柴油機作為一種動力機械,在工業(yè)生產和生活中發(fā)揮著巨大的作用。柴油機軸系由許多部件組成,其中聯(lián)軸器和減振器是連接軸系并傳遞扭矩的關鍵部件,對動力設備的安全性和可靠性有重要影響。聯(lián)軸器和減振器的失效會對軸系的可靠性、穩(wěn)定性以及安全性產生很大的影響。因此,對柴油機軸系部件進行故障診斷以及損壞程度評估具有非常重要的意義。本文對某4100柴油機軸系穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)工況下的扭振特性進行了分析,研究了柴油機軸系部件故障對扭振模態(tài)參數的影響,并進行了靈敏度分析;建立了軸系部件結構參數與扭振模態(tài)參數之間的kriging代理模型,針對某6240柴油機軸系進行了故障診斷;同時開發(fā)了柴油機軸系部件故障診斷系統(tǒng)。對某4100柴油機進行了穩(wěn)態(tài)工況與非穩(wěn)態(tài)工況下軸系扭振特性仿真與試驗分析,分析了非穩(wěn)態(tài)工況下不同提速率對軸系固有頻率識別值的影響;分析研究表明,對于該柴油機軸系前兩階扭振模態(tài),柴油機不同提速率對軸系前兩階模態(tài)固有頻率影響較小;柴油機穩(wěn)態(tài)工況與非穩(wěn)態(tài)工況下,識別的軸系固有共振頻率接近。建立了某6240柴油機軸系的當量模型,仿真分析了運行工況下軸系部件(聯(lián)軸器和減振器)單一故障和多故障導致的剛度、阻尼系數變化對軸系扭振模態(tài)參數的影響,并進行了靈敏度分析,確定了對軸系不同故障反應敏感的扭振模態(tài)特征參數。提出了基于Kriging代理模型的軸系部件故障參數識別方法。建立了軸系部件結構參數與軸系扭振模態(tài)參數之間的Kriging代理模型。通過均勻選樣的方法選取樣本,并確定了由一次多項式和高斯函數組合的Krigng代理模型。基于構建的kriging代理模型對某6240柴油機軸系的聯(lián)軸器單故障、減振器單故障、聯(lián)軸器和減振器組合故障進行了診斷識別,診斷識別誤差均在5%之內。該模型具有較高的擬合度,可以快速準確地診斷故障部件。在上述研究的基礎上,開發(fā)了柴油機軸系部件故障診斷系統(tǒng)。軟件主要包括4個模塊:軸系基本參數輸入、扭振分析、扭振模態(tài)分析和軸系部件故障診斷。該軟件專為柴油機軸系部件故障診斷設計,針對性強、兼容性好,可與現有軟件信息交互、程序計算速度快、占用計算機資源少。本文的研究工作不僅豐富了柴油機軸系部件的故障診斷研究方法,也能實現柴油機軸系部件的故障診斷與損傷評估。
【學位單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TK428
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究現狀
        1.2.1 柴油機故障診斷技術研究現狀
        1.2.2 柴油機軸系扭振研究現狀
        1.2.3 柴油機軸系故障診斷技術研究現狀
    1.3 論文研究內容
第2章 某4100柴油機軸系扭振特性分析
    2.1 軸系扭振分析理論
        2.1.1 無阻尼自由扭轉振動計算
        2.1.2 有阻尼強迫扭轉振動計算
    2.2 軸系扭振特性仿真分析
        2.2.1 軸系扭振固有特性仿真分析
        2.2.2 柴油機穩(wěn)態(tài)工況軸系扭振仿真分析
        2.2.3 柴油機非穩(wěn)態(tài)工況軸系扭振仿真分析
    2.3 軸系扭振特性試驗分析
        2.3.1 扭振試驗內容
        2.3.2 穩(wěn)態(tài)工況軸系扭振試驗分析
        2.3.3 柴油機非穩(wěn)態(tài)工況軸系扭振試驗分析
    2.4 本章小結
第3章 柴油機軸系部件故障對扭振模態(tài)參數的影響
    3.1 柴油機軸系扭振模態(tài)分析
        3.1.1 模態(tài)分析的頻域法
        3.1.2 柴油機運行狀態(tài)下軸系扭振模態(tài)參數的識別
    3.2 柴油機軸系扭振模態(tài)仿真分析
        3.2.1 某6240柴油機軸系扭振模態(tài)分析
        3.2.2 某4100柴油機軸系扭振模態(tài)分析
    3.3 本章小結
第4章 基于Kriging代理模型的柴油機軸系部件故障診斷
    4.1 Kriging代理模型簡介
    4.2 Kriging代理模型的構建
    4.3 基于Kriging代理模型的柴油機軸系部件故障診斷
        4.3.1 選樣方法與數據樣本建立
        4.3.2 樣本數據處理
        4.3.3 診斷模型的結果分析
    4.4 本章小結
第5章 柴油機軸系部件故障診斷系統(tǒng)開發(fā)
    5.1 系統(tǒng)的目的
    5.2 軸系部件故障診斷系統(tǒng)設計
        5.2.1 軟件開發(fā)工具Matlab
        5.2.2 軟件系統(tǒng)的總體設計
    5.3 軟件各功能模塊
        5.3.1 基本參數輸入模塊
        5.3.2 扭振分析模塊
        5.3.3 扭振模態(tài)分析模塊
        5.3.4 軸系部件故障診斷模塊
    5.4 軸系部件故障診斷系統(tǒng)應用
    5.5 本章小結
結論與展望
    1 主要研究結論
    2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文及參加科研課題

【參考文獻】

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本文編號：2871793