某航空发动机振动故障诊断

论文摘要

航空发动机结构复杂,工作转速高,其运行中的振动问题较为突出,必须及时加以检查、排除,在发动机各项试验甚至日常运行中都需要进行振动监测和故障诊断,这对提高试验安全性和发动机可靠性具有重要意义。本文针对激起航空发动机振动的力和因素多、振动现象复杂等特点,研究了航空发动机整机振动激振源、振动机理与模型；针对航空发动机振动频率范围宽、采样频率高的特点,设计了一套抗干扰能力强和实时分析效果较好的发动机台架试验振动监测系统。介绍了航空发动机振动故障诊断应用的时域、频域、时频域的基础理论和信号分析方法,确定了各类信号分析方法的主要应用场合。针对航空发动机振动故障机理复杂、故障类型多种多样和故障诊断难度大等特点,梳理了航空发动机的一些经典振动故障模式及相应故障的振动特征、排故措施和诊断方法,归纳总结了航空发动机振动故障诊断的内容和流程。最后使用上述诊断技术方法对某航空发动机振动故障实例进行诊断分析,依此验证了该航空发动机故障诊断方法和流程在实际故障诊断中的效果,得出了航空发动机振动故障诊断的一些实践经验与体会。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 航空发动机的振动问题
• 1.2 振动故障诊断的振动信号分析
• 1.3 航空发动机振动故障诊断技术的内容
• 1.4 主要研究内容
• 第2章 航空发动机振动及其监测
• 2.1 发动机整机振动的主要激振源
• 2.1.1 转子源
• 2.1.2 流场源
• 2.1.3 声源
• 2.1.4 结构源
• 2.1.5 故障源
• 2.2 航空发动机振动机理
• 2.2.1 发动机整机振动
• 2.2.2 转子振动
• 2.2.3 轴承振动
• 2.3 航空发动机振动监测
• 2.3.1 振动监测点的选择
• 2.3.2 振动监测系统的选择
• 2.3.3 振动监测系统的组成
• 第3章 振动故障诊断的信号分析方法
• 3.1 信号分析基础
• 3.1.1 采样定理
• 3.1.2 泄漏和窗函数
• 3.2 经典信号处理方法
• 3.2.1 幅域分析
• 3.2.2 时域分析
• 3.2.3 频域分析
• 3.3 现代信号处理方法
• 3.3.1 短时傅立叶变换
• 3.3.2 小波分析
• 3.3.3 Gabor展开
• 3.3.4 Wigner-Ville分布
• 3.4 振动信号特征提取方法
• 3.4.1 幅值谱图
• 3.4.2 波德（Bode）图
• 3.4.3 极坐标图
• 3.4.4 三维（时间）谱阵图
• 3.4.5 全息谱
• 第4章 航空发动机振动故障诊断技术研究
• 4.1 航空发动机振动故障及其特征
• 4.1.1 转子故障
• 4.1.2 齿轮故障
• 4.1.3 轴承故障
• 4.1.4 其它故障
• 4.2 航空发动机振动故障诊断方法的应用
• 4.3 航空发动机振动故障诊断内容
• 第5章 某航空发动机振动故障诊断
• 5.1 引言
• 5.2 风扇机匣结构简介
• 5.3 发动机振动测试系统组成
• 5.4 发动机振动分析
• 5.4.1 发动机转子振动分析
• 5.4.2 风扇机匣振动分析
• 5.4.3 风扇压气机台部件试验振动分析
• 5.5 风扇机匣振动故障诊断
• 5.5.1 故障机理
• 5.5.2 机匣振动故障诊断
• 5.6 风扇机匣减振措施
• 5.6.1 减振措施研究
• 5.6.2 减振措施模拟验证
• 5.7 小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