基于非线性输出频率响应函数的多裂纹转子故障诊断方法研究.pdf

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1、第36卷第6期兵工学报V01．36NO．62015年6月ACTAARMAMENTARIIJun．2015基于非线性输出频率响应函数的多裂纹转子故障诊断方法研究李志农，杜宜光，肖尧先(南昌航空大学航空制造工程学院，江西南昌330063)摘要：相对单条转子裂纹的故障诊断，多条裂纹的故障诊断更复杂，也更困难。以两条裂纹为例，将非线性输出频率响应函数(NOFRF)引入到具有两条裂纹转子系统的故障诊断中，提出了一种基于NOFRF的多裂纹转子故障诊断新方法，并且对比分析了两条裂纹不同夹角、不同裂纹深度下NOFRF值的变化情况。实验结果

2、表明，NOFRF值对裂纹故障具有很高的敏感性，根据NO．FRF值的变化情况，不仅能反映转子系统裂纹是否存在，还能反映两条裂纹之间的夹角、裂纹深度的变化情况。因此，利用NOFRF值，可以有效地监测转子系统中多条裂纹故障。关键词：动力机械工程；非线性输出频率响应函数；裂纹转子；故障诊断；裂纹夹角；裂纹深度中图分类号：0347．6；TH165．3文献标志码：A文章编号：1000．1093(2015)06．1096-08DOI：10．3969／j．issn．1000．1093．2015．06．019FaultDiagnosisMe

3、thodofRotorSystemwithMulti·crackBasedonNonlinearOutputFrequencyResponseFunctionLIZhi—nong，DUYi—guang，XIAOYao—xian(SchoolofAeronauticalManufacturingEngineering，NanchangHangkongUniversity，Nanchang330063，Jiangxi，China)Abstract：Thefauhdiagnosisofrotorsystemwithmulti．c

4、rackismorecomplexandmoredificultthanthefaultdiagnosisofrotorsystemwithsinglecrack．Thenonlinearoutputfrequencyresponsefunction(NO-FRF)isintroducedtofaultdiagnosisofrotorsystemwithtwocracks，andafaultdiagnosismethodofro．torsystemwithtwocracksbasedontheNOFRFiSproposed

5、．TheNOFRFvaluesoftwocrackswithdifferentcrackanglesandcrackdepthsarecompared．TheexperimentalresultsshowthattheNOFRFval-uesareverysensitivetodifferentcrackanglesanddifferentcrackdepths，andtheexistenceofrotorcrackfaultandthevariationofcrackangleandcrackdepthcanberefl

6、ectedbytheNOFRFvalues．Therefore．thesensitivityoftheNOFRFvaluestothecrackfaultcanbeefectivelyusedforthedetectionofarotorsystemwithmulti—cracks．Keywords：powermachineryengineering；nonlinearoutputfrequencyresponsefunction；crackedrotor；faultdiagnosis；crackangle；crackde

7、pth于发现、诊断困难，后果严重的故障特征。20世纪0引言7O年代据加利福尼亚电力研究所统计⋯，透平发电在与转子有关的各种故障中，裂纹故障具有难机组发生的23起故障中，有8起是低压转子轴和发收稿日期：2014-09-09基金项目：国家自然科学基金项目(51265039、51075372、50775208)作者简介：李志农(1966一)，男，教授。E—mail：lizhinong@tsinghua．org．on第6期基于非线性输出频率响应函数的多裂纹转子故障诊断方法研究电机轴横向裂纹引起，占故障总数的35％．同时，国然而，现

8、有的基于NOFRF的转子裂纹故障诊断内时常也有转子裂纹事件的报道，姚孟电厂在维修方法主要是针对转轴上具有单条裂纹展开的，对于时发现了一部电机的主轴上有3条裂纹，其中最深采用NOFRF对转子上具有多条裂纹的转子系统特的一条裂纹深度竞达到直径的2／3．涡喷六发动机性研究少有涉及。基于此，本文引入NOFRF理