《基於聲發射和形態學方法的旋轉機械早期故障診斷研究》是依託石家莊鐵道大學，由郝如江擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於聲發射和形態學方法的旋轉機械早期故障診斷研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：郝如江
- 依託單位：石家莊鐵道大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
振動檢測易受噪聲干擾，非平穩非線性的故障信號難以進行有效的時頻特徵分析，因此振動檢測用於旋轉機械的早期故障診斷效果很不理想。本項目基於聲發射和形態學方法提出一種診斷旋轉機械早期故障的新方法，該方法對於提高關鍵部件的早期故障診斷水平具有重要意義。首先將用於壓力容器等靜態結構檢測的聲發射技術用於旋轉機械動態結構部件故障的測試，通過試驗分析，研究不同工況、不同結構故障聲發射信號特點和傳播衰減特性，確定測試方案，分析聲發射測試相比于振動測試的優勢。其次，研究數學形態學分析方法對一維故障聲發射信號的特徵提取和故障分類，設計多尺度形態濾波器算法，構造多尺度形態非抽樣小波變換，對一維信號形態譜和形態譜熵的算法描述進行理論研究，實現對不同故障類型聲發射信號特徵的定量描述和智慧型分類。本項目提出的方法不同於傳統的振動測試和信號時頻特徵分析方法，具有診斷快速、準確的優點。
結題摘要
旋轉機械的狀態監測和故障診斷對於設備的安全運行意義重大。受機械噪聲和信號傳播衰減等因素的影響，通用的振動測試技術和信號處理方法對於故障特徵提取效果並不理想。相比而言，聲發射檢測技術和形態學信號分析方法對於複雜背景下的信號拾取和信號故障特徵描述具有很多獨特的優點。本項目研究的主要目的是要探討聲發射技術和形態學方法在旋轉設備故障診斷中的套用，著重於不同類型故障聲發射信號和振動信號的特徵分析。本項目基於聲發射和形態學方法提出一種診斷旋轉機械早期故障的新方法，該方法對於提高關鍵部件的早期故障診斷水平具有重要意義。首先將用於壓力容器等靜態結構檢測的聲發射技術用於旋轉機械動態結構部件故障的測試，通過試驗分析，研究不同工況、不同結構故障聲發射信號特點和傳播衰減特性，確定測試方案，分析聲發射測試相比于振動測試的優勢。其次，研究數學形態學分析方法對一維故障聲發射信號的特徵提取和故障分類，設計多尺度形態濾波器算法，構造多尺度形態非抽樣小波變換，對一維信號形態譜和形態譜熵的算法描述進行理論研究，實現對不同故障類型聲發射信號特徵的定量描述和智慧型分類。綜合利用階次跟蹤和Teager-Huang變換時頻分析技術,進行齒輪箱起動過程軸承故障診斷。提出一種基於Teager-Huang變換的齒輪箱故障診斷方法, 有效地識別了齒輪的裂紋故障。基於雙樹復小波包峭度圖的軸承故障診斷方法提高了齒輪箱軸承故障信號的信噪比和頻帶選擇的正確性，而且能有效地識別軸承的故障。針對傳統形態分量分析的字典選擇和閾值選擇的缺陷，提出基於自適應字典選擇和最大均值閾值的更新策略，用於齒輪箱軸承多故障實驗信號的分析，該方法不僅能將形態各異的多分量信號進行有效分離，提高了信噪比，而且提高了從強噪聲環境中提取瞬態衝擊特徵的能力，能有效地識別軸承的故障類型和部位。理論研究和實測信號的分析表明，該項目的研究成果具有一定的理論指導意義和重要的工程套用價值。
