基于声发射信号的滚动轴承故障特征提取技术研究

《基于声发射信号的滚动轴承故障特征提取技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号密级公开UDC学位论文题目：基于声发射信号的滚动轴承故障特征提取技术研究研究生姓名：冯研研学科专业名称：航空宇航推进理论与工程研究方向：航空发动机强度、振动及噪声论文类型：应用研究申请学位：工学硕士指导教师姓名：艾延廷指导教师职称：教授指导教师单位：沈阳航空航天大学论文提交日期：2014年01月11日论文答辩日期：2015年03月07日沈阳航空航天大学2015年03月SHENYANGAEROSPACEUNIVERSITYTHESISFORMASTER’SDEGREEFAULTFEATUREEXTRACTIONTECHNOLOGYOFROLLINGB

2、EARINGBASEDONACOUSTICEMISSIONCandidate：YanyanFengSupervisor：YantingAiSpecialty:AeronauticalandAstronauticalPropulsionTheoryandEngineeringDate:March2015摘要在各种大型的旋转机械零部件中，滚动轴承是应用最为广泛也是最易发生损坏的零部件，其能否正常运行将会直接影响到整套设备的性能，滚动轴承的故障诊断对保持机械平稳运行和安全生产具有十分重要的意义，对旋转机械的滚动轴承进行状态监测与故障诊断是至关重要的，因此，寻找

3、最合适、最有效的降噪方法一直是滚动轴承故障诊断中的主要研究方向。滚动轴承初期故障的振动信号十分较弱且冲击能量较低，振动信号的信息往往被湮没在巨大的背景噪声中，由于声发射信号具有高频的特性，能够排除低频噪声的影响，而且声发射传感器接受的是材料本身释放的应变能，能够有效地检测滚动轴承早期故障，因此，本文采用声发射技术对滚动轴承故障进行诊断。本文针对N204型号的轴承开展滚动轴承故障诊断技术研究，搭建了滚动轴承故障模拟试验台，并通过试验台对外圈故障、内圈故障、滚动体故障、外圈-滚动体耦合故障四种情况分别进行了状态监测和故障类型诊断试验，并采集了相应的声发射信号

4、。本文提出了一种改进的小波阈值去噪法，这种方法综合了传统的硬阈值、软阈值去噪的优点，并且通过仿真信号分析表明改进小波阈值去噪法优于传统的硬阈值、软阈值，将改进小波阈值方法与局域均值分解法相结合对滚动轴承故障的声发射进行特征提取与故障诊断分析。本文将马氏距离与经验模态分解结合，首先对声发射信号进行小波去噪预处理，再对去噪后的信号进行经验模态分解，通过马氏距离准则提取与原始声发射信号相关性最大的分量，剔除与原始信号相关性最小的虚假分量，再对马氏距离选取出来的本征模态分量进行频谱分析，并且与对原始信号直接包络谱分析进行对比，通过实验验证该方法的有效性。关键词：

5、声发射信号；小波变换；马氏距离；经验模态分解；故障诊断IAbstractRollerbearingismostwidelyusedandmostpronetobedamagedinmechanicalequipments.Whethertherollerbearingcanrunnormallyisrelatedtothewholeequipmentsperformancedirectly.Faultdiagnosisofrollerbearinghasgreatsignificancetosafetyproductionandthemachinerun

6、ningsmoothly.Therefore,itisnecessarytofindthemosteffectivemethodtothefaultdiagnosisofrollerbearing.Vibrationsignalofearlyrollerbearingfaultisveryweakandtheimpactenergyisverylow,thevibrationsignalisoftensubmergedbystrongbackgroundnoise.Duetotheacousticemissionsignalhashighfrequenc

7、ycharacteristics,itcaneliminatetheeffectoflow-frequencynoiseandacousticemissionsensormaterialisacceptablefortheinternalreleaseofstrainenergy,caneffectivelydetectearlyfaultsofrollerbearing,Therefore,inthispaper,acousticemissiontechnologyisusedtofaultdiagnosisofrollerbearing.TheN20

8、4modelrollerbearingwasusedinthetechnolog