转子叶片裂纹扩展故障诊断实验研究

设计了旋转机械振动监测实验台，通过实验采集了不同裂纹宽度的转子叶片裂纹振动信号，应用小波包分析技术对采集到的振动信号从低频到高频作4尺度小波分解，通过信号的小波包分析谱、信号的小波包分解频段细化图、信号频段小波重构波形对叶片裂纹扩展进行识别、分析，结果表明：叶片裂纹存在高频冲击，并且表现为轻微的颤动、裂纹扩展、振动加剧，当裂纹宽度为叶片宽度的一半时，裂纹迅速扩张，叶片很快断裂．这就为转子叶片裂纹故障的监测与诊断提供了依据．     

含初始弯曲裂纹转子振动特性

基于简单铰链裂纹模型，建立了含初始弯曲裂纹转子的动力学模型，得到了裂纹转子振动响应的仿真解；讨论了含初始弯曲裂纹转子的亚谐波共振特性及其与无初始弯曲裂纹转子频率成分的差异；数值仿真研究了刚度变化、初始弯曲、质量偏心以及质量偏心角对裂纹转子轴心轨迹的影响，从而为裂纹转子的故障诊断提供了依据．     

裂纹转子振动特性的研究

基于所建立的开闭裂纹转子系统的非线性动力学模型 ,对裂纹转子在不同裂纹深度下的振动特性进行了研究 ,在同时考虑转轴在平行裂纹方向与垂直裂纹方向的刚度随裂纹深度的变化的情况下 ,用数值方法计算了开闭裂纹转子系统在不同裂纹深度时的频谱和幅频图。结果表明 ,随裂纹深度的加深 ,转子的振动特性出现了较大的变化 ,由于裂纹的存在使其显示出特殊的动力学特性 ,为工程上转子裂纹的诊断提供了依据     

裂纹转子的振动特性与裂纹参数识别

基于Euler-Bernoulli理论和局部柔度理论，给出了停机状态单一开裂纹转子的连续模型．数值仿真研究了裂纹深度和裂纹位置对转子固有频率以及振型的影响，并提出了利用固有频率和振型识别裂纹参数的方法，仿真算例验证了该方法的有效性和可行性．     

转子故障的模糊诊断

本文将转子故障的模糊诊断分成两步。首先用综合评判方法列出模糊关系方程,以最小二乘法解方程,诊断得转子相对隶属哪种故障;然后对某特定故障用模糊识别,以择近原则确定其故障程度。     

斜裂纹转子刚度特性分析

在材料力学和断裂力学的基础上,运用应变能释放率的方法,得出斜裂纹的刚度矩阵.讨论在裂纹全开的状态时,裂纹倾角、轴细长比和裂纹深度对转轴刚度的影响,并对裂纹处于旋转时的开闭情况及相应轴的刚度变化规律进行研究.结果表明:当裂纹处于全开状态时,随着裂纹倾角的增大,裂纹的刚度随之减小,轴刚度的变化随着裂纹深度的增大更加显著;当裂纹处于开闭状态时,随着裂纹深度的增加,轴的刚度不再一直减小,而是有一定规律的波动,即时变特性,此时,轴的耦合振动随之增强,转子的动力特性变得愈加复杂.     

裂纹转子动力特性的有限元分析

针对现有的裂纹转子模型的一些缺陷，提出了较为合理的新的有限元模型。然后提出了采用谐波平衡法求解裂纹转子动力学的新方法，从而使裂纹转子动力特性的精确的定量分析成为可能。     

基于时频分析的裂纹转子碰摩故障特征研究

为研究转子系统耦合故障特性,采用有限元方法建立了含有横向裂纹、转静碰摩的非线性转子动力学模型。首先研究了不同转速下裂纹、碰摩单一故障下转子系统的振动响应,其次研究了两种故障耦合情况下系统的振动响应特征。采用波形图、FFT谱图、瞬时频率和Hilbert-Huang时频谱(HHS)相结合的方法对故障转子振动信号进行了分析。分析结果表明:运用多种时频分析相结合的方法可以较为全面地了解转子的故障特征,裂纹转子在1/5、1/3临界转速时会发生较为明显的5X、3X谐波,且裂纹的产生会导致响应幅值增大,从而引起更为严重的碰摩。      

裂纹转子故障诊断的小波时频分析方法

基于局部柔度理论论铰链裂纹纹模型，建立了袭纹转子的动力学模型，得到了裂纹转子与无裂纹转子的数值仿真解，利用连续小波时频分析方法，讨论了裂纹转子与无裂纹转子的小波时频特性，提出了利用小波时频分析方法识别裂纹的新方法，数值仿真研究了采样频率及小波时频分析方法的准确性和有效性的影响，并给出了建议性的采样频率，最后实验验证了该方法的有效性和实用性。     

裂纹转子振动的非线性特性分析

在裂纹转子的非线性特性分析中考虑了裂纹产生对转子两个方向刚度的影响，此为基础在旋转坐标下建立了裂纹转子的非线性动力学模型，裂纹的“开闭”取决于转子振动，不平衡与重力的综合作用，利用数值方法对裂纹转子的拓动响响进行了计算，并根据数值计算的结果分析转子系统振动随不平衡，转速等参数变化的分叉混沌特性，同时，对系统响应描率谱进行计算得出，亚谐波与高次谐波分量可作为识别裂纹的重要特征。     

转子径向摩擦故障诊断技术的研究

结合二维全息谱技术进一步分析了径向摩擦故障对转子振动的影响,给出了新的诊断转子径向摩擦故障的典型诊断信息,解决了正确区分径向摩擦故障和其它转子故障的问题,使转子径向摩擦故障极易识别.实验结果和理论分析能很好的吻合,实际应用效果良好.     

