收藏本站
《沈阳工业大学》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于应力波与小波分析的低速滚动轴承故障诊断研究

卜楠楠  
【摘要】:低速滚动轴承结构和工作条件特殊,故障机理复杂,诊断难度较大。本文根据低速滚动轴承的故障特性,提出了利用应力波与小波分析进行低速滚动轴承故障诊断的方法。应力波技术作为一种新型动态检测方法,已在故障诊断中得到初步应用。对低速滚动轴承故障产生的应力波特点及其传播规律的透彻了解是检测轴承局部损伤的关键,同时应力波信号处理对故障诊断至关重要。目前对这两方面的研究仍面临着许多亟待解决的问题。本文在国家自然科学基金“基于应力波和计算智能的低速旋转机械故障健康监测与故障诊断研究”课题基础上进行了深入而又有针对性的研究。 首先,本文以低速运转Cooper轴承系列01B65EX滚子轴承为例,建立了完好与故障低速滚动轴承的三维整体接触计算模型,运用有限元软件对其进行了比较全面、精确的分析,计算并比较了各种故障发生前后各元件的应力、应变及其接触应力分布。分析结果表明,通过观测应力变化规律可以判断低速滚动轴承是否存在故障以及故障发生的位置,从而为进一步研究基于应力波的低速滚动轴承故障诊断方法提供充分的理论依据。 其次,对小波分析的性质及其特征作了简要介绍,并重点研究小波分析在低速滚动轴承故障诊断中的应用。小波分析作为一种时频分析方法,通过调整窗口的长与宽可同时解决信号在时域和频域分辨率差的问题。本文根据小波分析以及应力波信号的特点,选择Debauchies小波对采集的数据信号进行小波特征提取。 最后,在应力波实验的基础上,选择db6母小波、尺度j=4对实验所采集的数据信号进行小波变换,变换后其成分D_3和D_4信号即为应力波特征信号,然后将D_3和D_4信号进行重构,去除其它频带的低频和高频噪声,提取了各种模拟故障的应力波信号特征频率。同时分析了各种模拟故障的幅值大小,发现当传感器放置在轴承座上时,润滑脂污染的应力波幅值最大,外圈故障次之,内圈故障最小,这正好与有限元分析得出的结论相对应,即外圈故障对外滚道表面应力应变变化规律的影响最大。
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TH133.3

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王楠;基于分形—小波的低速轴承磨损故障物理特征研究[D];东北大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 孙长城;基于应力波和小波分析的低速旋转机械故障诊断研究[D];沈阳工业大学;2006年
2 刘源泂;低速重载滚动轴承的状态监测与寿命预测方法研究[D];武汉科技大学;2006年
3 张新明;声发射技术在滚动轴承故障诊断中的应用[D];清华大学;2006年
4 刘华;基于复小波的共振解调在滚动轴承故障诊断中的应用研究[D];太原理工大学;2008年
5 廖传军;基于声发射技术的滚动轴承故障诊断时频分析方法研究[D];湖南科技大学;2008年
6 谭冰花;梅钢2#连铸机大包回转轴承的研究[D];东北大学;2008年
7 王亚光;应力条件下弹性波在材料中的传播规律[D];燕山大学;2012年
8 李虎;基于声发射技术的低速重载回转支承故障诊断实验研究[D];武汉理工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 于云满,胡萍,邵强,胡红英,赵志宇;小波分析及其在轴承振动诊断中的应用[J];大连大学学报;2002年06期
2 陈顺云,杨润海,王赟赟,赵晋明,许昭永;小波分析在声发射资料处理中的初步应用[J];地震研究;2002年04期
3 田增国,陈翠梅;基于小波分析的声发射信号处理[J];工业安全与环保;2002年08期
4 任国全,韦有民,郑海起;基于小波分析的轴承故障诊断研究[J];河北省科学院学报;2002年02期
5 于开平,邹经湘,杨炳渊;小波函数的性质及其应用研究[J];哈尔滨工业大学学报;2000年02期
6 胡自力,熊克,杨红;基于智能材料结构的几种损伤评价方法[J];航空学报;2002年01期
7 黄涛,张辉;AE技术对滚动轴承故障诊断的研究[J];石油化工高等学校学报;1996年01期
8 张立新,励争,苏先樾;小波变换理论在损伤探测中的应用[J];实验力学;2002年01期
9 王磊,袁慎芳;一种应用于结构损伤监测的新型应力波因子[J];压电与声光;2002年05期
