發(fā)布時間：2022-12-18 09:22

　　旋轉(zhuǎn)機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對運轉(zhuǎn)條件要求較高，滾動軸承的任何輕微故障都有可能改變其自身的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，進(jìn)而牽連到其它部件，引發(fā)一系列連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致設(shè)備性能下降，甚至產(chǎn)生并發(fā)故障。如何提取滾動軸承的微弱故障特征，揭示其早期、微弱、潛在故障及其發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移，是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷面臨的巨大挑戰(zhàn)。旋轉(zhuǎn)機械在運轉(zhuǎn)過程中，尤其是在故障狀態(tài)下，其物理參數(shù)具有周期時變的特點，呈現(xiàn)循環(huán)平穩(wěn)特征。從故障的物理本質(zhì)入手，洞悉故障產(chǎn)生機理，是識別微弱故障特征的關(guān)鍵。 本文以實現(xiàn)滾動軸承早期故障特征提取為目的，針對旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備發(fā)生故障時具有循環(huán)平穩(wěn)和非高斯的特點，通過研究基于二階和三階循環(huán)統(tǒng)計量的二維表示方法，有效實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)機械早期故障智能預(yù)示。研究內(nèi)容如下： （1）本文首先分析滾動軸承初期故障特點及類型，引入滾動軸承故障信號模型，將其分為確定性信號分量和隨機信號分量，研究了其各自頻譜特點：滾動軸承故障信號模型的確定性信號分量的頻譜是離散頻譜；而隨機信號分量的功率譜密度函數(shù)是連續(xù)頻譜。分析表明由于故障沖擊周期的不嚴(yán)格確定（軸承轉(zhuǎn)速的波動，滾動體接觸角的改變等影響），滾動軸承故障信號頻譜中的離散譜線會因... 

