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噪声背景下检测突变信息的奇异值分解技术 被引量:31
1
作者 何田 刘献栋 李其汉 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期399-403,共5页
研究了利用信号时间序列重构的吸引子轨迹矩阵奇异值分布特征与信号自身特征的关系,提出了基于选择轨迹矩阵中主要反映突变信息明显的奇异值进行信号重构的方法来检测信号中的突变信息,并对重构奇异值的选择进行了研究,给出了简便的方... 研究了利用信号时间序列重构的吸引子轨迹矩阵奇异值分布特征与信号自身特征的关系,提出了基于选择轨迹矩阵中主要反映突变信息明显的奇异值进行信号重构的方法来检测信号中的突变信息,并对重构奇异值的选择进行了研究,给出了简便的方法。该方法旨在同时降低光滑信号和噪声的影响,从而更加清晰地表征突变信息。利用该方法对仿真信号的处理结果,并将检测结果与未改进之前的检测结果进行了比较,结果表明,改进后的奇异值分解技术比改进前有更大的信噪比,能够更有效地应用于信号的奇异性检测。并成功地将该方法用于旋转机械静动件较轻碰摩和较重碰摩故障实验信号的检测,获得了满意的结果。 展开更多
关键词 奇异值分解 噪声 突变信息 碰摩
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基于EMD与相关系数原理的故障声发射信号降噪研究 被引量:35
2
作者 刘东瀛 邓艾东 +3 位作者 刘振元 李晶 张瑞 黄宏伟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第19期71-77,共7页
声发射信号经常受到许多非平稳非线性噪声的干扰,这给对有用声发射信号的识别增加了困难。依据相关系数原理提出了一种基于经验模态分解的旋转机械碰摩声发射信号的去噪方法,通过求出含噪信号经过经验模态分解后所得到的各阶本征模态函... 声发射信号经常受到许多非平稳非线性噪声的干扰,这给对有用声发射信号的识别增加了困难。依据相关系数原理提出了一种基于经验模态分解的旋转机械碰摩声发射信号的去噪方法,通过求出含噪信号经过经验模态分解后所得到的各阶本征模态函数与含噪信号自身的相关系数,根据其变化规律并结合经验模态分解的滤波特性,选取被噪声污染程度较低的本征模态函数对信号重构以达到去噪目的。该方法应用于被不同种类噪声污染的碰摩声发射信号的去噪,实验结果表明此方法能有效的去除噪声,并具有不受主观参数影响,结果稳定,自适应等优点。 展开更多
关键词 碰摩 声发射 信号降噪 经验模态分解 相关系数
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碰摩转子系统的稳定性 被引量:25
3
作者 褚福磊 汤晓瑛 唐云 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期119-123,共5页
为研究一个支承在油膜轴承上的单盘转子系统在发生动静件碰摩时系统的稳定性 ,假定轴承为短轴承近似和碰撞为弹性碰撞后 ,导出包括分段线性刚度和非线性油膜力的非线性运动微分方程 ;使用打靶法求系统的周期解并结合 Floquet理论分析解... 为研究一个支承在油膜轴承上的单盘转子系统在发生动静件碰摩时系统的稳定性 ,假定轴承为短轴承近似和碰撞为弹性碰撞后 ,导出包括分段线性刚度和非线性油膜力的非线性运动微分方程 ;使用打靶法求系统的周期解并结合 Floquet理论分析解的稳定性 ,发现了在系统的运动中具有倍周期分岔和 Hopf分岔现象 ; 展开更多
关键词 转子系统 碰摩 稳定性 油膜轴承
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基于改进变分模态分解的旋转机械故障时频分析方法 被引量:31
4
作者 刘尚坤 唐贵基 王晓龙 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期1119-1126,共8页
