軸承損傷狀態(tài)聲發(fā)射監(jiān)測理論及其高速列車應(yīng)用

第1章 軸承狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究現(xiàn)狀1
1.1 背景及意義1
1.2 列車軸承狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的研究現(xiàn)狀3
1.2.1 基于軌邊聲學(xué)的軸承狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)3
1.2.2 基于溫度的軸承狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)4
1.2.3 基于振動(dòng)的軸承狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)6
1.3 聲發(fā)射技術(shù)在軸承狀態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀10
1.3.1 聲發(fā)射感知技術(shù)10
1.3.2 軸承狀態(tài)聲發(fā)射機(jī)理研究12
1.3.3 軸承狀態(tài)聲發(fā)射感知技術(shù)13
1.3.4 基于時(shí)域特征的分析方法13
1.3.5 基于頻域特征的分析方法14
1.3.6 基于智能診斷與預(yù)測的分析方法15
1.4 基于聲發(fā)射的高速列車軸承狀態(tài)監(jiān)測面臨的挑戰(zhàn)16
第2章 軸承損傷聲發(fā)射與振動(dòng)響應(yīng)18
2.1 引言18
2.2 基于反卷積和線性調(diào)頻的軸承損傷診斷方法18
2.2.1 優(yōu)選二階循環(huán)平穩(wěn)盲反卷積18
2.2.2 基于Z變換的線性調(diào)頻解調(diào)20
2.2.3 解卷積和線性調(diào)頻相融合的診斷算法22
2.3 基于損傷診斷算法仿真與實(shí)驗(yàn)比對的分析24
2.3.1 診斷算法仿真分析24
2.3.2 高速列車軸箱軸承振動(dòng)與聲發(fā)射比對實(shí)驗(yàn)28
2.3.3 振動(dòng)與聲發(fā)射響應(yīng)的損傷診斷比對與驗(yàn)證31
2.4 小結(jié)45
第3章 軸承損傷響應(yīng)聲發(fā)射傳感技術(shù)47
3.1 引言47
3.2 聲發(fā)射傳感器結(jié)構(gòu)及其模型分析47
3.2.1 聲發(fā)射傳感器微機(jī)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)47
3.2.2 聲發(fā)射傳感器PZT參數(shù)分析模型49
3.2.3 傳感器PZT的機(jī)電耦合模型與特性分析53
3.2.4 聲發(fā)射傳感器匹配層參數(shù)模型與特性分析56
3.3 聲發(fā)射傳感器系統(tǒng)數(shù)值模擬與性能分析60
3.3.1 聲發(fā)射傳感器有限元建模方法60
3.3.2 聲發(fā)射傳感器PZT結(jié)構(gòu)有限元分析62
3.3.3 聲發(fā)射傳感器的聲學(xué)特性63
3.4 聲發(fā)射傳感器實(shí)驗(yàn)研究及性能分析68
3.4.1 匹配層模擬實(shí)驗(yàn)研究與驗(yàn)證68
3.4.2 聲發(fā)射傳感器的綜合性能評價(jià)指標(biāo)71
3.4.3 軸承損傷的聲發(fā)射響應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究73
3.5 小結(jié)77
第4章 基于軸承損傷狀態(tài)動(dòng)態(tài)門檻機(jī)理的指紋特征方法79
4.1 引言79
4.2 軸承損傷的聲發(fā)射指紋特征概念79
4.2.1 聲發(fā)射撞擊特征參數(shù)79
4.2.2 基于撞擊特征的指紋特征80
4.3 基于動(dòng)力學(xué)的動(dòng)態(tài)門檻機(jī)理83
4.3.1 損傷軸承的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型83
4.3.2 軸承損傷接觸模型與沖擊力分析84
4.3.3 動(dòng)態(tài)閾值特征模型90
4.4 動(dòng)態(tài)門檻機(jī)理實(shí)驗(yàn)研究與驗(yàn)證91
4.4.1 恒速條件的實(shí)驗(yàn)分析與驗(yàn)證94
4.4.2 變速條件的實(shí)驗(yàn)分析與驗(yàn)證99
4.4.3 高速列車滾動(dòng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)條件分析與驗(yàn)證100
4.5 小結(jié)101
第5章 高速列車軸箱軸承狀態(tài)聲發(fā)射監(jiān)測技術(shù)103
5.1 引言103
5.2 高速列車滾動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及測試軸承103
5.2.1 高速列車滾動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)103
5.2.2 測試軸承損傷狀態(tài)及動(dòng)態(tài)門檻105
5.3 指紋特征優(yōu)化方法108
5.3.1 聚類顯著性指標(biāo)及其性能驗(yàn)證108
5.3.2 自適應(yīng)很優(yōu)動(dòng)態(tài)閾值法及指紋特征優(yōu)化功能113
5.3.3 基于聚類顯著性的定量判斷117
5.4 軸承損傷的撞擊統(tǒng)計(jì)譜119
5.4.1 動(dòng)態(tài)撞擊統(tǒng)計(jì)譜概念119
5.4.2 基于故障撞擊統(tǒng)計(jì)譜的軸承損傷識(shí)別方法121
5.5 小結(jié)124
參考文獻(xiàn)126