转子系统碰摩故障分岔特性的实验研究

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1、第9期马　辉等：转子系统碰摩故障分岔特性的实验研究1623第9期马　辉等：转子系统碰摩故障分岔特性的实验研究1623第9期马　辉等：转子系统碰摩故障分岔特性的实验研究1623转子系统碰摩故障分岔特性的实验研究*马　辉1，陈雪莲2，滕云楠1，闻邦椿1（1东北大学机械工程与自动化学院沈阳　110004;2辽宁交通高等专科学校信息工程系　沈阳　110122）摘　要：利用转子实验台，对单一碰摩和裂纹耦合碰摩故障进行模拟，采集故障转子系统的位移信号，利用关联维数对碰摩故障的敏感性，对两种故障进行时间序列分析

2、，得到关联维数随时间的变化曲线，通过曲线的峰值点粗略确定系统运动状态的突变区域。接着利用重排小波尺度图在这些突变区域，寻找运动状态的分岔点。结果表明结合关联维数和重排小波尺度图，可以快速准确的确定系统发生碰摩后运动状态的变化规律，进而可以更好的诊断早期碰摩故障。关键词：碰摩；转子系统；关联维数；重排小波尺度图；分岔中图分类号：TH165.3　　文献标识码：A　　国家标准学科分类代码：460.99Experimentalresearchonbifurcationcharacteristicsofro

3、torsystemwithrub-impactfaultMaHui1,ChenXuelian2,TengYunnan1,WenBangchun1（1.SchoolofMechanicalEngineering&Automation,NortheasternUniversity,Shenyang110004,China;2.DepartmentofInformationEngineeringLiaoningCommunicationCollege,Shenyang110122,China）Abstr

4、act：Singlerub-impactfaultandcouplingfaultwithcrackandrub-impactaresimulatedinatestrig.Thedisplacementsignalsarecollectedduringstartupinarotorsystem.Correlationdimensionsarecomputedfortimeseriesoftworub-impactfaultsusingthesensitivityofcorrelationdimen

5、siontorub-impactfault,thechangecurvesofcorrelationdimensionwithtimeareobtained,andthemutationregionsareroughlydeterminedfromthepeakvalues.Finally,bifurcationpointsareextractedfordifferentmutationregionsusingreassignedwaveletscalogram.Resultsshowthatwh

6、enrub-impactoccurs,thesystemmotionchangelawcanbeobtainedquicklyandaccurately;andearlyrub-impactcanbewellidentifiedbycombiningcorrelationdimensionwithreassignedwaveletscalogram.Keywords：rub-impact;rotorsystem;correlationdimension;reassignedwaveletscalo

7、gram;bifurcation第9期马　辉等：转子系统碰摩故障分岔特性的实验研究18091　引　　言机械设计中为提高旋转机械的输出功率，采用的措施之一，就是缩小旋转机械转定子间隙，从而导致转定子发生碰摩的几率大大增加[1]。对于大型、高速旋转机械而言，碰摩故障一般都是危害比较大的。目前国内学者对碰摩故障的分岔、混沌特性，已经做了大量理论研究[2-4]，但通过实验研究碰摩的分岔特性还比较少[5]。为了考察不同碰摩程度下，系统的分岔特性，本文利用转子实验台，模拟碰摩和裂纹碰摩耦合故障，利用互信息函数

8、法[6]确定延迟时间，Cao方法[7]来确定嵌入维数，进而用GP算法[8]计算关联维数。根据关联维数的变化，确定不同碰摩的分岔区域，最后利用重排小波尺度图，对不同分岔区域进行详细分岔点提取，通过分岔规律分析，判断系统碰摩的严重程度。2　连续小波变换及重排小波尺度图x(t)的连续小波变换为：(1)收稿日期：2008-12　　ReceivedDate：2008-12*基金项目：国家自然科学基金（50805019）、教育部新教师基金(200801451009)资助项目式中：为的共轭函数。