10 赵飞鹏,吴晚云,郝保国;低速重载轴承的故障诊断[J];冶金设备;1999年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王利恒;周锡元;阎维明;;结构损伤检测方法的一些新进展[J];四川建筑科学研究;2005年06期
2 刘青峰;尹久仁;;神经网络智能诊断技术在混凝土结构中的理论实现与展望[J];四川建筑科学研究;2007年01期
3 肖烨;陈剑毅;易萍华;;自由度匹配技术在框架结构损伤识别中的应用研究[J];四川建筑科学研究;2011年02期
4 王素华,张伟林;斜拉桥斜索损伤分析中的小波变换研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年03期
5 潘茂贵,张伟林;桥梁结构检测中小波分析的应用研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年03期
6 黄磊;丁辉;;第一产业内部产值结构变化及主要驱动因子研究——以成都市为例[J];安徽农业科学;2008年24期
7 杨斌;余燕群;;西藏地区雷暴的气候特征及其变化规律[J];安徽农业科学;2011年02期
8 金华星;王冰;郭敏;林修栋;;滁州地区40年日照时数的变化特征分析[J];安徽农业科学;2011年26期
9 马飞,程遐年;害虫预测预报研究进展(综述)[J];安徽农业大学学报;2001年01期
10 李秀地;郑颖人;徐干成;;爆炸荷载作用下地下结构的局部层裂分析[J];地下空间与工程学报;2005年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱成华;;基于USB总线的弧焊电参数虚拟检测分析系统设计[A];制造业数字化技术——2006中国电子制造技术论坛论文集[C];2006年
2 党丽华;高志明;韩夏冰;毕慧超;;Q235钢的大气腐蚀电化学噪声小波包分析[A];中国腐蚀电化学及测试方法专业委员会2012学术年会论文集[C];2012年
3 王树彬;黄鹤;韩笑冬;王执铨;;一种基于细化故障的容错控制设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 杜健;费保俊;刘颖;潘高田;姚国政;;基于神经网络的导航装备维修能力评估研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
5 曹宗杰;金延中;唐健;于洋涛;陈荣明;;基于结构动力学对某型机翼结构损伤识别的研究[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)下册[C];2011年
6 程载斌;王志华;马宏伟;;结构损伤探测技术及研究进展[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年
7 王礼立;朱珏;赖华伟;;冲击动力学研究中实测波信息的解读分析[A];第八届全国冲击动力学学术讨论会会议论文集[C];2007年
8 宋力;李文钊;;传感块动态力测试技术评估[A];第八届全国爆炸力学学术会议论文集[C];2007年
9 崔宝珍;王泽兵;潘宏侠;;小波包分析和模糊聚类方法在滚动轴承故障诊断中应用[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
10 宋力;胡时胜;;SHPB测试中的均匀性问题及恒应变率[A];Hopkinson杆实验技术研讨会会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马云;激光超声技术及其在高压声速测量中的应用[D];中国工程物理研究院;2010年
2 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 黄伟国;基于振动信号特征提取与表达的旋转机械状态监测与故障诊断研究[D];中国科学技术大学;2010年
5 姚锦宝;考虑土—结构动力相互作用的轨道交通引起的环境振动及隔振措施研究[D];北京交通大学;2010年
6 王丽君;基于信号处理的氢燃料发动机优化控制[D];解放军信息工程大学;2010年
7 白羽;梁、板、网架结构损伤诊断研究[D];昆明理工大学;2008年
8 郑华升;树脂基碳纤维智能层的功能特性及其机理研究[D];武汉理工大学;2010年
9 李诗高;立体影像压缩方法研究[D];武汉大学;2010年
10 吴云龙;GOCE卫星重力梯度测量数据的预处理研究[D];武汉大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 魏运飞;金属薄板的兰姆波成像检测方法研究[D];南昌航空大学;2010年
