梁结构裂纹参数的识别方法

以Bernoulli-Euler梁振动理论为基础,引入断裂力学中能量释放率的概念,得到承弯梁出现横向裂纹时其固有频率的变化与裂纹参数的简化表达式,讨论梁裂纹参数、几何参数对固有频率的影响。利用这一表达式,提出一种识别裂纹位置和深度的数值方法,最后,用含裂纹等截面悬臂梁的实验验证所提方法。结果表明,在固有频率误差较小的情况下,文中方法可给出梁结构中裂纹位置和深度,可为更精确的局部探伤指出探测范围。     

悬臂梁裂纹参数的识别方法

以梁振动理论作为基础 ,将含裂纹梁的振动问题转化为由弹性铰联接两个弹性梁系统的振动问题 ,得到理论计算含裂纹梁振动频率的特征方程。由此特征方程计算得到裂纹深度参数和位置参数变化时悬臂梁振动固有频率的变化规律。利用计算裂纹悬臂梁振动固有频率的特征方程 ,提出一种辩识裂纹深度和位置参数的数值计算方法。并通过对模拟悬臂梁裂纹的分析说明文中方法的有效性。     

利用传递矩阵法对阶梯悬臂梁的裂纹参数识别

基于Bernoulli-Euler梁振动理论,以等效弹簧模拟裂纹引起的局部软化效应,利用传递矩阵法推导阶梯悬臂梁振动频率的特征方程,对于含多个裂纹以及复杂边界条件的阶梯梁,仅需求解4×4的行列式即可获得相应的频率特征方程。直接利用该特征方程,提出两种有效估计裂纹参数的方法———等值线法和目标函数最小化法,并应用两段阶梯悬臂梁的数值算例说明方法的有效性。算例结果表明,只需结构前三阶频率即可识别裂纹位置和深度。应用“零设置”可减小计算频率与理论频率不相等对识别结果的影响。等值线法可以直观给出裂纹位置和裂纹深度参数,目标函数最小化法可给出最优的裂纹参数结果,并且该方法可推广应用到含多个裂纹复杂梁(如非完全固支、弹性支撑等)结构的裂纹参数识别中。     

轴结构件的裂纹参数识别

在带有裂纹的轴结构件中 ,当裂纹较小时轴的裂纹参数与其固有频率的变化率相关联。为此计算轴结构件固有频率的变化率去识别裂纹位置和深度 ,从而为轴结构件的改进设计及带裂纹的轴结构件剩余寿命的估算提供理论依据     

基于固有频率的呼吸式裂纹梁损伤识别方法

将呼吸裂纹梁简化为由扭转弹簧连接的两段弹性梁,在假定振动响应随振幅变化的基础上推导出呼吸裂纹梁的固有频率方程;考虑振动过程中呼吸裂纹的开合情况,假定裂纹梁的刚度是振幅的非线性函数,建立了呼吸裂纹梁的多项式刚度模型;结合等高线裂纹识别理论和方法,提出了一种基于固有频率的呼吸裂纹梁损伤识别方法,算例验证了方法的可行性与有效性。研究表明,该方法的识别精度取决于实验固有频率的精度。     

一种新的复模态参数识别方法

介绍一种在微机上简单、快速地实现复模态参数识别的新方法。该方法所编制的程序应用于实际结构振动系统参数识别,取得较满意的结果。     

疲劳裂纹对悬臂梁振动特性影响的理论分析

研究了疲劳裂纹对悬臂梁的固有频率及强迫振动响应的影响,使用余弦函数描述疲劳裂纹的开合过程。计算结果表明,疲劳裂纹不仅使悬臂梁的固有频率下降,而且引起非线性强迫振动响应。     

刚性体惯性参数识别方法研究

为快速精确获取刚性体惯性参数,对基于频响函数的刚性体惯性参数识别方法展开了研究。首先,对惯性参数识别算法进行了研究,并借助多体动力学仿真分析进行了验证;其次,深入分析了影响该识别方法精度的主要因素和影响规律,分析表明激励点和响应点的坐标误差以及激励方向对识别精度影响较大;最后,完成了惯性参数识别实验装置的设计,并进行实验研究。实验结果表明：刚体质量以及质心位置识别精度在4%以内,转动惯量以及惯性积识别精度均在10%以内,识别精度和效率满足工程实际需求。     

表面淬火裂纹的有效识别方法

淬火裂纹是一种无法补救的热处理缺陷，若不能及时发现，将会带来更加严重的后果。多年的现场经验告诉我们：酸洗是一种便捷有效的方法，无需专用设备，对工件的表面粗糙度也无特殊要求。其具体作法如下：     

齿轮疲劳裂纹特征及诊断方法

本文以齿轮为研究对象，对齿轮齿根裂纹的表现特征及其诊断方法进行了研究，综合运用多种方法对齿轮振动信号进行了分析，成功地识别出了齿轮裂纹的存在。     

阶梯悬臂梁的双裂纹参数两步识别法

以等效弹簧模拟裂纹引起的局部软化效应,应用Bernoulli-Euler梁理论建立双裂纹阶梯悬臂梁的振动特征方程.鉴于方程含有较多的未知量,提出联合小波变换和结构测量频率的裂纹参数识别两步法.首先,含裂纹悬臂梁的一阶模态作为信号用于连续小波变换,通过小波系数的局部极值可以清楚地确定结构的裂纹位置.其次,将识别得到的裂纹位置代入双裂纹阶梯悬臂梁的特征方程,最后通过绘制两个裂纹的等效柔度的等值线图,通过交点确定满足特征方程的两个裂纹的等效柔度,并进一步确定裂纹深度.最后利用数值算例验证该方法的有效性.     

