滑動磨合摩損過程摩擦振動檢測與能量特征提取方法研究.pdf

1、磨合是摩擦副的表面性質(zhì)由初始狀態(tài)過渡到使用狀態(tài)的過程，摩擦副的磨合質(zhì)量直接影響著摩擦副的正常使用狀態(tài)。摩擦振動是摩擦副磨合磨損過程中表面微凸體碰撞產(chǎn)生的一種物理現(xiàn)象，是摩擦學(xué)系統(tǒng)的輸出特征之一，蘊(yùn)含著反映摩擦副磨合磨損過程的摩擦學(xué)和動力學(xué)信息。因此，開展摩擦振動的研究可為磨合過程的摩擦學(xué)測試及摩擦學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)辨識提供一種新思路，對摩擦副磨合磨損性能的描述和系統(tǒng)的摩擦學(xué)設(shè)計(jì)均有重要意義。
　　為通過摩擦振動實(shí)現(xiàn)摩擦副磨合磨損過程中的

2、摩擦學(xué)測試，本文以往復(fù)滑動摩擦副磨合磨損試驗(yàn)過程中的振動信號為研究對象，開展了摩擦振動檢測和摩擦振動能量特征提取方法的研究，并通過不同條件的磨合磨損試驗(yàn)進(jìn)行了摩擦振動檢測及摩擦振動能量特征提取方法的驗(yàn)證。主要研究內(nèi)容如下:
　　1.根據(jù)摩擦振動的力學(xué)描述，切向和法向摩擦振動是由相同激勵源同時(shí)激發(fā)的同源信號。本文通過往復(fù)滑動摩擦副磨合磨損試驗(yàn)對切向和法向摩擦振動的相關(guān)性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明切向和法向摩擦振動是強(qiáng)相關(guān)的同源信號。

3、>　　2.根據(jù)切向和法向摩擦振動的相關(guān)特性，應(yīng)用諧波小波包變換和互相關(guān)理論，建立了摩擦振動的檢測方法，并通過摩擦副磨合磨損試驗(yàn)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:應(yīng)用諧波小波包變換和互相關(guān)理論提取的切向和法向摩擦振動信號為強(qiáng)相關(guān)同源信號，呈現(xiàn)出明顯的變化規(guī)律，其振幅與摩擦系數(shù)有一致的變化趨勢，反映了摩擦副從磨合磨損到穩(wěn)定磨損的變化過程。因此，諧波小波包變換和互相關(guān)理論相結(jié)合的方法可實(shí)現(xiàn)摩擦振動的提取與識別。
　　3.為定量地揭示摩擦副磨合磨損過

4、程的演化規(guī)律，本文通過向量合成方法對切向和法向摩擦振動信號進(jìn)行合成，根據(jù)相空間重構(gòu)理論，應(yīng)用奇異值分解方法提取了反映合成摩擦振動吸引子相空間體積大小的能量特征參數(shù)K，并通過摩擦副磨合磨損試驗(yàn)分析了合成摩擦振動能量特征參數(shù)K的變化。結(jié)果表明:當(dāng)摩擦副磨損劇烈時(shí)，合成摩擦振動吸引子相空間體積較大，能量特征參數(shù)K亦較大;反之亦然。因此，能量特征參數(shù)K反映了摩擦副磨合磨損過程中合成摩擦振動吸引子相空間體積的變化，定量地揭示了摩擦副磨合磨損過程的

5、演化規(guī)律。
　　4.為驗(yàn)證摩擦振動檢測及能量特征提取方法，本文進(jìn)行了不同載荷、不同滑動速度、不同初始表面粗糙度和不同摩擦副材料的磨合磨損試驗(yàn)，結(jié)果表明，試驗(yàn)條件不同，摩擦副的磨合磨損過程和磨合質(zhì)量均不同，即摩擦副的磨合磨損性能不同，摩擦振動反映了不同試驗(yàn)條件下的摩擦副磨合磨損性能的變化:(1)各組磨合磨損試驗(yàn)中，提取的合成摩擦振動的振幅及能量特征參數(shù)K均與摩擦系數(shù)有一致的變化趨勢，反映了摩擦副從磨合磨損到穩(wěn)定磨損的變化過程;(2)