轴系裂纹故障模拟试验研究

论文摘要

论文介绍了柴油机轴系裂纹故障诊断的研究现状,阐明了柴油机轴系裂纹故障诊断研究的重要性和必要性。介绍了柴油机轴系扭转振动算法、扭转疲劳裂纹动态特性、扭振测试和分析方法。论文运用Matlab软件编制精细时程积分计算程序对模拟试验装置进行了数值仿真,采用频谱进行分析。论文将制作的平行滑板扭振激振器应用于轴系试验台中,并进行了完好轴和裂纹轴的扭振对比试验,为柴油机轴系裂纹故障诊断的进一步研究奠定了基础。论文首次研制了激励源频率和占空比可控的小型轴系扭转振动试验台,并对试验台主要振动参数进行了计算。此试验台可进行有无裂纹的试验轴扭振信号对比试验。论文通过激励可控轴系试验台进行了有无裂纹的轴系扭振试验,结果表明所研制的激励源起到了模拟柴油机激励的作用,使裂纹轴刚度的变化得到了响应。从试验结果和分析中得到了柴油机模拟轴系裂纹故障诊断的扭振信号特征。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 柴油机轴系扭振计算的发展状况
• 1.3 裂纹的动态特性
• 1.4 柴油机轴系扭振的测量和分析方法
• 1.4.1 扭振测量方法
• 1.4.2 信号分析方法
• 1.5 柴油机轴系扭振模拟试验装置的激励方法
• 1.6 本课题的主要研究内容
• 第2章 裂纹轴系试验装置扭转振动仿真研究
• 2.1 轴系双惯量系统简化模型
• 2.2 轴系双惯量当量系统扭转振动分析
• 2.3 含裂纹的轴系双惯量当量系统扭转振动分析
• 2.4 轴系双惯量当量系统扭转振动仿真分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 平行滑板扭转振动试验装置的研制
• 3.1 平行滑板扭振试验台研制
• 3.1.1 平行滑板扭振试验台结构设计
• 3.1.2 平行滑板扭振试验台工作原理
• 3.1.3 平行滑板扭振试验台技术参数
• 3.2 平行滑板扭振试验台当量计算
• 3.2.1 当量系统
• 3.2.2 电机转子转动惯量测量
• 3.2.3 试验台当量计算
• 3.2.4 试验台试验用轴
• 3.3 平行滑板扭振试验台试验和结果分析
• 3.3.1 试验设备
• 3.3.2 试验结果及分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 裂纹轴系扭转振动试验装置的研制
• 4.1 试验台激励源研制思想
• 4.1.1 发电机工作原理
• 4.1.2 发电机控制思想
• 4.2 励磁电流的控制
• 4.2.1 嵌入式系统
• 4.2.2 MC9S12DG128B型单片机
• 4.2.3 MC9S12DG128B型单片机原理
• 4.2.4 MC9S12DG128B的设置
• 4.2.5 MC9S12DG128B的开发
• 4.2.6 MC33886电机驱动芯片
• 4.2.7 激励控制电路图及控制波形图
• 4.3 试验轴及裂纹轴系扭振试验装置
• 4.4 本章小结
• 第5章 试验及试验结果分析
• 5.1 试验可行性
• 5.2 试验装置及测试装置
• 5.3 试验装置参数计算
• 5.4 扭振的测量
• 5.5 试验结果及分析
• 5.5.1 试验结果时域波形分析
• 5.5.2 试验结果频域波形分析
• 5.5.3 双谱分析
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和参加的科研项目
• 致谢
• 个人简历