随机扰动下齿轮传动系统的非线性动力学与故障辨识研究
[Abstract]:Modern mechanical equipment, such as gearbox, robot, aero-engine, fan, pump and so on, put forward higher requirements for dynamic characteristics and safety of gear transmission system. In addition, fault diagnosis plays an important role in ensuring the safe operation of equipment, avoiding the occurrence of catastrophic accidents and reducing the heavy economic losses. The research on nonlinear dynamics and fault diagnosis of gear transmission system has been paid more and more attention by scholars at home and abroad. Therefore, the nonlinear dynamics and fault identification techniques of gear transmission systems with nonsmooth, nonlinear and randomness are studied in this paper. The main contents of this paper are as follows: 1. The Monte-Carlo method and the central limit theorem are used to simulate the random disturbances of gear meshing frequency, gear damping ratio, meshing stiffness, tooth side clearance and input torque. The stochastic nonlinear dynamic model of gear transmission system is established by considering the random disturbances such as gear meshing frequency, damping ratio, meshing stiffness, tooth side clearance, and the random disturbance caused by input torque. The nonlinear dynamic model of gear with wear failure under random disturbance is established. The dynamic equation is numerically analyzed by using the 4-5 order variable step Runge-Kutta method, and its validity is verified. By using time history curve, phase diagram, power spectrum diagram and Lyapunov exponent, the effects of internal parameters and random disturbances of external excitation on bifurcation and chaotic vibration of gear transmission system are discussed, and the load ratio, tooth frequency ratio are analyzed. The effects of random parameters such as damping ratio, tooth side clearance and meshing stiffness on the dynamic characteristics of the system under different working conditions are discussed, and how to match the parameters to make the system run stably. 4. Three non-feedback control methods, linear, nonlinear feedback control, applied periodic signal, applied constant load method and phase method, are used to effectively control or suppress the chaotic vibration in gear transmission system. Aiming at gear wear fault, this paper presents a fault identification method based on Symlets A wavelet family shape denoising and frequency slice wavelet transform. The simulation results are consistent with the experimental results, which verify the correctness of the wear fault model with tooth surface and the validity of the method. 6. In this paper, a fault identification method based on autocorrelation morphological filtering and empirical mode decomposition is proposed for pitting corrosion of rolling bearings. The effectiveness and superiority of this method are verified by experiments.
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TH132.41;TH17
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,本文编号:2153133
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