轉(zhuǎn)子-滾動軸承耦合系統(tǒng)碰摩故障動力學(xué)分析與智能診斷.pdf

1、縮小轉(zhuǎn)靜間的間隙是航空發(fā)動機追求高性能的重要手段，但加劇了轉(zhuǎn)靜件間碰摩的可能性。目前碰摩故障已經(jīng)成為了航空發(fā)動機設(shè)計、制造和使用過程中的“攔路虎”，并對飛行安全造成了極大威脅。有鑒于此，本文針對航空發(fā)動機的碰摩故障，建立了轉(zhuǎn)子-滾動軸承耦合系統(tǒng)模型，進行了碰摩故障動力學(xué)機理分析，并在此基礎(chǔ)上，運用支持向量機實現(xiàn)了碰摩故障的智能診斷。 第一、本文針對實際航空發(fā)動機模型，在考慮滾動軸承非線性赫茲接觸和軸承徑向間隙的情況下，建立了含

2、不平衡-碰摩耦合故障的轉(zhuǎn)子-滾動軸承耦合系統(tǒng)動力學(xué)模型。利用時間波形圖、軸心軌跡圖、頻譜圖、三維瀑布圖、Poincaré圖、分岔圖等方法，討論了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)速度、軸承間隙、碰摩剛度、不平衡量和碰摩間隙等參數(shù)對系統(tǒng)響應(yīng)的影響，并研究了碰摩故障特征。 第二、研究了基于支持向量機的轉(zhuǎn)靜碰摩故障智能診斷。首先介紹了支持向量機的相關(guān)理論，然后利用ZT-3多功能轉(zhuǎn)子實驗臺和航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子實驗器，獲取了不同狀態(tài)下的碰摩故障樣本，基于碰摩機理

3、研究，利用倍頻分析方法，提取了碰摩故障的特征征兆，形成了實驗碰摩故障樣本庫。同時，利用含不平衡-碰摩耦合故障的轉(zhuǎn)子-滾動軸承耦合系統(tǒng)動力學(xué)模型仿真了不同轉(zhuǎn)速及系統(tǒng)動力學(xué)參數(shù)下的碰摩故障樣本，經(jīng)過特征提取后，形成仿真碰摩故障樣本。最后，利用仿真碰摩故障樣本對支持向量機進行了學(xué)習(xí)訓(xùn)練，利用實驗碰摩故障樣本進行了診斷分析。同時，對比了支持向量機和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能診斷結(jié)果，結(jié)果充分表明了支持向量機在航空發(fā)動機轉(zhuǎn)靜碰摩故障識別中的應(yīng)用潛力。