基于HSMM和EEMD的熔融沉積成型3D打印過程故障診斷研究.pdf

1、論文課題來源于國(guó)家基金項(xiàng)目“熔融沉積成型3D打印的聲發(fā)射監(jiān)控理論與方法研究”（編號(hào):51675481）。本文針對(duì)熔融沉積成型3D打印過程，以聲發(fā)射技術(shù)作為信號(hào)檢測(cè)手段，結(jié)合EEMD(Ensemble Empirical Mode Decomposition)信號(hào)處理方法和HSMM(Hidden Semi Markov Model)故障狀態(tài)識(shí)別方法，圍繞產(chǎn)品缺陷檢測(cè)以及同步帶齒故障狀態(tài)診斷展開研究，旨在提出一種切實(shí)可行的熔融沉積成型3D打

2、印過程故障診斷方法。論文的主要工作內(nèi)容包括:
　　(1)分析了熔融絲料的粘結(jié)機(jī)理，在對(duì)熔融沉積成型分層破壞力學(xué)模型進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合絲料的粘結(jié)機(jī)理研究了產(chǎn)品缺陷狀態(tài)的故障演化過程;對(duì)同步帶的受力情況進(jìn)行分析，得到其應(yīng)力模型，結(jié)合熔融沉積成型3D打印機(jī)的工作特點(diǎn)探究了同步帶齒健康狀態(tài)的故障演化過程;對(duì)熔融沉積成型3D打印過程中的聲發(fā)射源進(jìn)行分析，以實(shí)際采集到的聲發(fā)射信號(hào)說明熔融沉積成型3D打印過程中聲發(fā)射技術(shù)的可用性。
　

3、　(2)闡述了EMD的基本原理和算法，分析了EMD方法的缺陷，在對(duì)EMD的改進(jìn)算法EEMD進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，提出了基于EEMD的熔融沉積成型3D打印過程故障聲發(fā)射信號(hào)處理方法，基于試驗(yàn)采集到的故障聲發(fā)射信號(hào)驗(yàn)證了EEMD方法的抗混疊性，使用相關(guān)系數(shù)方法對(duì)EEMD分解得到的有效IMF分量進(jìn)行篩選，分析有效IMF分量的能量特征，證明了EEMD方法分解熔融沉積成型3D打印過程故障聲發(fā)射信號(hào)的有效性。
　　(3)研究了HSMM的基本原理和