極端振動(dòng)環(huán)境下間歇故障機(jī)理及在線診斷技術(shù)研究與應(yīng)用.pdf

1、裝備間歇故障隨機(jī)性強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間短，且難以發(fā)現(xiàn)，危害很大。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與失效分析表明，振動(dòng)環(huán)境應(yīng)力是導(dǎo)致裝備間歇故障主要原因之一，尤其在極端振動(dòng)環(huán)境中，振動(dòng)隨機(jī)性更強(qiáng)、應(yīng)力等級(jí)更高，間歇故障問題更加突出。如何在線診斷由極端振動(dòng)環(huán)境應(yīng)力引發(fā)的間歇故障是亟待解決的難點(diǎn)問題。本文針對(duì)極端振動(dòng)環(huán)境下裝備間歇故障頻發(fā)的問題，從極端振動(dòng)環(huán)境應(yīng)力分析的角度出發(fā)，系統(tǒng)地分析極端振動(dòng)環(huán)境應(yīng)力誘發(fā)間歇故障模式的機(jī)理與規(guī)律，建立極端振動(dòng)環(huán)境、裝備組件累積損傷、間歇

2、故障三者之間關(guān)聯(lián)關(guān)系，研究極端振動(dòng)環(huán)境下基于累積損傷和隱馬爾可夫模型（HMM）的間歇故障在線診斷方法。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴給出了本文所研究極端振動(dòng)環(huán)境的定義和裝備所承受極端振動(dòng)環(huán)境應(yīng)力的界定范圍；系統(tǒng)地分析了極端振動(dòng)環(huán)境應(yīng)力誘發(fā)間歇故障的機(jī)理和規(guī)律；以裝備中某連接組件為例，建立了極端振動(dòng)環(huán)境下的有限元仿真模型，分析了極端振動(dòng)環(huán)境應(yīng)力關(guān)鍵特征參數(shù)（極端振動(dòng)加速度均方根值、極端振動(dòng)頻率）對(duì)連接組件間歇性失效的影響。⑵針對(duì)極端振

3、動(dòng)環(huán)境應(yīng)力導(dǎo)致裝備組件快速累積損傷進(jìn)而導(dǎo)致間歇故障的機(jī)理，提出了極端振動(dòng)環(huán)境下基于彈塑性應(yīng)力理論的裝備組件累積損傷的計(jì)算方法；在此基礎(chǔ)上，建立了基于HMM的三態(tài)（正常態(tài)、間歇態(tài)、故障態(tài)）損傷關(guān)聯(lián)關(guān)系模型，該模型描述了極端振動(dòng)環(huán)境應(yīng)力、組件損傷、組件間歇故障間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。⑶針對(duì)極端振動(dòng)環(huán)境所誘發(fā)間歇故障時(shí)有時(shí)無的表現(xiàn)特點(diǎn)，在基于HMM的三態(tài)損傷關(guān)聯(lián)關(guān)系模型的基礎(chǔ)上，從裝備組件各狀態(tài)表現(xiàn)特征和內(nèi)部累積損傷的角度入手，構(gòu)建了基于累積損傷的HM