2 刘希花;曳引电梯机械振动系统的固有特性与动力学响应[D];山东科技大学;2010年
3 张磊涛;HHT在结构健康监测中的应用研究[D];浙江理工大学;2010年
4 李朋勇;基于全矢高阶谱的故障诊断方法及其应用研究[D];郑州大学;2010年
5 赵乐乐;在役桥梁结构健康诊断与寿命预测技术研究[D];郑州大学;2010年
6 吴国曾;实时信号小波分析中边界处理方法及应用[D];郑州大学;2010年
7 李卫鹏;正交小波变换支持向量数据描述方法在故障诊断中的应用研究[D];郑州大学;2010年
8 郑宁;离散分数阶Fourier变换算法的仿真研究及FPGA实现[D];郑州大学;2010年
9 王晓换;基于粗糙集和神经网络的故障诊断虚拟系统的研究[D];郑州大学;2010年
10 吴淼男;双相介质中导波问题研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李多田;张伟林;;结构无损检测与小波分析方法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年03期
2 焦敬品,李涌,何存富,吴斌,费仁元;压力管道泄漏的声发射检测实验研究[J];北京工业大学学报;2003年02期
3 李建伟,许宝杰;机电系统非平稳振动信号分析方法的研究[J];北京机械工业学院学报;2004年03期
4 吴艳,许宝杰,徐小力;声发射用于旋转机械故障诊断的实验研究[J];北京机械工业学院学报;2005年03期
5 高立新,韩金顺,张建宇,丁庆新,崔玲丽;基于小波分析的大型齿轮箱低速轴故障诊断[J];北京科技大学学报;2005年03期
6 黄承贤;弹性波法在岩土爆破工程中的应用[J];爆炸与冲击;1985年01期
7 黄安雅,陈兆能,朱继梅;人工神经网络在铁谱技术磨粒识别中的应用[J];传动技术;1997年01期
8 巫兆聪;分形分析中的无标度区确定问题[J];测绘学报;2002年03期
9 王慧,曾令可;分形理论及其在材料科学中的应用[J];材料开发与应用;2000年05期
10 谭达洲,马光,白秉三,俞秉义;特大型轴承滚动体的断裂研究[J];轴承;1984年06期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 张平;集成化声发射信号处理平台的研究[D];清华大学;2002年
2 程军圣;基于Hilbert-Huang变换的旋转机械故障诊断方法研究[D];湖南大学;2005年
3 周浩洋;波传播的单位分解有限元法[D];大连理工大学;2006年
4 高立名;功能梯度材料板中声表面波传播的分析[D];同济大学;2007年
5 邓庆田;压电杆结构的弹性动力学分析[D];湖南大学;2008年
6 吴占稳;起重机的声发射源特性及识别方法研究[D];武汉理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱忠奎;小波分析在变速箱齿轮故障诊断中的应用研究[D];合肥工业大学;2002年
2 郭建刚;有限变形弹性杆中波的波动行为及传播特性[D];太原理工大学;2003年
3 杨黎明;声发射技术用于段修货车轴承故障诊断研究[D];西南交通大学;2003年
4 周洪梅;输油管道中微弱应力波信号检测的研究[D];南京航空航天大学;2004年
5 周春健;基于小波变换的旋转机械故障诊断[D];南京航空航天大学;2004年
6 李爱民;三维弹性接触问题的数值模拟技术及其应用研究[D];西北工业大学;2004年
7 唐柱才;冲击载荷下结构动态屈曲的数值研究[D];大连理工大学;2004年
8 孙德平;起重机梁声发射技术无损检测研究[D];武汉科技大学;2004年
9 周正平;非均匀损伤介质中波的传播与反演[D];湖南大学;2004年
10 程红梅;损伤预应力钢筋混凝土介质中波的传播[D];湖南大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 胥永刚;冯明时;谢志聪;张建宇;;滚动轴承声发射特征的单分类方法及其应用[J];轴承;2012年09期
2 王燕燕;鲁五一;;基于声发射技术的铁路重载货车滚动轴承故障诊断研究[J];长沙航空职业技术学院学报;2013年02期
3 刘志军;陈捷;;回转支承的故障监测诊断技术研究[J];现代制造工程;2011年11期
4 张照煌;周纪磊;刘瑞华;;全断面岩石掘进机刀盘轴承受力分析[J];应用基础与工程科学学报;2010年S1期
5 赵元喜;胥永刚;高立新;崔玲丽;;基于谐波小波包和BP神经网络的滚动轴承声发射故障模式识别技术[J];振动与冲击;2010年10期
