轉(zhuǎn)子-滾動(dòng)軸承耦合系統(tǒng)碰摩故障動(dòng)力學(xué)分析與智能診斷.pdf

1、縮小轉(zhuǎn)靜間的間隙是航空發(fā)動(dòng)機(jī)追求高性能的重要手段，但加劇了轉(zhuǎn)靜件間碰摩的可能性。目前碰摩故障已經(jīng)成為了航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、制造和使用過(guò)程中的“攔路虎”，并對(duì)飛行安全造成了極大威脅。有鑒于此，本文針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的碰摩故障，建立了轉(zhuǎn)子-滾動(dòng)軸承耦合系統(tǒng)模型，進(jìn)行了碰摩故障動(dòng)力學(xué)機(jī)理分析，并在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用支持向量機(jī)實(shí)現(xiàn)了碰摩故障的智能診斷。 第一、本文針對(duì)實(shí)際航空發(fā)動(dòng)機(jī)模型，在考慮滾動(dòng)軸承非線性赫茲接觸和軸承徑向間隙的情況下，建立了含

2、不平衡-碰摩耦合故障的轉(zhuǎn)子-滾動(dòng)軸承耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。利用時(shí)間波形圖、軸心軌跡圖、頻譜圖、三維瀑布圖、Poincaré圖、分岔圖等方法，討論了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)速度、軸承間隙、碰摩剛度、不平衡量和碰摩間隙等參數(shù)對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)的影響，并研究了碰摩故障特征。 第二、研究了基于支持向量機(jī)的轉(zhuǎn)靜碰摩故障智能診斷。首先介紹了支持向量機(jī)的相關(guān)理論，然后利用ZT-3多功能轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)器，獲取了不同狀態(tài)下的碰摩故障樣本，基于碰摩機(jī)理

3、研究，利用倍頻分析方法，提取了碰摩故障的特征征兆，形成了實(shí)驗(yàn)碰摩故障樣本庫(kù)。同時(shí)，利用含不平衡-碰摩耦合故障的轉(zhuǎn)子-滾動(dòng)軸承耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型仿真了不同轉(zhuǎn)速及系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)下的碰摩故障樣本，經(jīng)過(guò)特征提取后，形成仿真碰摩故障樣本。最后，利用仿真碰摩故障樣本對(duì)支持向量機(jī)進(jìn)行了學(xué)習(xí)訓(xùn)練，利用實(shí)驗(yàn)碰摩故障樣本進(jìn)行了診斷分析。同時(shí)，對(duì)比了支持向量機(jī)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能診斷結(jié)果，結(jié)果充分表明了支持向量機(jī)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)靜碰摩故障識(shí)別中的應(yīng)用潛力。