發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)振動(dòng)故障診斷的硬軟件系統(tǒng)與集成.pdf

1、現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)振動(dòng)對(duì)適航性和結(jié)構(gòu)完整性影響巨大，以轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)超標(biāo)為主要特征的整機(jī)振動(dòng)故障會(huì)導(dǎo)致多個(gè)重要零部件產(chǎn)生振動(dòng)損傷，嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性，甚至導(dǎo)致機(jī)毀人亡的重大事故。近年來，航空發(fā)動(dòng)機(jī)在新機(jī)研制、服役期維護(hù)和大修的不同階段，對(duì)整機(jī)振動(dòng)的要求越來越嚴(yán)格。
　　航空發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)振動(dòng)故障往往是以異常振動(dòng)的形式表現(xiàn)出來?；谡駝?dòng)的故障診斷技術(shù)是解決航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)振動(dòng)故障問題的重要途徑。結(jié)合航空發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子-支承系統(tǒng)的具體結(jié)

2、構(gòu)與運(yùn)行特點(diǎn)，研究其整機(jī)振動(dòng)故障診斷方法，對(duì)于快速有效地判斷故障的發(fā)生、對(duì)故障類型進(jìn)行正確識(shí)別、對(duì)故障發(fā)生原因進(jìn)行溯源、進(jìn)行必要的故障復(fù)現(xiàn)，進(jìn)而對(duì)故障排除提出建議有著重要的意義。
　　本文以航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模型試驗(yàn)臺(tái)和故障模擬試驗(yàn)器為物理對(duì)象，針對(duì)經(jīng)常發(fā)生的幾類主要的航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)振動(dòng)故障進(jìn)行分析，研究了其振動(dòng)信號(hào)的硬件測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)成、振動(dòng)信號(hào)的分析方法、故障特征的提取方法。借鑒指導(dǎo)教師提出的基于模型的定量診斷理論，創(chuàng)新性地研究了

3、航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)振動(dòng)定量診斷技術(shù)，即在系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析與仿真的基礎(chǔ)上進(jìn)行整機(jī)振動(dòng)故障的類型、位置和嚴(yán)重程度的定量診斷，形成了航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)振動(dòng)故障診斷系統(tǒng)。
　　航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)振動(dòng)故障診斷系統(tǒng)主要包括振動(dòng)監(jiān)測(cè)的硬件系統(tǒng)、基于MATLAB平臺(tái)的分析和診斷算法軟件包。其中監(jiān)測(cè)硬件系統(tǒng)主要包括針對(duì)模型級(jí)、部件級(jí)和整車試驗(yàn)器的具體情況選擇適用的傳感器、配置合理的采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。算法軟件包主要包括:(1)固有特性分析軟件包:用于計(jì)算航

4、空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的固有特性（考慮不同支承條件下的臨界轉(zhuǎn)速和振型）;(2)振動(dòng)信號(hào)分析軟件包:對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)測(cè)試及仿真數(shù)據(jù)，進(jìn)行時(shí)域分析、FFT、HHT、小波變換等處理;(3)定量診斷分析軟件包:基于整機(jī)振動(dòng)故障的定性診斷和故障動(dòng)態(tài)仿真，進(jìn)行不同故障的定量識(shí)別（如碰摩位置確定、不平衡質(zhì)量識(shí)別、碰摩力和碰摩位置關(guān)系）。
　　本文旨在通過對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)振動(dòng)故障診斷系統(tǒng)的研究，形成一套較全面的航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)振動(dòng)故障診斷的軟硬件系統(tǒng)框架，并