齿轮裂纹故障诊断方法综述

针对齿轮传动的重要性,简要分析了齿轮裂纹的故障机理,介绍了正常齿轮和裂纹故障齿轮振动信号的特点及其特征提取方法;重点对一些常用的齿轮裂纹故障诊断方法进行了综述,总结了各种方法的应用现状及其优缺点;简述了当前齿轮裂纹故障诊断领域可能存在的重点和难点问题,并针对不同的问题提出了可能的解决方法和技术路线,为该领域的研究和发展提供了一定参考价值。     

基于振动能量流的含呼吸裂纹悬臂梁非线性振动特性研究

裂纹是重大悬臂梁结构中常见的一种损伤形式,尽早识别损伤裂纹对于提高安全性、避免事故发生等具有重要意义,但传统基于位移的振动分析方法对小裂纹并不敏感。为此,引入振动能量流分析方法,建立了含呼吸裂纹的悬臂梁振动能量流模型,重点仿真分析了裂纹深度和位置对系统瞬时耗散和输入能量的影响,揭示了微小裂纹产生的亚谐波和超谐波非线性振动现象。结果表明,论文所研方法比传统方法对小裂纹更敏感,从而为裂纹早期识别提供了一种新途径。     

计算含裂纹圆截面梁振动的有限元法

通过计算圆形截面裂纹的应力强度因子,并对其积分,导出了含裂纹梁单元的元素刚度矩阵,提出了计算含裂纹圆截面梁振动的有限元法。算例表明,本文的结果与其他研究者的结果吻合良好。本文的方法为含裂纹转子的振动监测与诊断的研究提供了一个基础。     

基于Hilbert变换的裂纹叶片时变物理参数识别

为了获得准确的时变物理参数以便于建立模型和故障诊断,将基于Hilbert变换的方法用于裂纹叶片的参数识别。将裂纹悬臂梁的一阶弯曲振动简化为一个具有时变刚度和阻尼的单自由度系统,并搭建实验台,用Hilbert变换分析实验测得响应信号和激励信号得到时变刚度和阻尼,实验结果验证了该方法的有效性。根据识别结果进一步对原有物理参数模型进行修正,并在一定范围内研究新模型中参数随外界条件的变化情况。数值计算结果表明,由修正后的模型得到的系统响应特性与实验观察到的现象一致。     

ICA在模态参数识别和故障诊断中的应用

模态参数识别是故障诊断中的常用手段之一。通过独立分量分析(ICA)技术将结构的自由振动响应信号分解为若干个解耦的单自由度信号,进而结合Hilbert变换识别模态参数。通过数值仿真分析了不同ICA算法在不同工况下识别结构模态参数的可行性,并将识别精度较高的二阶盲辨识(SOBI)方法应用于悬臂梁裂纹故障实验。实验结果表明,裂纹故障产生时结构的各阶固有频率都存在不同程度的降低,且高阶固有频率降低的尤为明显,为机械设备故障诊断提供了有力的参考依据。     

利用小波变换的双裂纹悬臂梁参数识别实验研究

将小波变换直接用于含裂纹悬臂梁的不同模态,利用小波系数在空间域上的突变指示裂纹位置,通过定义集中因子标定裂纹深度。并分析和讨论了悬臂梁前四阶模态对损伤的敏感性。通过本文的实验研究,检验了sym4小波在工程应用中的适用性,并指出二阶模态是较为敏感的损伤信息,有助于提高缺陷识别的精度和可靠性。     

裂纹悬臂梁的扭转弹簧模型及其实验验证

将含裂纹悬臂梁转化为由扭转弹簧联接两段弹性梁构成的连接体,得到理论计算含裂纹梁振动频率的特征方程。确立了求解裂纹梁固有频率的数值计算流程．计算得到了裂纹深度和位置变化时裂纹悬臂梁振动固有频率的变化规律。进行了裂纹悬臂梁的弯曲振动台架实验,验证了本文提出的扭转弹簧模型及固有频率数值计算方法的有效性。     

旋转机械振动故障诊断的图形识别方法研究

我国近年来的旋转机械逐渐发展为大型机械,在这种发展趋势下人们开始重视对振动故障的诊断方法进行研究,在深入研究后探索出了一系列用人工识别图像来实现旋转机械振动故障诊断的方法。本文主要分析了旋转机械振动故障的机理、故障的特点以及几种图形识别方法。经过多种试验证明图形识别方法的科学可行性,值得在今后的实际操作中得到运用和发展。