基于光纤光栅的轴承内油压测量
发布时间：2021-05-19 11:35
油膜压力作为滑动轴承的重要参数之一,反映了转子系统的工作状态,测量油膜压力对滑动轴承的健康监测具有重要意义。当前轴承内油膜压力的测量主要依靠各类电学传感器以及光强型光纤压力传感器,本文针对目前油膜压力测量传感器受电磁干扰、复用性差且不能温度压力同时测量等缺陷,提出基于光纤布拉格光栅的油膜压力测量方法,设计了两种光纤光栅压力传感器用于轴承内油膜压力测量,同时利用光纤光栅温度传感器进行温度补偿,并结合有限元仿真及实验台实验进行油膜压力研究,论文主要工作如下:介绍了国内外轴承内油膜压力的研究现状,通过分析对比各种油膜压力传感器的优缺点,提出并设计两种用弹性橡胶封装的FBG油膜压力传感器,其中一种安装在轴承结构孔内被命名为插入式FBG传感器,另一种埋入式FBG传感器可直接嵌入轴承表面油槽中进行油膜压力测量,利用金属管封装的FBG温度传感器进行温度补偿。插入式FBG传感器灵敏度较高,而埋入式FBG传感器体积更小;结合有限元软件分析传感器工作原理,仿真传感器动、静态压力灵敏度,并研究影响传感器灵敏度的主要因素。实验标定传感器的灵敏度,并对传感器进行重复性测试。结果表明插入式FBG传感器在0
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 油膜压力国内外研究现状
1.2.2 光纤光栅传感器国内外研究现状
1.3 本文研究的目的和意义
1.4 本论文主要工作
第2章 光纤光栅压力传感器的设计
2.1 光纤布拉格光栅传感原理
2.1.1 光纤光栅应变传感特性
2.1.2 光纤光栅温度传感特性
2.2 光纤光栅解调方法研究
2.3 光纤光栅压力传感器结构设计
2.3.1 插入式光纤光栅传感器结构设计
2.3.2 埋入式光纤光栅传感器结构设计
2.4 光纤光栅传感器封装研究
2.5 光纤光栅的温度补偿研究
2.6 本章小结
第3章 光纤光栅压力传感器仿真及实验标定
3.1 光纤光栅传感器仿真研究
3.1.1 插入式光纤光栅传感器仿真研究
3.1.2 埋入式光纤光栅传感器仿真研究
3.2 光纤光栅传感器标定实验
3.2.1 插入式光纤光栅传感器压力标定实验
3.2.2 埋入式光纤光栅传感器压力标定实验
3.2.3 光纤光栅传感器温度标定实验
3.3 本章小结
第4章 油膜压力仿真研究
4.1 流体润滑理论基础
4.1.1 流体动压润滑形成机理
4.1.2 滑动轴承流体动力学方程
4.2 仿真模型建立
4.3 圆轴承油膜压力特性研究
4.3.1 偏心率对油膜压力特性的影响
4.3.2 转速对圆轴承油膜压力特性的影响
4.3.3 载荷对圆轴承油膜压力特性的影响
4.4 椭圆轴承油膜压力特性研究
4.4.1 偏心率对油膜压力分布的影响
4.4.2 转速对椭圆轴承油膜压力特性的影响
4.4.3 载荷对椭圆轴承油膜压力特性的影响
4.4.4 动载下椭圆轴承的油膜压力研究
4.5 本章小结
第5章 光纤光栅传感器油膜压力测量实验
5.1 油膜压力测量实验台
5.2 插入式传感器油膜压力测量实验
5.2.1 油膜压力测量研究
5.2.2 剪切力研究
5.3 埋入式传感器油膜压力测量实验
5.4 压力传感器振动敏感度测量
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]压力传感器发展现状综述[J]. 盛文军. 科技经济导刊. 2018(18)
[2]A new demodulation technique for optical fiber interferometric sensors with[3×3]directional couplers[J]. 刘亭亭,崔杰,陈德胜,肖灵,孙德兴. Chinese Optics Letters. 2008(01)
[3]径向滑动轴承油膜压力分析[J]. 孟繁娟,杜永平. 轴承. 2008(01)