变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)算法作为一种新的多分量信号分解方法,采用频域迭代的求解方式,具有明确的理论基础和高的分解精度,为了自适应确定其分解分量的个数,以互信息为判据对原方法进行了迭代停止条件的改进... 变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)算法作为一种新的多分量信号分解方法,采用频域迭代的求解方式,具有明确的理论基础和高的分解精度,为了自适应确定其分解分量的个数,以互信息为判据对原方法进行了迭代停止条件的改进,并结合Teager能量算子具有对单分量信号解调速度快、精度高的优点,提出了Teager-VMD时频分析新方法。仿真信号分析表明该方法能将含有变频、频率突变和频率相近的多分量信号进行有效的分离;实测转子系统局部碰摩、油膜振荡信号分析表明,该方法能够精确提取各分量的清晰时频特征,能准确地辨别碰摩故障的严重程度和诊断油膜振荡故障,较HHT方法精确有效,具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 故障诊断 时频分析 碰摩 TEAGER能量算子 油膜振荡
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转子系统碰摩故障实验研究进展与展望 被引量:28
5
作者 马辉 杨健 +2 位作者 宋溶泽 能海强 闻邦椿 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期1-12,共12页
针对旋转机械出现的转定子碰摩故障,对实验研究进行全面综述。简单介绍模拟单点、局部及整周碰摩所用实验装置,分析三种碰摩形式出现的典型实验现象;局部碰摩故障在工程实际中为主要碰摩形式,据研究对象将其划分为简单转子系统局部碰摩... 针对旋转机械出现的转定子碰摩故障,对实验研究进行全面综述。简单介绍模拟单点、局部及整周碰摩所用实验装置,分析三种碰摩形式出现的典型实验现象;局部碰摩故障在工程实际中为主要碰摩形式,据研究对象将其划分为简单转子系统局部碰摩、复杂转子系统局部碰摩、旋转叶片-机匣局部碰摩及实际机组局部碰摩;并对三种碰摩形式典型故障特征进行对比,分析转定子碰摩实验研究发展方向。 展开更多
关键词 碰摩 转子系统 实验研究 故障特征 碰摩装置
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水轮发电机组转子不对中-碰摩耦合故障动力学分析 被引量:27
6
作者 黄志伟 周建中 张勇传 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第8期88-93,共6页
以水轮发电机组转子系统为研究对象,针对刚性联轴器综合不对中引起转子局部碰摩的问题,建立了机组转子不对中—碰摩耦合故障的动力学模型和微分方程,并利用数值积分方法研究该系统随不对中平行量和偏角参数变化的动力学行为。通过分... 以水轮发电机组转子系统为研究对象,针对刚性联轴器综合不对中引起转子局部碰摩的问题,建立了机组转子不对中—碰摩耦合故障的动力学模型和微分方程,并利用数值积分方法研究该系统随不对中平行量和偏角参数变化的动力学行为。通过分岔图、Poincaré截面图、轴心轨迹图、时域波形图和幅值谱图系统地分析了发电机转子与水轮机转子在耦合故障下非线性动力学响应,发现机组转子系统随不对中平行量和偏角变化存在周期运动和复杂的拟周期,其碰摩过程非常复杂,机组故障特征频率除主要在1倍频外,还在0.3-0.4倍频处存在幅值较大的谐波分量。研究结果为水轮发电机组安全运行和准确识别转子不对中、碰摩故障提供有益的理论依据。 展开更多
关键词 水轮发电机组 综合不对中 转子碰摩 分岔 故障机制
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转子碰摩故障振动特征的数值分析与辨识方法 被引量:19
7
作者 胡茑庆 温熙森 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第12期70-73,共4页
