基于振動的設(shè)備故障和結(jié)構(gòu)裂紋智能診斷研究.pdf

1、在實際生產(chǎn)中,機(jī)械設(shè)備重要零部件的故障往往造成生產(chǎn)停工和產(chǎn)出廢品,嚴(yán)重的情況甚至造成人員傷亡.板、梁是船舶與海洋結(jié)構(gòu)物的基本組成單元,而這些結(jié)構(gòu)物的損傷多以板、梁的裂紋表現(xiàn)其故障形式.隨著大型結(jié)構(gòu)物的不斷出現(xiàn),由于裂紋未能及時發(fā)現(xiàn)而造成的裂紋擴(kuò)展的結(jié)果往往造成整個結(jié)構(gòu)的破壞,等到事故發(fā)生的時候一切已不可挽救.船舶與海洋結(jié)構(gòu)物既包括發(fā)動機(jī)這樣的機(jī)械設(shè)備,又有甲板、艙壁這樣的工程結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)和設(shè)備的故障都有可能造成重大事故,因此,對結(jié)構(gòu)和設(shè)備

2、都需要及時準(zhǔn)確的故障診斷,防患于未然.在對結(jié)構(gòu)裂紋的診斷中,該文主要致力于板裂紋的診斷研究.由于對裂紋的診斷是基于振動的宏觀理論,故不考慮裂紋尖端的應(yīng)力情況.基于振動理論的頻譜分析方法在工程中較為實用,對螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子故障進(jìn)行了頻譜分析診斷,確定了其故障發(fā)生的頻率范圍是轉(zhuǎn)子工作基頻開始的高階頻段,對轉(zhuǎn)子故障進(jìn)行了初步診斷,得到有效的診斷結(jié)果.對懸臂板不同的位置、長度、深度和角度的各種裂紋情況進(jìn)行了有限元數(shù)值仿真分析.在梁結(jié)構(gòu)的振型斜率

3、變化率基礎(chǔ)上,得出了板結(jié)構(gòu)兩個方向的振型切角變化率.螺桿壓縮機(jī)故障常常表現(xiàn)為陰陽轉(zhuǎn)子的各種故障模式.但是,到目前為止對螺桿壓縮機(jī)陰陽轉(zhuǎn)子的故障模式尚未明確提出.該文綜合考慮斜齒輪以及旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子的故障模式,結(jié)合具體的工程實際建立了螺桿壓縮機(jī)陰陽轉(zhuǎn)子的故障模式.對螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的故障診斷中,參考模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在低于5倍基頻的低階頻段的故障診斷模式,將模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷技術(shù)應(yīng)用到從轉(zhuǎn)子基頻到28倍基頻的高階頻段上.解決了類似壓縮機(jī)這樣故障

4、信號主要表現(xiàn)在高階頻段的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷問題.對裂紋的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷中,將五種裂紋診斷指標(biāo)分成三組進(jìn)行模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷,對懸臂板裂紋進(jìn)行了包括位置、長度、深度和角度的全方位診斷.該文提出了利用噪聲信號對螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷的方法.利用振動信號和噪聲信號的非同源數(shù)據(jù)的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合的螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子故障診斷模型,對螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行了振動信號和噪聲信號的非同源模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究.該文在多傳感器的

5、數(shù)據(jù)融合技術(shù)基礎(chǔ)上,提出了診斷板裂紋特征的同源數(shù)據(jù)不同診斷指標(biāo)的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合診斷模型.對懸臂板裂紋的診斷采用的是一個傳感器采集信號,提取不同裂紋診斷指標(biāo)的同源數(shù)據(jù)不同指標(biāo)融合診斷,這給裂紋的診斷技術(shù)提供了一個新的診斷模式.融合后的診斷精度明顯好于未融合的診斷精度.進(jìn)行了懸臂裂紋鋁板的模態(tài)試驗,得到了完好板和17種不同裂紋板、多裂紋板的試驗?zāi)B(tài)數(shù)據(jù)庫,為以后同類問題的研究提供了有價值的參考.并從中提取裂紋診斷識別指標(biāo),對裂紋板進(jìn)行