6 张玉奎;;声发射技术在设备故障诊断中的应用[J];装备维修技术;2012年03期
7 李力;曾德学;余新亮;;基于单片机的低速旋转机械转速测量系统设计[J];三峡大学学报(自然科学版);2012年06期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 张玉奎;周火青;;声发射技术在设备故障诊断中的应用[A];2012中国(唐山)绿色钢铁高峰论坛暨冶金设备、节能减排技术推介会论文集/推介指南[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 隋文涛;滚动轴承表面损伤故障的特征提取与诊断方法研究[D];山东大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵焕兴;基于DTCWT和ICA的直升机滚动轴承故障特征提取的研究[D];兰州大学;2011年
2 刘丹丹;盾构机用三排滚柱式回转支承有限元分析[D];河南科技大学;2010年
3 张进;基于时间—小波能量谱及交叉小波变换的振动信号分析[D];清华大学;2010年
4 翟保超;大型风电机组主轴轴承故障分析及疲劳寿命数值模拟[D];燕山大学;2011年
5 李建征;盾构机主轴承的有限元分析及寿命研究[D];河南科技大学;2011年
6 潘娟娟;滚动轴承微小故障的细化包络分析方法研究[D];河南科技大学;2011年
7 徐美玲;高强度截齿钢组织与性能的研究[D];西安工业大学;2012年
8 刘立群;海洋结构声发射预警技术应用研究[D];中国石油大学;2008年
9 常海;低速重载设备的随机共振故障诊断方法研究[D];北京工业大学;2009年
10 何金群;基于Duffing振子的低速重载设备故障诊断方法及应用[D];北京工业大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杜元虎,何成辉,王晓梅;小波理论与振动分析[J];东北林业大学学报;1997年03期
2 李金龙;小波变换方法及其应用[J];地震;2001年03期
3 李建平,张万萍,陈廷槐,徐问之;多种小波基应用性能分析(Ⅰ)[J];重庆大学学报(自然科学版);1998年02期
4 张雷洪,钟瑜,李郝林,李享荣,朱继梅;小波分析法在变速机械故障诊断中的应用[J];华东工业大学学报;1997年01期
5 胡自力;含表面缺口复合材料层压板的屈曲破坏[J];航空学报;2000年01期
6 马建仓,吴启彬,罗磊;小波包分析在旋转机械冲击故障诊断中的应用研究[J];机械科学与技术;1998年02期
7 刘华,蔡正敏,王跃社,王铁军;小波包算法在滚动轴承的在线故障诊断中的应用[J];机械科学与技术;1999年02期
8 钟秉林,颜廷虎;基于基因遗传算法的概率因果诊断模型[J];机械工程学报;1995年06期
9 徐金梧,徐科;小波变换在滚动轴承故障诊断中的应用[J];机械工程学报;1997年04期
10 马宏伟,杨桂通;结构损伤探测的基本方法和研究进展[J];力学进展;1999年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈长征;孙长城;费朝阳;周勃;;基于应力波的低速滚动轴承故障诊断新方法研究[J];机械强度;2007年06期
2 王楠;陈长征;孙长城;勾轶;;低速滚动轴承故障诊断方法研究[J];机械科学与技术;2007年09期
3 邢心魁;谢异同;吴敏哲;;桩身材料阻尼对波传播特性影响的小波分析方法[J];世界地震工程;2006年01期
4 刘春光;谭继文;张驰;;基于小波分析的滚动轴承的故障特征提取技术[J];机械工程与自动化;2010年02期
5 王艳;;基于小波分析的砖瓦机械滚动轴承故障诊断[J];砖瓦世界;2007年05期
6 雷文平;韩捷;孙俊杰;董辛旻;;小波—能量算子解调法的滚动轴承故障诊断[J];武汉理工大学学报;2008年05期
7 宗琦;岩石内爆炸应力波破裂区半径的计算[J];爆破;1994年02期
8 江峥;基桩反射波法检测误判分析与控制[J];广东土木与建筑;2000年02期
9 周尚志;王丽华;徐泽沛;;钢筋混凝土桩断裂损伤的一种识别方法[J];公路交通科技(应用技术版);2006年01期
10 邢心魁,吴敏哲,谢异同;样条小波在基桩完整性检测中的应用[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵统武;刘寿康;;MF型采矿接杆钎能量传递特性研究[A];岩石破碎理论与实践——全国第五届岩石破碎学术会论文选集[C];1992年
