機(jī)械結(jié)構(gòu)損傷分析與故障識(shí)別方法研究.pdf

1、機(jī)械結(jié)構(gòu)損傷會(huì)使機(jī)器的生命周期縮短，可靠性降低，其受載后產(chǎn)生的疲勞損傷進(jìn)一步擴(kuò)展會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞和嚴(yán)重事故的發(fā)生，因此對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的損傷進(jìn)行分析與識(shí)別，對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修和排故有著重要的指導(dǎo)意義。
　　機(jī)械結(jié)構(gòu)工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一系列振動(dòng)和噪聲，振動(dòng)和噪聲的強(qiáng)弱及其包含的頻率成分能反映出故障的有無(wú)、類(lèi)型、部位和程度等，因此頻譜分析在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的特征提取中扮演著重要的角色。薄板結(jié)構(gòu)是機(jī)械結(jié)構(gòu)常見(jiàn)的一種，其受載后通常會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋，這

2、種損傷惡化會(huì)導(dǎo)致事故的發(fā)生，對(duì)包含不同故障類(lèi)型的機(jī)械結(jié)構(gòu)振動(dòng)信號(hào)而言，其信號(hào)的復(fù)雜程度表現(xiàn)不一，并且故障信號(hào)通常會(huì)分布在頻譜中某些特定頻段。因此，通過(guò)對(duì)特定頻段內(nèi)信號(hào)成分進(jìn)行分析和識(shí)別，就能實(shí)現(xiàn)不同故障類(lèi)型的區(qū)分。本文主要研究工作為：
　?。?）基于希爾伯特變換（HT）的光纖光柵動(dòng)應(yīng)變信號(hào)的譜分析方法研究。以旋轉(zhuǎn)葉片為研究對(duì)象，通過(guò)采集和處理該結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)光纖光柵應(yīng)變信號(hào)，根據(jù)其譜分析結(jié)果，獲得了分布式光纖光柵傳感的旋轉(zhuǎn)葉片動(dòng)應(yīng)變信

3、號(hào)中的共有特性。并采用局部置零法和HT對(duì)其頻譜成分＃3進(jìn)行了深入分解，由結(jié)果可知，頻譜成分＃3為轉(zhuǎn)速的調(diào)制信號(hào)，并隨轉(zhuǎn)速增加而變化，并引起其他成分的變化。
　　（2）基于多尺度熵(MSE)和支持向量機(jī)(SVM)的機(jī)械結(jié)構(gòu)損傷定位方法研究。通過(guò)四角固支帶損傷鋁板的激振實(shí)驗(yàn)，獲取了對(duì)稱(chēng)式分布的光纖光柵傳感器信號(hào)，提出了基于MSE和SVM的損傷定位方法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法可有效定位損傷的最小區(qū)域，優(yōu)于基于 SFRF損傷指標(biāo)的方法，但損傷