(tǒng)動力學(xué)方程35
• 3.2 系統(tǒng)的非線性動力學(xué)行為分析35-48
• 3.2.1 不考慮波紋度時系統(tǒng)的響應(yīng)36-39
• 3.2.2 僅考慮外圈波紋度時系統(tǒng)的響應(yīng)39-43
• 3.2.3 僅考慮內(nèi)圈波紋度時系統(tǒng)的響應(yīng)43-47
• 3.2.4 考慮內(nèi)圈和外圈波紋度時系統(tǒng)的響應(yīng)47-48
• 3.3 本章小結(jié)48-49
• 第四章 含局部缺陷的滾動軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動力學(xué)行為分析49-64
• 4.1 系統(tǒng)模型49-55
• 4.1.1 滾動軸承局部缺陷模型49-52
• 4.1.2 系統(tǒng)動力學(xué)方程52-55
• 4.2 系統(tǒng)的非線性動力學(xué)行為分析55-63
• 4.2.1 內(nèi)圈滾道含局部缺陷的響應(yīng)55-58
• 4.2.2 外圈滾道含局部缺陷的響應(yīng)58-59
• 4.2.3 滾動體含局部缺陷的響應(yīng)59-60
• 4.2.4 系統(tǒng)參數(shù)的影響60-63
• 4.3 本章小結(jié)63-64
• 第五章 基于混沌吸引子特征量的滾動軸承故障診斷64-72
• 5.1 混沌吸引子特征量64-66
• 5.1.1 關(guān)聯(lián)維數(shù)64-65
• 5.1.2 最大李雅普諾夫指數(shù)65-66
• 5.1.3 信息熵66
• 5.2 支持向量機理論66-67
• 5.3 實驗分析67-71
• 5.3.1 實驗數(shù)據(jù)67
• 5.3.2 實驗結(jié)果67-69
• 5.3.3 結(jié)果分析69-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 第六章 結(jié)論與展望72-74
• 6.1 結(jié)論72-73
• 6.2 展望73-74
• 參考文獻74-82
• 致謝82-83
• 個人簡歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文83

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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  本文關(guān)鍵詞：含典型故障的滾動軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動力學(xué)行為分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：316992