2 贾宏志;华劲松;彭其先;谷岩;董玉斌;;低强度冲击载荷下氢化锂中的应力波测量[A];第三届全国爆炸力学实验技术交流会论文集[C];2004年
3 徐海斌;钟方平;李焰;林鹏;熊琛;;Hopkinson压杆校准加速度传感器的计算分析[A];第八届全国冲击动力学学术讨论会会议论文集[C];2007年
4 史海文;赵寿根;姚军;;球、板冲击在支柱上响应的试验研究[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
5 王自平;骆英;;基于应力波响应的1-1型OPCM传感元件静/动态标定方法研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
6 周同岭;田建胜;翁家杰;杨秀甫;;扩壶爆破的孔口应力场及孔口保护[A];矿井建设与岩土工程技术新发展[C];1997年
7 刘杰;徐晨;褚世洪;;应力波波速与超声波波速关系的探讨[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2003年
8 方秦;钱七虎;;应力波与带软衬垫的地下结构动力相互作用[A];钱七虎院士论文选集[C];2007年
9 吴剑锋;;药壶爆破在工程上的合理应用[A];岩石破碎理论与实践——全国第五届岩石破碎学术会论文选集[C];1992年
10 佟富强;张飞虎;陈光军;顾立志;孙鹏;;振动切削中应力波对裂纹及成屑机理影响研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报通讯员 阳雄 周振彦;李建平:我要让世界颤动一下[N];科技日报;2002年
2 ;最佳钻岩方法[N];中国水利报;2001年
3 阳雄;李建平:前沿课题敢“弄斧”[N];解放军报;2002年
4 李水根;动态冲击可了解骶骨骨折机制[N];健康报;2006年
5 记者 徐斌;重庆紧缺人才招聘会昨在香港举行[N];重庆日报;2005年
6 耕夫;无涯之旅[N];文艺报;2006年
7 兆民;混凝土无损检测技术[N];中国水利报;2003年
8 赵维光;古树保护用上卫星定位系统[N];文汇报;2008年
9 本报记者 李其碧;自我加压全力以赴拓市场[N];西南电力报;2009年
10 健康时报记者 王志胜;男人39岁开始易心梗[N];健康时报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 任宝生;碎屑岩储层建模方法研究[D];西南石油学院;2005年
2 刘育明;动态过程数据的多变量统计监控方法研究[D];浙江大学;2006年
3 陈柳;小波分析和神经网络应用于大气污染预测的研究[D];西安建筑科技大学;2006年
4 张征平;异步电动机早期故障检测的小波分析方法研究[D];华南理工大学;2002年
5 廖忠;小波网络及其在水轮机调节系统中的应用研究[D];河海大学;2005年
6 陈世国;数字核仪器系统中高斯成形滤波的设计与实现[D];四川大学;2005年
7 李登高;基于小波的多分辨率数字几何造型技术的研究[D];清华大学;2006年
8 佟伟民;股指期货交易中操纵行为识别方法研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
9 何峰江;声反射成像测井仪器仿真及波形处理技术研究[D];石油大学(北京);2005年
10 张健;提高制浆蒸煮过程纸浆Kappa值软测量精度的研究[D];华南理工大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 程锦生;低速机械早期故障应力波信号捕捉与分离技术研究[D];沈阳工业大学;2008年
2 孙长城;基于应力波和小波分析的低速旋转机械故障诊断研究[D];沈阳工业大学;2006年
3 卜楠楠;基于应力波与小波分析的低速滚动轴承故障诊断研究[D];沈阳工业大学;2005年
4 金山;管道检测的实验与分析方法研究[D];北京工业大学;2002年
5 苏自武;YZX127型液动锤产生的应力波及其传播研究[D];成都理工大学;2005年
6 白玉柱;煤岩冲击劈裂效应的力学分析及试验研究[D];太原理工大学;2003年
7 林文树;应力波与超声波在木材内部缺陷检测中的对比研究[D];东北林业大学;2005年
8 王蕊;轴向撞击弹性直杆屈曲的实验和理论研究[D];太原理工大学;2005年
9 蔡继红;利用应力波测定涂层结合强度的研究[D];天津大学;2005年
10 陈乾堂;基于应力波传播理论的齿轮动应力分析[D];西北工业大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026