【文章頁數(shù)】：157 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
符號說明
第一章 緒論
    1.1 選題背景
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 課題意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)分析
        1.2.1 滾動軸承的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷
        1.2.2 循環(huán)統(tǒng)計量理論
        1.2.3 基于二、三階循環(huán)統(tǒng)計量二維信息綜合利用的旋轉(zhuǎn)機械故障特征提取與智能預(yù)示方法
    1.3 文獻(xiàn)總結(jié)
    1.4 主要工作與總體框架
第二章 循環(huán)統(tǒng)計量基本理論
    2.1 引言
    2.2 循環(huán)平穩(wěn)定義與分類
        2.2.1 定義
        2.2.2 分類
    2.3 二階循環(huán)統(tǒng)計量
        2.3.1 循環(huán)自相關(guān)函數(shù)
        2.3.2 譜相關(guān)密度函數(shù)
    2.4 高階循環(huán)統(tǒng)計量
        2.4.1 高階統(tǒng)計量基礎(chǔ)
        2.4.2 高階循環(huán)統(tǒng)計量
    2.5 小結(jié)
第三章 滾動軸承的循環(huán)平穩(wěn)模型
    3.1 引言
    3.2 滾動軸承循環(huán)平穩(wěn)模型
        3.2.1 滾動軸承故障信號模型
        3.2.2 滾動軸承故障信號模型的頻譜分析
        3.2.3 滾動軸承故障信號模型的循環(huán)平穩(wěn)分析
    3.3 小結(jié)
第四章 基于二階循環(huán)平穩(wěn)分析方法的兩維平面表示
    4.1 引言
    4.2 譜相干函數(shù)分析方法用于滾動軸承早期故障診斷
        4.2.1 有色噪聲的影響
        4.2.2 諧波信號成分影響分析
        4.2.3 齒輪箱振動數(shù)據(jù)試驗分析
    4.3 小結(jié)
第五章 基于循環(huán)平穩(wěn)理論的時頻分布
    5.1 引言
    5.2 基于譜相關(guān)密度的 Wigner-Ville 分布
        5.2.1 Wigner-Ville 分布
        5.2.2 基于譜相關(guān)密度函數(shù)的 Wigner-Ville 分布
    5.3 仿真分析結(jié)果
        5.3.1 仿真結(jié)果 1：2 個時頻原子時頻分布計算結(jié)果對比
        5.3.2 仿真結(jié)果 2：多普勒信號時頻分布計算結(jié)果對比
        5.3.3 仿真結(jié)果 3：周期時變系統(tǒng)信號時頻分布計算結(jié)果對比
        5.3.4 外圈點蝕故障
        5.3.5 內(nèi)圈點蝕故障
    5.4 實驗結(jié)果分析
        5.4.1 實驗方案
        5.4.2 實驗結(jié)果
    5.5 小結(jié)
第六章 基于三階循環(huán)平穩(wěn)分析方法的二維平面表示
    6.1 引言
    6.2 三階循環(huán)矩與三階循環(huán)累計量
    6.3 三階循環(huán)矩譜與三階循環(huán)累計量譜
    6.4 基于循環(huán)雙譜的滾動軸承故障特征提取的兩維表示
        6.4.1 循環(huán)雙譜的基本理論
        6.4.2 基于循環(huán)雙譜兩維表示的仿真結(jié)果 1
        6.4.3 基于循環(huán)雙譜兩維表示的仿真結(jié)果 2
        6.4.4 循環(huán)雙譜兩維表示的實驗結(jié)果
    6.5 循環(huán)雙譜二次切片分析：即循環(huán)雙譜中心頻率處切片譜的水平切片
        6.5.1 循環(huán)雙譜二次切片分析的提出
        6.5.2 滾動軸承振動信號的循環(huán)雙譜二次切片的實現(xiàn)
        6.5.3 循環(huán)雙譜二次切片分析仿真結(jié)果
        6.5.4 循環(huán)雙譜二次切片分析實驗結(jié)果
    6.6 小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 全文工作總結(jié)
    7.2 主要創(chuàng)新
    7.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文清單
攻讀博士學(xué)位期間參與科研項目情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于高階循環(huán)平穩(wěn)的柴油發(fā)動機曲軸軸承振動信號分析[J]. 夏天,王新晴,趙慧敏,梁升.  內(nèi)燃機學(xué)報. 2009(06)
[2]匹配追蹤在齒輪故障診斷中的應(yīng)用[J]. 趙發(fā)剛,陳進(jìn),董廣明.  上海交通大學(xué)學(xué)報. 2009(06)
[3]齒輪局部損傷振動信號的循環(huán)平穩(wěn)性分析[J]. 商鐵軍,張文明,劉立,馮志鵬,白佳賓.  北京科技大學(xué)學(xué)報. 2009(03)
[4]基于循環(huán)平穩(wěn)解調(diào)的齒輪裂紋早期故障診斷研究[J]. 崔玲麗,高立新,蔡力鋼,張建宇,胥永剛.  振動工程學(xué)報. 2008(03)
[5]循環(huán)平穩(wěn)度解調(diào)頻原理分析及其在齒輪故障診斷中的應(yīng)用[J]. 何俊,陳進(jìn),畢果,周福昌.  上海交通大學(xué)學(xué)報. 2007(11)
[6]滾動軸承振動的周期平穩(wěn)性分析及故障診斷[J]. 賈民平,楊建文.  機械工程學(xué)報. 2007(01)
[7]譜相關(guān)密度分析在軸承點蝕故障診斷中的研究[J]. 畢果,陳進(jìn),李富才,何俊,周福昌.  振動工程學(xué)報. 2006(03)
[8]基于小波濾波與循環(huán)平穩(wěn)度分析的滾動軸承早期故障診斷方法[J]. 周福昌,陳進(jìn),何俊,畢果,張桂才,李富才.  振動與沖擊. 2006(04)
[9]調(diào)幅信號譜相關(guān)密度分析中白噪聲影響的研究[J]. 畢果,陳進(jìn),周福昌,何俊,李富才.  振動與沖擊. 2006(02)
[10]Fault Early Diagnosis of Rolling Element Bearings Combining Wavelet Filtering and Degree of Cyclostationarity Analysis[J]. 周福昌,陳進(jìn),何俊,畢果,李富才,張桂材.  Journal of Shanghai Jiaotong University. 2005(04)

博士論文
[1]基于循環(huán)平穩(wěn)的滾動軸承及齒輪微弱故障特征提取應(yīng)用研究[D]. 畢果.上海交通大學(xué) 2007
[2]結(jié)構(gòu)損傷全局檢測若干方法研究及應(yīng)用[D]. 董廣明.上海交通大學(xué) 2007
[3]直升機旋轉(zhuǎn)部件故障特征提取的高階統(tǒng)計量方法研究[D]. 陳仲生.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2004



本文編號：3721800