大型游乐设施的安全评价和状态检测

论文摘要

伴随着人民生活水平的日益提高,关于大型游乐设施的主题公园已经逐渐进入人们的娱乐生活。但是由于国内大型游乐设施行业发展时间短、技术水平有限,设备的制造、安装、检验、维护都没有一个统一的标准,也缺乏成熟的安全评价体系,由此带来了诸多问题,目前国内大型游乐设施万台故障发生率居世界前列,国家财产和人民的人身安全均存在较大安全隐患。因此,建立一套行之有效的大型游乐设施安全评价体系在当今社会就显得尤为重要。基于此,本文分析了国内外大型游乐设施行业的发展历史和现状并对这个行业内的安全评价提出了自己的见解,主要做了以下工作：1.总结了国内外大型游乐设施行业安全评价方法的发展历史和现状,分析了在我国建立大型游乐设施安全评价体系的必要性和重要意义。2.讨论了安全评价作为确保工业设备安全运行保障的重要作用,详细研究了安全评价方法的分类和选用方法,列举了几种典型的安全评价方法并说明了选用原则。针对大型游乐设施安全系统的复杂性,从几种典型安全评价方法中选取了多层次模糊数学方法对大型游乐设施进行宏观安全评价。3.为了确定大型游乐设施安全评价中的主要动力系统的安全得分情况,本文提出了从振动角度对大型游乐设施的动力系统（包括主要齿轮、轴承、轴）进行故障诊断。论文首先讨论了齿轮、轴承的振动机理,然后介绍了常用的振动信号的分析方法,最后提出了基于Hilbert-Huang齿轮故障特征提取方法在课题中的应用。4.在郑州市世纪欢乐园主题公园进行了实地数据采集和分析,对本文提出的故障分析方法进行了实践,并对大型游乐设施进行了基于模糊数学方法的安全评价仿真。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题概述
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 课题研究的目的和意义
• 1.2 游乐设施及其安全评价的发展历史和现状
• 1.3 游乐设施及其安全评价的发展趋势
• 1.4 课题的提出
• 1.5 论文的布局
• 1.6 本章小结
• 2 安全评价综述及评价方法选用
• 2.1 安全评价综述
• 2.1.1 安全评价概念
• 2.1.2 安全评价的目的
• 2.1.3 安全评价的意义
• 2.1.4 安全评价方法的分类
• 2.2 典型安全评价方法介绍及选用
• 2.2.1 典型安全评价方法
• 2.2.2 安全评价方法的选用
• 2.3 模糊数学模型
• 2.4 本章小结
• 3 大型游乐设施动力系统振动机理
• 3.1 故障诊断技术概述
• 3.1.1 故障诊断的概念
• 3.1.2 齿轮和轴承故障诊断的作用和意义
• 3.1.3 齿轮和轴承故障诊断技术的发展和现状
• 3.2 齿轮及轴承主要失效形式
• 3.3 齿轮振动机理分析
• 3.3.1 齿轮的典型结构及其频率特性
• 3.3.2 齿轮质量的确定
• 3.3.3 齿轮的固有振动
• 3.3.4 齿轮的简化模型
• 3.3.5 齿轮刚度的确定
• 3.3.6 齿轮啮合刚度的变化
• 3.3.7 齿轮故障的频谱特征
• 3.4 传动系统噪声产生机理及测试系统
• 3.4.1 传动系统噪声产生机理
• 3.4.2 振动测试系统
• 3.5 本章小结
• 4 齿轮箱振动信号处理方法
• 4.1 振动信号概述
• 4.2 时域分析
• 4.3 频域分析
• 4.3.1 功率谱分析
• 4.3.2 相位谱分析
• 4.3.3 倒频谱分析
• 4.4 齿轮和轴承振动信号的解调分析
• 4.4.1 希尔伯特变换
• 4.4.2 希尔伯特变换解调分析的原理
• 4.5 Hilbert-Huang变换在振动系统故障特征提取中的应用
• 4.5.1 经验模式分解（EMD）方法
• 4.5.2 Hilbert-Huang变换
• 4.5.3 能量谱表述
• 4.6 本章小结
• 5 游乐设施振动测试实例和安全评价仿真
• 5.1 测试对象
• 5.2 测点布置和传感器安装
• 5.3 数据测量与分析
• 5.4 模糊分析法在大型游乐设施整体安全评价的仿真应用
• 5.5 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果