期刊鉴别 论文检测 免费论文 特惠期刊 学术答疑 发表流程

机械故障诊断基础研究"何去何从" (上)  (3)

时间:2016-02-02 13:52 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:王国彪,何正嘉,陈雪 点击次数:

  在国内,国家自然科学基金委员会(NSFC)非常重视对机械故障诊断领域优势项目的培育、优选和资助工作。目前,该领域的项目申请主要集中在NSFC机械工程学科(E05代码)的E0503(机械动力学)、E0504(机械结构强度学)、E0510(制造系统与自动化)和E0511(机械测试理论与技术)等4个二级代码。据统计,1986?2011年E05代码共资助机械故障诊断领域面上项目、青年科学基金和地区科学基金项目440项,资助经费16170.4万元。资助数量和经费从2009年开始有较大增长,2011年共计资助91项,资助经费总计6154万元。此外,机械工程学科在"十五"至"十二五"期间,资助与机械故障诊断直接相关的重点项目6项,资助经费1330万元。

  2.机械故障诊断基础研究的突出进展

  近年来国内外学者在机械故障诊断的基础研究和重大工程应用方面取得了突出进展,国外重点以转子故障机理和经验模式分解方法进行介绍;国内典型的原创性成果如取得了全息谱、振动故障治理与非线性动力学、小波有限元裂纹诊断和系统故障自愈诊断等,简要介绍如下。

  1924年,NEWKIRK等发现影响转子稳定性的油膜涡动现象,这是关于转子稳定性研究的较早文献。美国的MUSZYNSKA等针对转子-轴承/密封系统,研究了滑动轴承的油膜涡动和油膜振荡机理,并对转子碰摩、气流激振等典型故障机理和特征进行了试验和理论研究,为机械故障的信号特征提取提供了理论基础。在信号特征提取方面,1998年美籍华人HUANG等创造性地提出了本征模式函数(Intrinsicmodefunction,IMF)的概念,以及将任意信号分解为本征模式函数组成的新方法-经验模式分解(Empiricalmodedecomposition,EMD);在此基础上,2004年FLANDRIN等[58]深入研究随机序列的EMD等效滤波器结构,成为一个重要的EMD理论研究基础;2009年WU等提出了总体平均经验模式分解方法,通过添加白噪声使信号在不同尺度上连续,从而有效地解决了模式混淆问题。

  屈梁生首创了机械故障诊断全息谱技术,该技术突破了传统分析方法的局限性,体现了诊断信息全面利用、综合分析的思想。全息谱技术是基于多传感器信息集成和融合的先进诊断方法,它将机组上多个传感器收集到的信息有机地集成和融合在一起,利用了机组的多向振动信号,以及每一方向上振动信号的幅值、频率和相位信息,对频谱上的谱线加以集成而形成的谱图或者轴心轨迹,包括二维全息谱、三维全息谱、提纯轴心轨迹、合成轴心轨迹、滤波轴心轨迹、全息瀑布图、短时复谱和短时轴谱等。典型如全息动平衡技术,利用转频椭圆上初始相点以及三维全息谱的变化,能够确定转子不平衡量的准确配重,从而可以有效减少试重起车次数。目前全息谱诊断技术已经成为旋转机械故障诊断的有效手段,广泛地应用于机械、化工、石化、电力、冶金以及建材等行业中大型旋转机械运行状态的监测和诊断。该技术还出版了《机械故障的全息诊断原理》专著,其研究成果"柔性转子全息现场动平衡技术及其应用"获得2003年国家技术发明二等奖。

  陈予恕等针对大型旋转机械的振动故障特点进行综合分析,突破传统以线性理论为基础的故障建模和分析方法,提出了5项重大故障的非线性综合治理新技术。对5类重大故障,分别进行了非线性动力学建模和分析,揭示了重大振动故障机理与系统参数之间的相关规律,明确了基于系统响应的故障判别特征,并进行了试验验证。5项综合治理新技术主要包括:①轴系-支撑内共振综合治理技术;②偏心-润滑参数综合治理技术;③裂纹类型综合治理技术;④碰摩综合治理技术;⑤轴系不平衡的非线性治理技术。这些治理技术的共同特点:将各种因素综合(交叉、关联和耦合)考虑,以达到对各类故障标本兼治的目的。该技术出版了《机械装备非线性动力学与控制的关键技术》等专著,其研究成果"大型旋转机械和振动机械重大振动故障治理与非线性动力学设计技术"获得2005年度国家科技进步二等奖。

  何正嘉等提出了基于小波有限元的转子裂纹定量诊断方法。大型回转机械因结构裂纹导致的失效占80%以上,裂纹这一"隐形杀手"被形象地称为大型回转机械安全运行的"癌症",具有难发现、易扩展、强破坏的特点,裂纹被称为旋转机械三大故障之一。该技术针对裂纹动态定量诊断,发明了小波有限元构造方法,建立了裂纹位置、裂纹深度与裂纹结构的前三阶固有频率之间的小波有限元模型;发明了运行模态参数识别新方法,提取到重大装备运行中裂纹结构的前三阶固有频率;发明了结构裂纹的动态定量诊断方法,将提取的前三阶固有频率代入小波有限元模型获得三条响应曲线,从而定量诊断出裂纹位置与裂纹深度。该技术成果在电力、石化、军工等领域获得成功应用,同时还出版了《小波有限元及其工程应用》专著,其研究成果"大型回转机械结构裂纹的动态定量诊断技术与应用"获得了2009年国家技术发明二等奖。


  •   论文部落提供核心期刊、国家级期刊、省级期刊、SCI期刊和EI期刊等咨询服务。
  •   论文部落拥有一支经验丰富、高端专业的编辑团队,可帮助您指导各领域学术文章,您只需提出详细的论文写作要求和相关资料。
  •  
  •   论文投稿客服QQ: 论文投稿2863358778 论文投稿2316118108
  •  
  •   论文投稿电话:15380085870
  •  
  •   论文投稿邮箱:lunwenbuluo@126.com

联系方式

  • 论文投稿客服QQ: 论文投稿2863358778
  • 论文投稿客服QQ: 论文投稿2316118108
  • 论文投稿电话:15380085870
  • 论文投稿邮箱:lunwenbuluo@126.com

热门排行

 
QQ在线咨询
咨询热线:
15380085870
微信号咨询:
lunwenbuluoli