对一类集中参数非线性转子碰摩行为进行了数值仿真,获得了各种响应解形态,同时获得了两类混沌路径,即拟周期进入混沌路径和混沌运动突发到周期运动路径。以数值分析结果为基础开展试验研究,观测到的响应形态与仿真结果定性一致。最后,... 对一类集中参数非线性转子碰摩行为进行了数值仿真,获得了各种响应解形态,同时获得了两类混沌路径,即拟周期进入混沌路径和混沌运动突发到周期运动路径。以数值分析结果为基础开展试验研究,观测到的响应形态与仿真结果定性一致。最后,对碰摩故障的振动特征进行了总结并提出了相应的辨识方法,这些结果对工程实际具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 转子 碰摩 故障 振动特征 数值分析 辨识方法 旋转机械
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航空发动机叶片-机匣碰摩过程的数值模拟 被引量:25
8
作者 刘书国 洪杰 陈萌 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1282-1288,共7页
提出了基于隐式-显式相结合的积分方法对航空发动机叶片-机匣碰摩过程进行数值模拟,充分考虑了结构的低频线性稳态响应和碰摩引起的高频非线性瞬态响应.以某高压涡轮结构为例,仿真叶片-机匣碰摩的瞬态动力学过程,分析叶片的动力响应特征... 提出了基于隐式-显式相结合的积分方法对航空发动机叶片-机匣碰摩过程进行数值模拟,充分考虑了结构的低频线性稳态响应和碰摩引起的高频非线性瞬态响应.以某高压涡轮结构为例,仿真叶片-机匣碰摩的瞬态动力学过程,分析叶片的动力响应特征.研究结果表明:叶片-机匣碰摩过程中将产生影响应力分布的应力波并在叶身传导,碰摩结束后叶片将以低阶固有模态频率进行振动衰减. 展开更多
关键词 叶片 碰摩 应力波 动力响应 数值模拟
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基于提升小波和局域波的故障特征提取 被引量:24
9
作者 王凤利 赵德有 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期789-793,共5页
针对局域波分解过程中由于噪声导致模态混叠问题,应用提升小波变换对信号进行预处理,消除噪声对局域波分解的影响,改善了局域波分解质量,避免了局域波分解过程中虚假模式分量的产生。对于转子系统碰摩故障诊断中微弱冲击性故障特征难于... 针对局域波分解过程中由于噪声导致模态混叠问题,应用提升小波变换对信号进行预处理,消除噪声对局域波分解的影响,改善了局域波分解质量,避免了局域波分解过程中虚假模式分量的产生。对于转子系统碰摩故障诊断中微弱冲击性故障特征难于提取的问题,应用该方法对转子振动测试信号进行分析,然后对分解得到的高频基本模式分量进行Hilbert包络解调分析,可以得到冲击响应信号出现的周期,准确提取了转子碰摩故障的特征信息。转子碰摩故障实验数据的分析结果证明了方法的有效性,可望应用于工程实际。 展开更多
关键词 局域波分解 提升格式 特征提取 包络解调 碰摩
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具有裂纹-碰摩耦合故障转子-轴承系统的动力学研究 被引量:14
10
作者 李振平 罗跃纲 +1 位作者 姚红良 闻邦椿 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期136-140,共5页
以非线性动力学和转子动力学理论为基础 ,分析了带有碰摩和裂纹耦合故障的弹性转子系统的复杂运动 ,在考虑轴承油膜力的同时构造了含有裂纹和碰摩故障转子系统的动力学模型。针对短轴承油膜力和碰摩 裂纹转子系统的强非线性特点 ,采用R... 以非线性动力学和转子动力学理论为基础 ,分析了带有碰摩和裂纹耦合故障的弹性转子系统的复杂运动 ,在考虑轴承油膜力的同时构造了含有裂纹和碰摩故障转子系统的动力学模型。针对短轴承油膜力和碰摩 裂纹转子系统的强非线性特点 ,采用Runge Kutta法对该系统由碰摩和裂纹耦合故障导致的非线性动力学行为进行了数值仿真研究 ,发现该类碰摩转子系统在运行过程中存在周期运动、拟周期运动和混沌运动等丰富的非线性现象 ,该研究结果为转子 轴承系统故障诊断、动态设计和安全运行提供理论参考。 展开更多
