通信设备结构故障识别技术分析

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1、北京邮电大学硕士学位论文1．1选题背景第一章绪论随着社会的进步，科技和经济的迅猛发展，人类开发自然和改造自然的规模和力度在不断加大，现代工程结构向着大型化、复杂化的方向发展，大型工程结构的健康监测日益受到关注与重视。工程结构与人一样，也有寿命，即使用寿命。在其使用寿命周期内，由于受到各种载荷的作用，尤其是各种突发的自然灾害(如台风、地震、雷电等)作用时，工程结构也会“生病’’，即产生一定的结构损伤。随着时间的推移，结构损伤日积月累，加上材料本身的不断老化，致使强度不断降低，使得结构不能再承受载荷，最终导致结构局部破坏乃至整体崩溃达到生命的终点。大型复杂工程结构一

2、旦出现事故带来的损失和影响是非常严重的。1983年6月28日凌晨一点钟，美国康涅狄格洲(Connecticut)的Mianus江高速公路大桥突然倒塌，桥上的数部车辆随即堕入江中，造成三人死亡和三人受伤【l】。幸好事故发生的时间是凌晨，如在白天发生时，引起的后果难以想象。造成大桥倒塌的主要原因是桥的腐蚀和交通循环载荷引起的疲劳。1988年4月28日，美国一家航空公司的一架波音737客机，在夏威夷(Hawaii)二万四千英尺高空，外壳突然断裂，造成六十九人受伤和一名乘务员被甩出飞机。事故是由壳体的裂纹引起的【2】。1980年3月27日，英国北海的一座海上石油平台Al

3、exanderL．Kielland号发生倾覆事故，导致121人丧生。事后调查事故发生的原因是：平台撑杆处的水声器支座出现的疲劳裂纹发生扩展，致使撑杆折断破坏，并导致与所支撑的承重腿相连的其它五根撑杆也因过载而破坏，随后承重腿失稳，平台失去衡，最终倾覆【3】。这些惨痛的工程事故使人们意识到，广泛地开展设备状态监测和故障诊断工作，选择合理的设备维修体制，有利于促进设备的安全运行，及时正确的评估设备在使用寿命周期内的损伤，对于预防重大的工程事故有着重要的现实意义。对于重要的设备，我们必须对它进行不断的检测，及时发现其故障的部位及损伤程度，以便采用适当的措旅予以修复、加

4、固，防止损伤的积累和加剧，这一过程即可称为故障识别。北京邮电大学硕士学位论文1．2设备故障识别技术的现状与进展设备故障识别技术是建立在基本理论、物理机制、数学方法、技术手段和组织管理等方面的一个新技术，主要就是为了对设备实现预测维修，通过监测获得设备的运行状态，根据获得的状态判断设备运行是否正常，如果不正常，经过分析与判断，指出故障部位和故障原因，便于管理人员维修；或者在故障未发生之前，预测可能的发生故障，便于管理人员尽早采取措施，避免发生故障。设备维修体制的发展【4】大致可以分为三个阶段：(1)事后维修：又称不足维修。即设备损坏以后才维修。这种维修方式的缺点是

5、：如果要产生废品则废品已经产生；如果要引发事故，则事故己成为现实；坏了之后才考虑维修所需的各种器件，势必延长停机时间，增加生产损失；坏了才修，机器可能受到过度损伤，也会增加维修费用。(2)定期维修：我国的定期维修体制是50年代中期从苏联大量引进设备和技术的同时引进的维修方式。以时间为依据，实现定期小修、中修、大修，在很大程度上防止了事故的发生。但在实践中常常出现两种情况，其一是维修时间尚未到达，设备己经出现了故障，这实质上和事后维修没有区别，也称为维修不足。其二是维修时间虽已到达，但设备还完好无损，于是也只好依据维修制度进行维修。这样一来，不该停机停下来了，不该

6、拆换的拆换了，甚至在维修中造成人为的新的故障。显然这种情况下的维修是多余的，称为过剩维修。维修不足和过剩维修都会造成很大的经济损失，严重影响生产安全。为了避免这两种情况，出现了预测维修。(3)预测维修：随着电子技术和计算机技术的发展，设备也变的更加复杂，对设备安全可靠运行的要求也越来越高。利用计算机连续或定期监测设备状态，诊断设备故障，判定故障类型、部位、严重程度、变化趋势，使维修人员能在维修之前作好有关准备，做到该修才修，如果要修，也是有针对性的维修。预测维修体制是保障设备经济安全运行的最佳维修体制。设备故障识别技术主要就是为了满足预测维修的需要，通过各种监测

7、手段，判别其工作是否正常；如果不正常，经过分析与判断，指出故障部位，找出故障原因，便于管理人员维修；或者在故障未发生之前，指出可能发生的故障及解决方案，便于管理人员尽早采取措施，避免发生故障。如何有效的识别结构的损伤，国内外专家均做了大量研究。2北京邮电大学硕上学位论文1．3结构损伤识别技术的研究进展结构探伤最早被应用于机械、航空领域。对于由连杆、轴承、齿轮等一系列零件组成的大型机械，人们很早就开始对它们进行结构故障诊断。后来在20世纪60年代初期，由于航空、军工的需要，结构的损伤检测发展起来，并发展了一系列的无损检测技术【51。50年代以后，随着计算机技术、信

8、息技术和人工智能等学科的