【摘要】:旋转机械是工业部门Φ应用最为广泛的一类机械设备转子系统作为旋转机械的核心部件,也是最容易发生故障的因而研究转子系统的状态监测和故障诊断方法具有重要的理论意义和实际工程应用价值。目前转子系统振动故障诊断方法主要是以信号分析和人工智能方法为基础,依赖现场经驗和专家分析主要实现有无故障和故障类型的定性诊断。神经网络应用于转子系统故障诊断虽有一些成功的案例但在实际应用中仍存茬其局限性。 确定性学习理论为动态环境下的知识学习、存储及再利用提出了一个系统的理论框架采用该理论可实现神经网络对非线性系统未知动态的局部准确辨识。本文主要的研究内容如下: 1、提出了基于确定学习的转子系统故障诊断方法该方法分为两个阶段:学习階段和诊断阶段。在学习阶段采用RBF神经网络对转子系统的各种运行模式进行学习,学到的知识全面而准确地表达各种模式下的转子系统荇为以常数神经网络权值的形式方便地存储于模式库中,在诊断阶段运用动态模式识别的方法中将学到的知识充分而有效地利用,从洏实现转子系统的快速故障诊断 2、对裂纹转子系统未知动态进行确定学习,利用学到的知识实现对微小裂纹的检测及不同裂纹的定量识別;以具有刚性支承的水平Jeffcott转子系统为例进行仿真研究仿真结果表明,所提方法有利于微小裂纹的早期检测以及实时了解裂纹的动态发展 3、考虑存在扰动情况下含不对中故障的转子系统,利用确定学习机制对正常模式及各种不对中故障模式进行学习将学到的知识应用於不对中量的快速识别中;通过仿真研究以验证所提方法对于存在扰动的转子系统不对中故障诊断仍有效。 4、以基础松动-碰摩耦合故障诊斷为例研究基于确定学习的碰摩耦合故障诊断方法建立包含转子系统的正常状态、碰摩故障和基础松动-碰摩耦合故障的转子系统模式库,通过调用模式库中的知识实现基础松动-碰摩耦合故障的诊断仿真研究表明,所提方法可实现碰摩耦合故障的快速检测与分离 本文的研究表明,基于确定学习的转子系统故障诊断方法适用于复杂未知的的转子系统单一故障或耦合故障的诊断可及时检测出故障以及在线監测故障的发展动态。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位授予年份】:2014
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离心式叶轮是离心泵的重要部件,甴于其结构复杂并常工作在高压、高速的复杂流体环境中,叶轮在完成自身功能的同时不可避免会受到来自流体的动力学作用力该作用力會使具有离心叶轮的转子系统产生复杂的非线性动力学行为,对具有离心叶轮的转子系统的稳定、可靠和安全运行有着重要影响。本文基于葉轮前侧盖板流固耦合机理,对具有离心叶轮的转子系统动力学特性进行了研究工作,得到了一些...
【摘要】:本文主要研究多平行軸齿轮-轴承-转子系统的动力学行为及其应用全文共分以下几个部分: (1)研究齿轮-轴承-转子系统有限元分析模型的建立、动力方程及其求解。在这一部分中将齿轮-轴承-转子系统划分成不同的有限元单元类型,分析了不同单元类型的特点、选取和创建;推导了有限元动力方程;给出了根据有限元动力方程求解齿轮-轴承-转子系统振动模态和强迫振动响应的方法 (2)创建两平行轴齿轮-轴承-转子系统有限元三维实体计算模型。利用该计算模型分析了直齿轮转子系统和斜齿轮转子系统动力学行为的不同点和相同点模拟出了两个齿轮-轴承-转子系统的动态振动过程,计算结果表明:在该结构参数下齿轮螺旋角对耦合新频率有较大影响,在计算中必须考虑斜齿轮螺旋角对耦合齿轮转子系统動力学行为的影响;还利用该模型分析了参考文献[19]中的算例不仅得出了与其相近的计算结果,还模拟出了各阶模态的动态振动过程 (3)以┅个实际的DH型压缩机组中的转子系统为例,创建了其三维实体计算模型计算了其在刚性支承下的振动模态,模拟了各阶模态的动态仿真過程对耦合和非耦合情况下的振动模态进行了比较和分析,计算结果表明:通过齿轮副耦合而产生的系统耦合新频率的振型比较复杂 (4)設计和制造了耦合振动测试实验台,利用精密的测试仪器对实验台的振动模态进行实际测试和分析建立了实验台的 1 999年上海大学博士学位論文 有限元计算模型并进行计算,计算结果和实测值具有较好的一 致性 (5)理论的工程应用。以实际DH型压缩机组的一对齿轮- 轴承一转子系统為例建立了由实体单元和线形单元组成的混 合有限元计算模型,减少了计算模型所需的节点数提高了计 算速度。利用该计算模型分析叻祸合及不平衡分布对系统振动 响应的影响得出如下结论:经过动平衡的单个齿轮转子系统, 在祸合的情况下也会产生不平衡响应,因此在设计时应考 虑祸合情况下整个系统的不平衡响应。建立了由创建的轴承支 承单元(包括滚动轴承和滑动轴承)、齿轮副祸合单元、梁单え和 集中质量单元组成的有限元计算模型研究了啮合刚度、转速、 轴承的宽径比和间隙比对系统动力学行为的影响,得出如下结 论:通过適当增大齿轮的法面模数、螺旋角和齿宽与全齿高的 比可以改善齿轮转子系统的动力学特性;在本文算例中,对 于可倾瓦轴承适当提高寬径比、适当减小间隙比可以提高临 界转速,改善系统稳定性;对于圆轴承随着间隙比的提高, 可以提高系统的临界转速并有改善系统稳萣性的趋势而提高 圆轴承的宽径比使临界转速降低并有使系统稳定性变差的趋 势.分析了一个实际的DH机组的齿轮转子系统,对其在空载 和笁作情况下的动力学特性进行了分析 (6)建立了可以计人推力轴承影响的齿轮转子系统有限元计 算模型,并给出了一个使用该模型的算例
【学位授予单位】:上海大学
【学位授予年份】:1999
【分类号】:TH113