滾動(dòng)軸承裂紋故障聲發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生機(jī)理及其傳播特性研究.pdf

1、聲發(fā)射信號(hào)作為材料內(nèi)部能量釋放的一種彈性波，相較于振動(dòng)信號(hào)能夠更好地表征物質(zhì)和結(jié)構(gòu)內(nèi)部的狀態(tài)變化，特別是針對旋轉(zhuǎn)機(jī)械早期微弱故障的檢測具有其獨(dú)特的優(yōu)勢，使得聲發(fā)射技術(shù)廣泛應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的微弱故障診斷。然而作為聲發(fā)射技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用中的基礎(chǔ)，聲發(fā)射信號(hào)的產(chǎn)生機(jī)理及其傳播特性的研究還不夠深入。
　　本文主要進(jìn)行聲發(fā)射信號(hào)的機(jī)理研究，通過裂紋故障聲發(fā)射信號(hào)數(shù)學(xué)模型的建立研究典型故障聲發(fā)射信號(hào)的產(chǎn)生機(jī)理，提出將限元理論應(yīng)用于聲發(fā)射彈性波的傳

2、播特性仿真，進(jìn)行滾動(dòng)軸承中聲發(fā)射彈性波的傳播特性研究，最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證有限元波動(dòng)仿真的合理性和準(zhǔn)確性，具體研究工作如下:
　　(1)以材料的彈性力學(xué)和彈性應(yīng)變能釋放理論為基礎(chǔ)，研究滾動(dòng)軸承外圈裂紋擴(kuò)展的聲發(fā)射能量模型，通過能量轉(zhuǎn)換和時(shí)頻域變換理論得到滾動(dòng)軸承裂紋擴(kuò)展聲發(fā)射信號(hào)的時(shí)域數(shù)學(xué)模型。
　　(2)以彈性體中的波動(dòng)理論為基礎(chǔ)研究平面波在軸承外圈中的散射問題，提出將有限元理論應(yīng)用于彈性波的傳播特性仿真研究，通過區(qū)域和時(shí)域的

3、離散化求解進(jìn)行有限元瞬態(tài)波傳播特性的仿真分析，研究同一材料不同結(jié)構(gòu)中聲發(fā)射彈性波的衰減效應(yīng)，同時(shí)進(jìn)行不同材料平板以及帶裂紋平板的聲發(fā)射波動(dòng)仿真對比分析。通過有限元的波動(dòng)仿真驗(yàn)證材料屬性和結(jié)構(gòu)形式對于聲發(fā)射信號(hào)傳播特性的影響。
　　(3)以彈性波的波動(dòng)理論和分層介質(zhì)中的有限元理論為基礎(chǔ)，通過有限元波動(dòng)仿真研究聲發(fā)射彈性波在不同介質(zhì)中的耦合效應(yīng)以及介質(zhì)分界面上的傳播特性。以分層介質(zhì)中有限元波動(dòng)仿真為基礎(chǔ)結(jié)合聲源定位方法，進(jìn)行滾動(dòng)軸承聲