裂纹转子参数扭振特性研究

本文提出横向裂纹转子的可变抗扭刚度概念,建立参数扭振的单自由度动力学模型,从而指出裂纹转子在一定条件下存在扭失稳现象。在实验室条件下,作者对真实裂纹转子在不同联接条件下进行了试验,结果表明,裂纹转子存在参数扭振动现象。     

纺织机械变质量转子在不同支承下非线性自由振动研究

本文研究了具有定常转速的纺织机械变质量转子在不同支承下的非线性自由振动问题。该转子由一根无质量转轴和一个变质量圆盘组成。分别用多尺度方法和 Runge-Kutta 方法求出了转子自由振动的解析解和数值解。对支承有阻尼和无阻尼两种情况作了比较。研究结果表明:1.增质量转子的无阻尼自由振动的振幅随时间的增加而增大;2.减质量转子的无阻尼自由振动的振幅随时间的增加而减小;3.无阻尼增质量转子的静平衡点是不稳定的;4.滑动轴承对变质量转子的自由振动振幅有明显的抑制作用,其阻尼有助于转子的稳定。     

转速对锥体叶轮离心风机的性能和噪声影响的试验研究

本文对锥体叶轮离心风机进行了研究，测试了不同转速下风机的性能和噪声，测试结果表明，当转速改变时压力和流量值与按比例定律计算得到的理论值基本一致，但在较低转速下运行时，功率和效率低于理论值，而且转速越低，差值越大，文章从理论上分析了实测结果不完全与比例定律相符合的原因，并建立了此种离心风机转达与噪声间的关系式。     

有限元方法在裂纹转子动力学研究中的应用

采用有限元方法计算裂纹转子轴承系统的油膜振荡失稳和分叉行为，通过对有限元法的计算结果分析可以发现，裂纹与非线性油膜力的耦合结果使转子振幅减小，使转子的振动更复杂。     

大型开关网络的故障诊断研究

分析了大型机加工过程中开磁网络的特性及故障机理，提出了对系统变量按其固有特性进行分组处理的思想，探讨了该类系统的故障综合诊断方法。     

关于转杯纺纱曲线形态和张力的力学分析

本文讨论转杯纺纱(即气流纺)杯内纱的曲线形态和张力变化,从力学分析的角度来看,在有空气阻力并有足够大的阻捻盘作用下才能使纱形成稳定的正向剥取的曲线形态。如无空气阻力并无阻捻盘存在时,那就将形成反向剥取方式的曲线形态。否则是不能满足力学平衡和功能平衡的要求的。     

希尔伯特变换在故障诊断中的应用

许多机械故障信息以调制形式存在于振动噪声之中,希尔伯特变换是提取调制信息的一种有力工具。本文首先介绍希尔伯特变换在数字信号处理中提取幅值和相位调制方法,它利用调制信号和它的希尔伯特变换形式构成的解析信号,进行取模和反正切变换,即可获得包络和相位信号。这方法简单,适合于微机实时处理。由于现场实测信号存在各种噪声和干扰,对于被处理的信号需作预处理,因此本文引入时间同步平均,自适应消噪技术用于信号预处理,这有利于提高信号处理结果的信噪比以及诊断的可靠性。最后本文对三个典型机械零件故障的实际诊断作扼要介绍,实测说明希尔伯特变换和它相关的预处理技术结合应用于故障诊断是非常成功的,它为机械故障的早期诊断,和提高诊断灵敏度开辟了新的途径。     

基于LabVIEW的多功能转子故障模拟测试系统设计

不平衡、不对中、弯曲、松动、碰摩等故障常导致旋转机械动态特性恶化。对转子振动信号的监测与分析,是判断设备故障类型及预测故障发展趋势的主要手段。本文开发出一种可实现故障模拟的多功能转子振动测试系统。通过改变轮盘的不平衡质量、调整轴承座的高度、控制润滑状态等方法模拟转子动平衡、不对中、轴承故障等多项实验。测试系统由转子实验台、传感器与信号调理设备、NI公司的6009数据采集卡及计算机组成。采用LabVIEW8．5设计了测试系统软件,详细讨论了转速、加速度及位移信号的采集与处理方法。测试结果表明,不同工作状态下轴承座振动信号的时域、频域波形和转子轴心轨迹形状可用于表征转子各单项及综合故障。