关键词 转子-轴承系统 动力学 碰摩-裂纹耦合故障 旋转机械 数值仿真 故障诊断 周期运动 拟周期运动 混沌运动
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碰摩和油膜耦合故障转子系统周期运动分岔分析 被引量:15
11
作者 刘长利 夏春明 +1 位作者 郑建荣 闻邦椿 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期85-88,共4页
根据碰摩和油膜耦合故障转子系统的非线性动力学方程,利用求解非线性非自治动力系统周期解的延拓打靶算法,研究了该类转子系统在不平衡量-转速、碰摩间隙-转速参数域内周期运动的分岔及失稳规律,并与只含油膜故障的转子系统的分岔失稳... 根据碰摩和油膜耦合故障转子系统的非线性动力学方程,利用求解非线性非自治动力系统周期解的延拓打靶算法,研究了该类转子系统在不平衡量-转速、碰摩间隙-转速参数域内周期运动的分岔及失稳规律,并与只含油膜故障的转子系统的分岔失稳规律进行了比较。结果发现:碰摩的出现和加剧,使得在较小偏心量下系统的失稳方式由倍周期分岔变为拟周期分岔形式。碰摩推迟了油膜涡动的产生,使得系统的失稳转速较高。碰摩间隙较大时,系统周期运动失稳转速值基本不变。 展开更多
关键词 转子系统 碰摩 油膜 分岔 稳定性
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旋转叶片-机匣碰摩模型及试验研究综述 被引量:23
12
作者 马辉 太兴宇 +1 位作者 李焕军 闻邦椿 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2055-2069,共15页
结合接触和冲击动力学理论,对旋转叶片-机匣碰摩模型的发展给出了比较全面的综述,重点探讨并对比了多种叶片-机匣碰摩模型,将叶片-机匣碰摩模型分为5类:基于碰撞能量守恒的法向碰摩模型,熔化黏着碰摩模型和可磨耗刮除碰摩模型,连续弹性... 结合接触和冲击动力学理论,对旋转叶片-机匣碰摩模型的发展给出了比较全面的综述,重点探讨并对比了多种叶片-机匣碰摩模型,将叶片-机匣碰摩模型分为5类:基于碰撞能量守恒的法向碰摩模型,熔化黏着碰摩模型和可磨耗刮除碰摩模型,连续弹性碰摩模型,脉冲力局部碰摩模型,基于接触动力学的碰摩模型.指出了这5类模型的优缺点及其适用范围,并对目前已开展的叶片-机匣碰摩试验进行了介绍.最后建议了叶片-机匣碰摩模型的发展方向:建立多参数影响的精细法向和切向碰摩模型,通过接触动力学理论来模拟碰撞过程,基于试验数据来修正现有碰摩模型. 展开更多
关键词 旋转机械 转动叶片 机匣 碰摩 接触
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不平衡磁拉力作用下水轮发电机组转子系统碰摩动力学分析 被引量:22
13
作者 张雷克 马震岳 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期48-54,67,共8页
根据大型旋转机械机电耦联特性,建立了水轮发电机组转子-轴承系统在不平衡磁拉力(UnbalancedMagnetic Pull,UMP)作用下定子与转子碰摩模型及其运动微分方程。利用数值积分方法,对系统由于励磁电流、转子质量偏心以及定子径向刚度变化引... 根据大型旋转机械机电耦联特性,建立了水轮发电机组转子-轴承系统在不平衡磁拉力(UnbalancedMagnetic Pull,UMP)作用下定子与转子碰摩模型及其运动微分方程。利用数值积分方法,对系统由于励磁电流、转子质量偏心以及定子径向刚度变化引起的非线性动力学行为进行了研究,并给出了相应的分岔图、Poincaré映射图、时域图和频谱图。计算结果表明:UMP的存在使系统响应呈现出周期1、周期5、拟周期以及混沌等复杂的动力学现象并对其稳定性造成了明显影响;此外,较大的转子质量偏心以及定子径向刚度均有可能使局部碰摩发展为全周碰摩,对定子和转子造成巨大损害。 展开更多
关键词 水轮发电机组 不平衡磁拉力 碰摩 非线性现象
