基于耦合壓電阻抗的轉(zhuǎn)子復(fù)合損傷識別方法研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)機(jī)械在工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用并在生產(chǎn)生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。研究旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障診斷技術(shù)，對于保障設(shè)備安全運(yùn)行、減少重大經(jīng)濟(jì)損失和避免災(zāi)難性事故的發(fā)生具有十分重要的意義。在結(jié)構(gòu)損傷檢測中，損傷定性檢測容易實(shí)現(xiàn)，即判斷是否發(fā)生損傷，而如何進(jìn)行定量檢測是結(jié)構(gòu)損傷檢測的難點(diǎn)。
　　轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)機(jī)械的核心部件。為了對轉(zhuǎn)子的損傷進(jìn)行定量檢測，本文將結(jié)構(gòu)彎曲剛度的變化值作為損傷指標(biāo)，基于系統(tǒng)阻抗值在結(jié)構(gòu)受不同程度損傷的情況下發(fā)生不同程度的

2、變化的原理，引入了壓電阻抗法和譜元法進(jìn)行建模。并研究了基于單壓電片阻抗的轉(zhuǎn)子損傷識別方法。
　　由于基于單壓電片阻抗的轉(zhuǎn)子損傷識別模型中靈敏度矩陣秩較低以及有效導(dǎo)納差值較少，本文提出了基于雙壓電片耦合阻抗的轉(zhuǎn)子損傷識別方法，以進(jìn)一步提高損傷識別精度。該方法通過增加一個(gè)壓電片及相關(guān)的電路，與轉(zhuǎn)子形成機(jī)電耦合，改變了原機(jī)電耦合系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性，這就使轉(zhuǎn)子的耦合阻抗與單壓電片阻抗不一致；同時(shí)由于兩壓電片位置的不同，將兩個(gè)壓電片先后激勵(lì)，

3、便能得到兩組線性獨(dú)立的靈敏度矩陣，提高了靈敏度矩陣的秩，增加了有效導(dǎo)納，從而改善了損傷識別算法方程組的病態(tài)逆問題，有利于損傷指數(shù)向量的求解。通過仿真分析發(fā)現(xiàn)，阻抗實(shí)部更容易反映結(jié)構(gòu)損傷變化。以上兩種方法仿真對比的結(jié)果表明，基于雙壓電晶片耦合阻抗的轉(zhuǎn)子損傷識別方法能更準(zhǔn)確地識別復(fù)合損傷的位置和程度。
　　最后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，分別采用基于單壓電片阻抗的轉(zhuǎn)子損傷識別方法和基于雙壓電片耦合阻抗的轉(zhuǎn)子損傷識別方法對同一轉(zhuǎn)子的復(fù)合損傷進(jìn)行了定