軸承損傷狀態(tài)聲發(fā)射監(jiān)測理論及其高速列車應用

第1章 軸承狀態(tài)監(jiān)測技術研究現狀1
1.1 背景及意義1
1.2 列車軸承狀態(tài)監(jiān)測技術的研究現狀3
1.2.1 基于軌邊聲學的軸承狀態(tài)監(jiān)測技術3
1.2.2 基于溫度的軸承狀態(tài)監(jiān)測技術4
1.2.3 基于振動的軸承狀態(tài)監(jiān)測技術6
1.3 聲發(fā)射技術在軸承狀態(tài)監(jiān)測領域的研究現狀10
1.3.1 聲發(fā)射感知技術10
1.3.2 軸承狀態(tài)聲發(fā)射機理研究12
1.3.3 軸承狀態(tài)聲發(fā)射感知技術13
1.3.4 基于時域特征的分析方法13
1.3.5 基于頻域特征的分析方法14
1.3.6 基于智能診斷與預測的分析方法15
1.4 基于聲發(fā)射的高速列車軸承狀態(tài)監(jiān)測面臨的挑戰(zhàn)16
第2章 軸承損傷聲發(fā)射與振動響應18
2.1 引言18
2.2 基于反卷積和線性調頻的軸承損傷診斷方法18
2.2.1 優(yōu)選二階循環(huán)平穩(wěn)盲反卷積18
2.2.2 基于Z變換的線性調頻解調20
2.2.3 解卷積和線性調頻相融合的診斷算法22
2.3 基于損傷診斷算法仿真與實驗比對的分析24
2.3.1 診斷算法仿真分析24
2.3.2 高速列車軸箱軸承振動與聲發(fā)射比對實驗28
2.3.3 振動與聲發(fā)射響應的損傷診斷比對與驗證31
2.4 小結45
第3章 軸承損傷響應聲發(fā)射傳感技術47
3.1 引言47
3.2 聲發(fā)射傳感器結構及其模型分析47
3.2.1 聲發(fā)射傳感器微機電系統(tǒng)結構47
3.2.2 聲發(fā)射傳感器PZT參數分析模型49
3.2.3 傳感器PZT的機電耦合模型與特性分析53
3.2.4 聲發(fā)射傳感器匹配層參數模型與特性分析56
3.3 聲發(fā)射傳感器系統(tǒng)數值模擬與性能分析60
3.3.1 聲發(fā)射傳感器有限元建模方法60
3.3.2 聲發(fā)射傳感器PZT結構有限元分析62
3.3.3 聲發(fā)射傳感器的聲學特性63
3.4 聲發(fā)射傳感器實驗研究及性能分析68
3.4.1 匹配層模擬實驗研究與驗證68
3.4.2 聲發(fā)射傳感器的綜合性能評價指標71
3.4.3 軸承損傷的聲發(fā)射響應實驗研究73
3.5 小結77
第4章 基于軸承損傷狀態(tài)動態(tài)門檻機理的指紋特征方法79
4.1 引言79
4.2 軸承損傷的聲發(fā)射指紋特征概念79
4.2.1 聲發(fā)射撞擊特征參數79
4.2.2 基于撞擊特征的指紋特征80
4.3 基于動力學的動態(tài)門檻機理83
4.3.1 損傷軸承的運動學模型83
4.3.2 軸承損傷接觸模型與沖擊力分析84
4.3.3 動態(tài)閾值特征模型90
4.4 動態(tài)門檻機理實驗研究與驗證91
4.4.1 恒速條件的實驗分析與驗證94
4.4.2 變速條件的實驗分析與驗證99
4.4.3 高速列車滾動實驗實驗條件分析與驗證100
4.5 小結101
第5章 高速列車軸箱軸承狀態(tài)聲發(fā)射監(jiān)測技術103
5.1 引言103
5.2 高速列車滾動實驗平臺及測試軸承103
5.2.1 高速列車滾動實驗平臺103
5.2.2 測試軸承損傷狀態(tài)及動態(tài)門檻105
5.3 指紋特征優(yōu)化方法108
5.3.1 聚類顯著性指標及其性能驗證108
5.3.2 自適應很優(yōu)動態(tài)閾值法及指紋特征優(yōu)化功能113
5.3.3 基于聚類顯著性的定量判斷117
5.4 軸承損傷的撞擊統(tǒng)計譜119
5.4.1 動態(tài)撞擊統(tǒng)計譜概念119
5.4.2 基于故障撞擊統(tǒng)計譜的軸承損傷識別方法121
5.5 小結124
參考文獻126