《行星齒輪傳動系統故障診斷與動態可靠性評估研究》是依託電子科技大學,由左明健擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：行星齒輪傳動系統故障診斷與動態可靠性評估研究
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：左明健
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
行星齒輪傳動系統特殊的物理結構和複合運動形式導致了故障機制、失效規律以及振動回響的複雜性，目前在乘元捆設故障振動機理、信號特徵分析、故障診斷以及動態可靠性評估等方面尚存在若干關鍵問題亟待解決。本項目通過動力學建模仿真分析，揭示太陽輪、行星輪、齒圈、行星架、軸承和輸入輸出軸等主要零部件的故障振動機理；針對振動信號的複雜多分量時變調製特點，研究基於局部均值分解的信號分析新方法，有效提取故障徵兆和健康狀態信息；針對數據驅動的故障診斷中特徵量的高維問題，研究特徵排序準則和選擇方法以及智慧型分類算法，以提高故障和損傷程度辨識能力；針對行星齒輪傳動系統複雜的失效模式和退化規律，研究其動態可靠性建模及預測技術，以預示和保障系統的運行可靠性。本項目研究重大技術裝備與重大設施壽命預測共性基礎研究中的重要科學問題，將為解決行星齒輪傳動系統的性能監測、故障診斷與預示問題提供新思路和新方法，具有重要的科學意義和工程價值。
結題摘要
行星齒輪箱是重大技術裝備中廣泛套用的重要部件，利用狀態監測手段進行故障診斷及動態可靠性評估是保障系統安全可靠運行和降低全壽命周期運維成本的有效手段講蘭。然而，特殊的物理結構和複合運動形式導致了行星齒輪箱在故障機理、失效規律以及動態回響方面具有複雜性，這對正確建立動態回響與故障信息、動態可靠性之間的關聯端乎鑽關係帶來了挑戰。本項目以行星齒輪箱中的太陽輪、行星輪、齒圈和軸承等典型零部件為研究對象，採用了動力學、現代信號處理、最最佳化理論、隨機過程、人工智慧和可靠性理論等分析方法，結合了仿真分析、故障試驗和工程數據，主要開展了以下研究工作：1）針對故障機理方面，以時變嚙合剛度為切入點，基於勢能法建立了點蝕、裂紋等行星輪齒典型故障模式與動態回響之間的動力學模型，分析了配合誤差對動力學特性的影響，為行星輪齒故障診斷提供了正向的邏輯關係依據；2）針對動態回響分析方面，重點解決了振動信號時變調製的問題，發展了局部均值分解、變分模態分解、固有時間尺度分解等時頻聯合解調分析方法，發展了形態學濾波、基於譜負熵的頻帶選擇、準確度譜圖、Vold-Kalman階次跟蹤套拔駝技術等定轉速和變轉速下的濾波方法，這些研究為正確解析故障信息奠定了基礎；3）針對故障診斷方面，提出了潮汐頻率、邊頻帶能量比、瞬時相位熵等新型故障診斷指標，在此基礎上，發展了高維故障特徵評價與選擇方法，建立了基於數據驅動的故障特鞏潤故征與典型零部件故障模式和程度之間的關聯關係模型，並研究了模型的參數最佳化問題；4）針對動態可靠性評估方面，提出了基於健康狀態評估的剩餘壽命預測模型，進而考慮特定個體系統的隨機行為，提出了利用系統級觀測數據的多狀態系統動態可靠性評估方法，建立了動態回響與動態臘旬估可靠性之間的關聯關係。綜上所述，本項目研究了重大技術裝備壽命預測共性基礎研究中的重要科學問題，為解決行星齒輪箱的故障診斷和可靠性評估提供了新思路和新方法，具有重要的科學雅提墓套意義和工程價值。