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双跨转子-轴承系统裂纹-碰摩耦合故障的稳定性 被引量:16
14
作者 罗跃纲 闻邦椿 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期123-127,132,共6页
建立带有裂纹—碰摩耦合故障的具有三轴承支承的双跨弹性转子系统的动力学模型,利用求解非线性非自治系统周期解的延拓打靶法和Floquet理论,研究系统周期运动的稳定性及失稳规律。双跨裂纹转子系统以倍周期分岔形式失稳,双跨碰摩转子系... 建立带有裂纹—碰摩耦合故障的具有三轴承支承的双跨弹性转子系统的动力学模型,利用求解非线性非自治系统周期解的延拓打靶法和Floquet理论,研究系统周期运动的稳定性及失稳规律。双跨裂纹转子系统以倍周期分岔形式失稳,双跨碰摩转子系统以Hopf分岔形式失稳,当裂纹较小时,裂纹—碰摩耦合故障转子—轴承系统以Hopf分岔形式失稳;随着裂纹深度的加大,其影响逐渐显现,系统以倍周期分岔形式失稳,且失稳转速降低;耦合故障转子系统响应谱上存在半倍工频成分的整数倍频率成分。研究结果为转子—轴承系统耦合故障诊断和安全运行提供了参考。 展开更多
关键词 转子—轴承系统 裂纹 碰摩 耦合故障 稳定性 分岔
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基于小波分析的转子碰摩故障特征提取 被引量:15
15
作者 王学军 马辉 +1 位作者 孙伟 闻邦椿 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期147-151,共5页
针对不同碰摩程度的转子故障,利用小波基函数"db12",进行6层小波分解,对故障特征比较明显的小波频带,利用Morlet小波尺度图进行时频特征提取,给出了各频带内分解信号的特点以及其频带能量比例。结果表明,采用两种小波基函数... 针对不同碰摩程度的转子故障,利用小波基函数"db12",进行6层小波分解,对故障特征比较明显的小波频带,利用Morlet小波尺度图进行时频特征提取,给出了各频带内分解信号的特点以及其频带能量比例。结果表明,采用两种小波基函数和频带能量图可以很好地提取不同碰摩情况下的故障特征。轻微碰摩时,碰摩引起的高低频分量很弱;中度碰摩时,引起比较稳定的X/2谐波系列;严重碰摩时,高于转频的谐波成分,能量均达到最大。 展开更多
关键词 旋转机械 碰摩 故障珍断 特征提取 小波分析
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考虑碰摩的裂纹转子非线性特性研究 被引量:13
16
作者 刘元峰 赵玫 朱厚军 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期203-206,共4页
建立了轴上出现横向裂纹并发生碰摩时转子系统的运动方程 ,采用数值仿真方法分析了转子系统的分叉与混沌现象。研究表明 ,转子在裂纹和碰摩两种非线性因素的作用下 ,具有非常丰富的非线性行为 ,为转子系统的故障诊断提供了一定依据。
关键词 碰摩 转子系统 运动方程 非线性行为 故障诊断 裂纹 混沌现象 分叉
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非稳态油膜力作用下非线性刚度转子系统的碰摩故障分析 被引量:13
17
作者 吴敬东 王娜 +1 位作者 侯秀丽 闻邦椿 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第15期1850-1854,共5页
研究了在非稳态油膜力作用下非线性刚度转子系统发生碰摩时的振动问题。建立了非稳态油膜力作用的非线性刚度转子-轴承系统碰摩模型,应用数值分析的方法对其进行研究。通过Poincare截面图、轴心轨迹图、波形图和频谱图,直观地显示了系... 研究了在非稳态油膜力作用下非线性刚度转子系统发生碰摩时的振动问题。建立了非稳态油膜力作用的非线性刚度转子-轴承系统碰摩模型,应用数值分析的方法对其进行研究。通过Poincare截面图、轴心轨迹图、波形图和频谱图,直观地显示了系统在某些参数域中的运动状态。发现了由于油膜力作用出现油膜涡动和反向涡动现象以及倍周期分岔、概周期和混沌等复杂的动力学行为。数值分析结果为该类转子-轴承系统的设计和运行状态控制提供了理论参考。 展开更多
