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故障旋转机械动力学及诊断技术中若干问题的研究

姚红良

  随着科学技术的进步和现代工业的发展,旋转机械在电力、能源、交通、国防和化工等领域中得到广泛应用并发挥着越来越重要的作用,对旋转机械动力特性的研究也逐渐得到了人们的重视。对于复杂的旋转机械系统,由于各种非线性因素及各种故障的影响,在振动剧烈时会发生机毁人亡的重大事故。因此,研究转子系统故障机理和诊断技术有着十分重要的意义,目前国内外研究学者在这些方面进行了大量的研究,已取得了丰硕的成果。深入分析某一型号旋转机械力学模型的动力学特性,有助于该种旋转机械的设计和使用,但是许多情况下,力学模型的建立要考虑参数的随机特性。实际的转子系统结构参数的随机性是由于工程材料特性、加工制造的原因以及使用环境的影响造成的,因此,即使是同一批生产的同一型号的转子系统,其实际结构参数仍具有一定的差异。分析各随机参数对旋转机械运行的灵敏度问题,可以得知哪些参数在设计、制造时需要严格控制,避免设计的盲目性;分析各随机参数对旋转机械故障特征的影响,可以得知在故障发生时,需要首先修改哪些参数,从而可以减小或根治该类故障。分析旋转机械运行的可靠性,可得知旋转机械各部件的安全程度,而对设计进行修正,避免意外故障的发生,此外还可以通过可靠性指标来评价整机的设计水平。因此,转子系统的灵敏度和可靠性分析在旋转机械的设计、生产、使用、故障维修处理等方面均有重要的应用价值。旋转机械的故障诊断对于旋转机械的安全运行和维护保养具有重要的意义,国内外的许多科技工作者致力于故障诊断的研究,在故障机理的分析、故障特征的提取、故障预测及推理、故障诊断等多个方面取得了显著的成果,并取得了重大的经济效益和社会效益。目前工业生产的发展要求故障诊断技术能够迅速地定量诊断出故障的具体位置以及故障的严重程度,因此国际上已兴起了旋转机械定量诊断技术的研究,并在单一故障的诊断中取得了成功。本论文的工作主要集中对旋转机械故障机理和定量故障诊断的研究,具体内容如下:……