基于摩擦学与动力学的摩擦学系统状态描述方法研究

论文题目: 基于摩擦学与动力学的摩擦学系统状态描述方法研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 载运工具运用工程

作者: 赵春华

导师: 严新平

关键词: 摩擦学行为,动力学特征,可拓,范例推理,粗糙集

文献来源: 武汉理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: “摩擦学”研究的范畴是“研究相对运动作用表面及其有关理论和实践的一门科学技术”。摩擦学系统的摩擦磨损行为所表现出的对初始条件的敏感依赖性、变化过程的不稳定、随机性以及时间和空间的不规则性,都表明摩擦学系统是一个非常复杂的系统,其复杂性决定了表征其特征的多样性。因此对于摩擦学系统这样的研究对象,要运用系统分析方法来研究和解决摩擦学系统描述的问题。 本论文通过在试验机上进行摩擦学信息和动力学信息的采集处理和分析,建立定量化的摩擦学系统描述模型,在对两大类信息进行特征耦合研究的基础上,对实现摩擦学系统的描述方法进行了拓展。 本文具体的研究内容如下: 1) 利用销盘试验、滚动轴承试验对摩擦学和动力学特征同时采集与处理,实现了对试验系统的信息的同步获取。在对摩擦学系统进行分析的基础上,建立了摩擦学系统的摩擦学信息仿真模型和动力学信息仿真模型。 2) 从摩擦学系统的内涵出发,对摩擦学系统进行了系统特性和状态特性的分解,并且指出,摩擦学系统的状态特性是由其系统特性所决定的,要想获得状态辨识的准确结果,必须将状态特性与系统特性结合进行考察。在此基础上,从信息论角度上探讨了摩擦学信息和动力学信息的相关性。 3) 鉴于摩擦学系统的状态描述的复杂性、不相容性及矛盾性等特点,应用可拓理论,建立了摩擦学状态可拓评价方法来判别磨损状态。在建立摩擦学状态评价物元的基础上,通过计算物元关联度,则关联度越大,越靠近某种磨损状态,即越符合某种集合。这种方法,改变了传统的定性描述摩擦学系统状态的状况,能够实现定量化、多特征的描述摩擦学系统状态。 4) 运用可拓评价方法,对滚动轴承故障进行了分类定量研究,发现将摩擦学信息和动力学信息所建立的可拓故障诊断模型可以很快的进行故障类别的识别,在实践中具有较强的可操作性。 5) 运用范例推理思想,在某些状态识别判断规则难于获取或者获取的主观性较强的情况下,可以有效的结合工程实际以及经验案例来进行判断,与其他规则获取相比,范例的获取快速、准确并与工程实际结合紧密,应成为摩擦学系统知识库中重要的组成部分。通过影响因素之间的比较,建立了滚动轴承的

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论

1.1 国内外研究现状

1.1.1 摩擦学系统的摩擦学特征研究

1.1.2 摩擦学系统的动力学特征研究

1.1.3 摩擦学和动力学耦合研究

1.1.4 智能化技术在摩擦学系统研究中的应用

1.2 目的和意义

1.3 课题来源

1.4 研究的主要内容

第2章 试验设计及其结果

2.1 前言

2.2 试验设备

2.2.1 MMW-1立式万能摩擦磨损试验机

2.2.2 滚动轴承模拟试验台

2.3 试件材料及参数

2.3.1 摩擦磨损试验

2.3.2 滚动轴承试验

2.4 测试装置

2.4.1 摩擦学信息测试

2.4.2 振动测试与分析仪器

2.5 试验结果

2.5.1 MMW-1销盘试验机

2.5.2 滚动轴承模拟试验

2.6 本章小节

第3章 磨损试验的摩擦学和动力学建模

3.1 前言

3.2 滑动磨损试验的磨损仿真模型

3.2.1 磨损建模的基本假设

3.2.2 摩擦条件下的磨损仿真模型

3.2.3 边界润滑条件下的磨损仿真模型

3.3 试验机动力学建模和信号处理

3.3.1 MMW-1试验机动力学模型

3.3.2 滚动轴承模拟试验台的动力学模型

3.3.3 动力学信号处理

3.4 本章小节

第4章 摩擦学系统的动力学和摩擦学信息融合

4.1 前言

4.2 摩擦学系统的内涵及特征

4.2.1 摩擦学系统的三大特性

4.2.2 摩擦学系统的系统特性和状态特性

4.3 信息融合的基本思想

4.4 摩擦学信息和动力学信息的特征分析

4.4.1 信息熵理论

4.4.2 摩擦学与动力学信息的共性特征

4.4.3 摩擦学与动力学信息的异性特征

4.4.4 摩擦学信息和动力学信息的相关性

4.5 本章小节

第5章 基于可拓理论的摩擦学物元模型

5.1 前言

5.2 可拓模型及物元理论

5.3 可拓集合与关联函数

5.3.1 可拓集合

5.3.2 关联函数

5.4 基于可拓理论的摩擦学系统状态描述方法

5.4.1 确定经典域、节域及待评物元

5.4.2 确定摩擦学状态待评物元的关联度

5.4.3 摩擦学系统状态的评价结果

5.5 应用实例

5.5.1 基于磨损试验的摩擦学状态耦合评价

5.5.2 基于滚动轴承试验的故障评价

5.6 本章小节

第6章 基于可拓范例推理的摩擦学系统状态评价

6.1 前言

6.2 范例推理的基本思想

6.2.1 范例推理(CBR)概述

6.2.2 可拓范例中权重的确定

6.2.3 范例间的相似性计算

6.3 基于范例推理的摩擦学状态智能评价

6.3.1 范例的选取

6.3.2 权重计算

6.3.3 基于欧氏距离的摩擦学状态评价实例

6.3.4 基于曼哈顿距离的摩擦学状态评价

6.3.5 基于模糊相似优先的摩擦学状态评价

6.4 本章小节

第7章 运用粗糙集理论获取摩擦学状态评价知识

7.1 前言

7.2 粗糙集的基本概念和理论特点

7.2.1 知识

7.2.2 粗糙度与粗糙隶属函数

7.2.3 粗糙集理论的特点

7.3 运用粗糙集理论进行规则提取的关键技术

7.3.1 数据预处理

7.3.2 约简处理

7.4 对摩擦学状态范例进行约简

7.5 本章小节

第8章 结论与展望

8.1 主要成果和结论

8.2 研究展望

参考文献

致谢

攻读博士期间发表的主要论文及参加的科研项目

发布时间: 2006-07-04

参考文献

• [1].磨粒检测数字化方法的研究[D]. 吕植勇.武汉理工大学2005
• [2].摩擦学系统状态辨识的知识获取方法研究[D]. 王志芳.武汉理工大学2008

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