关键词 非线性刚度 转子 碰摩 非稳态油膜力 混沌
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叶片丢失激励下航空发动机柔性转子系统的动力学响应 被引量:15
18
作者 洪杰 栗天壤 +1 位作者 王永锋 马艳红 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期257-264,共8页
为揭示叶片丢失激励下转子系统动力学响应特征,考虑涡扇发动机低压转子刚度/质量分布特征、载荷传递特征、转静件耦合特征等,建立了高速柔性悬臂转子系统动力学模型。对突加不平衡激励及持续碰摩约束下转子系统动力学响应特性进行分析... 为揭示叶片丢失激励下转子系统动力学响应特征,考虑涡扇发动机低压转子刚度/质量分布特征、载荷传递特征、转静件耦合特征等,建立了高速柔性悬臂转子系统动力学模型。对突加不平衡激励及持续碰摩约束下转子系统动力学响应特性进行分析。结果表明:所建立转子动力学模型可以有效反映叶片丢失激励下转子冲击振动和复杂简谐振动响应特征。在突加不平衡激励下转子系统的瞬态振动响应加剧,具有显著冲击响应特征,并伴有转子横向固有振动。持续碰摩所产生的约束作用可使转子临界转速发生变化,虽然响应幅值降低,但频率成分及转子振动趋于复杂。 展开更多
关键词 叶片丢失 柔性转子 动力学响应 冲击效应 碰摩
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裂纹碰摩耦合故障转子系统诊断分析 被引量:11
19
作者 姚红良 李鹤 +1 位作者 李小彭 闻邦椿 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期307-312,共6页
采用有限元方法分析了裂纹碰摩耦合故障转子系统的响应,研究裂纹碰摩耦合故障转子系统在动态特性方面和单一裂纹故障、单一碰摩故障的区别及耦合故障的诊断方法。由于当碰摩比较严重时,响应信号中碰摩特征比较明显,容易掩盖裂纹特征,使... 采用有限元方法分析了裂纹碰摩耦合故障转子系统的响应,研究裂纹碰摩耦合故障转子系统在动态特性方面和单一裂纹故障、单一碰摩故障的区别及耦合故障的诊断方法。由于当碰摩比较严重时,响应信号中碰摩特征比较明显,容易掩盖裂纹特征,使基于信号分析的诊断方法只能诊断出碰摩,难以诊断出裂纹故障,因此本文利用裂纹引起的等效弯矩现象,通过基于模型的诊断方法,区别碰摩裂纹耦合故障和碰摩故障,该方法不仅能诊断裂纹的有无,还能诊断裂纹的位置。最后通过试验验证了仿真结果。 展开更多
关键词 故障诊断 裂纹 碰摩 耦合故障
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基于第二代小波变换的转子碰摩故障特征提取方法研究 被引量:7
20
作者 段晨东 张建丁 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2006年第10期1229-1232,共4页
为了能够提取隐含在振动信号中的故障特征,利用第二代小波对称、紧支撑和冲击振荡衰减的特点,有效地提取具有冲击响应特性的故障特征。实验证明,即使采用较小支撑区间的此类小波,也可获得理想的效果。另外,为了获得与原始信号相同的时... 为了能够提取隐含在振动信号中的故障特征,利用第二代小波对称、紧支撑和冲击振荡衰减的特点,有效地提取具有冲击响应特性的故障特征。实验证明,即使采用较小支撑区间的此类小波,也可获得理想的效果。另外,为了获得与原始信号相同的时间分辨率,采用单支重构的方法分别对逼近信号和细节信号处理,得到了转子碰摩故障的时域响应特征,为故障诊断和预示提供了一种分离故障时域特征的方法。 展开更多
关键词 第二代小波变换 碰摩 特征提取
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