基于模型的梁和框架結(jié)構(gòu)故障定量診斷研究.pdf

1、回首近幾十年，科技水平飛速提高，由于梁和框架等結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，承載性能好等特點(diǎn)，應(yīng)用十分廣泛。隨著使用過程中結(jié)構(gòu)老化以及各種環(huán)境因素的影響，機(jī)械設(shè)備極易發(fā)生碰撞、松動(dòng)、裂紋等故障。所以，為了保證機(jī)械設(shè)備的安全使用和避免不必要事故的發(fā)生，對(duì)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)有效的狀態(tài)檢測(cè)和故障診斷顯得十分重要。振動(dòng)信號(hào)具有測(cè)試簡(jiǎn)單和便于在線監(jiān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，因此，基于振動(dòng)信號(hào)和模型信息的故障診斷方法在工程實(shí)際中具有舉足輕重的意義。
　　論文介紹了國(guó)內(nèi)外故障診

2、斷問題的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，闡明了如何利用振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行故障定量診斷，以懸臂梁結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，分別對(duì)其進(jìn)行了有限元建模和數(shù)值分析，并對(duì)模型進(jìn)行了故障診斷的仿真和試驗(yàn)研究。結(jié)合魯棒性的概念對(duì)框架結(jié)構(gòu)做了進(jìn)一步分析，同時(shí)結(jié)合靈敏度等概念考慮了傳感器布置的問題。本文的主要工作具體概括為以下幾個(gè)方面:
　　首先，結(jié)合諧波平衡法理論和系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，提取系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)故障響應(yīng)和無故障響應(yīng)之差的某一高階諧波分量，并根據(jù)模型動(dòng)力學(xué)方程提供的

3、系統(tǒng)信息，求得剩余振動(dòng)比δ，推導(dǎo)了基于模型故障診斷的方法，并歸納了診斷步驟。
　　其次，針對(duì)懸臂梁系統(tǒng)和框架系統(tǒng)，分別對(duì)其進(jìn)行有限元建模和模態(tài)分析。針對(duì)懸臂梁結(jié)構(gòu)碰撞故障診斷問題，進(jìn)行了一個(gè)故障和兩個(gè)故障兩種情況的仿真;針對(duì)框架結(jié)構(gòu)，選取任意階諧波分量，選取不同觀測(cè)點(diǎn)診斷故障位置。同時(shí)，通過Monte Carlo仿真，假設(shè)噪聲信號(hào)服從正態(tài)分布，研究了噪聲對(duì)故障診斷結(jié)果的影響。
　　最后，采用自行設(shè)計(jì)的懸臂梁結(jié)構(gòu)模型和框架結(jié)構(gòu)