[4]滑动轴承在大中型高压异步电动机上的应用[J]. 李贤明,纪明江,刘红雷. 电机技术. 2006(01)
[5]光纤光栅传感器的应用概况[J]. 姜德生,何伟. 光电子·激光. 2002(04)
[6]光纤光栅原理与应用(一)──光纤光栅原理[J]. 苑立波,FarhadAnsari. 光通信技术. 1998(01)
硕士论文
[1]基于振动和声发射的旋转机械故障诊断系统的研究与实现[D]. 黄晨.东南大学 2017
[2]基于压电薄膜传感器的可倾瓦轴承油膜动力特性研究[D]. 季超.上海交通大学 2015
[3]基于MEMS的滑动轴承动压油膜3D检测方法的研究[D]. 姚莉楠.河北工业大学 2014
[4]偏载动压滑动轴承实验台的研制及油膜压力的研究[D]. 邵琦.哈尔滨工业大学 2013
[5]基于压电薄膜传感器的滑动轴承动态油膜压力分布实时测量方法研究[D]. 孙加丰.上海交通大学 2013
[6]旋转机械故障机理与轴心轨迹识别方法研究[D]. 赵利华.大连理工大学 2010
本文编号：3195705
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 油膜压力国内外研究现状
1.2.2 光纤光栅传感器国内外研究现状
1.3 本文研究的目的和意义
1.4 本论文主要工作
第2章 光纤光栅压力传感器的设计
2.1 光纤布拉格光栅传感原理
2.1.1 光纤光栅应变传感特性
2.1.2 光纤光栅温度传感特性
2.2 光纤光栅解调方法研究
2.3 光纤光栅压力传感器结构设计
2.3.1 插入式光纤光栅传感器结构设计
2.3.2 埋入式光纤光栅传感器结构设计
2.4 光纤光栅传感器封装研究
2.5 光纤光栅的温度补偿研究
2.6 本章小结
第3章 光纤光栅压力传感器仿真及实验标定
3.1 光纤光栅传感器仿真研究
3.1.1 插入式光纤光栅传感器仿真研究
3.1.2 埋入式光纤光栅传感器仿真研究
3.2 光纤光栅传感器标定实验
3.2.1 插入式光纤光栅传感器压力标定实验
3.2.2 埋入式光纤光栅传感器压力标定实验
3.2.3 光纤光栅传感器温度标定实验
3.3 本章小结
第4章 油膜压力仿真研究
4.1 流体润滑理论基础
4.1.1 流体动压润滑形成机理
4.1.2 滑动轴承流体动力学方程
4.2 仿真模型建立
4.3 圆轴承油膜压力特性研究
4.3.1 偏心率对油膜压力特性的影响
4.3.2 转速对圆轴承油膜压力特性的影响
4.3.3 载荷对圆轴承油膜压力特性的影响
4.4 椭圆轴承油膜压力特性研究
4.4.1 偏心率对油膜压力分布的影响
4.4.2 转速对椭圆轴承油膜压力特性的影响
4.4.3 载荷对椭圆轴承油膜压力特性的影响
4.4.4 动载下椭圆轴承的油膜压力研究
4.5 本章小结
第5章 光纤光栅传感器油膜压力测量实验
5.1 油膜压力测量实验台
5.2 插入式传感器油膜压力测量实验
5.2.1 油膜压力测量研究
5.2.2 剪切力研究
5.3 埋入式传感器油膜压力测量实验
5.4 压力传感器振动敏感度测量
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]压力传感器发展现状综述[J]. 盛文军. 科技经济导刊. 2018(18)
[2]A new demodulation technique for optical fiber interferometric sensors with[3×3]directional couplers[J]. 刘亭亭,崔杰,陈德胜,肖灵,孙德兴. Chinese Optics Letters. 2008(01)
[3]径向滑动轴承油膜压力分析[J]. 孟繁娟,杜永平. 轴承. 2008(01)
[4]滑动轴承在大中型高压异步电动机上的应用[J]. 李贤明,纪明江,刘红雷. 电机技术. 2006(01)
[5]光纤光栅传感器的应用概况[J]. 姜德生,何伟. 光电子·激光. 2002(04)
[6]光纤光栅原理与应用(一)──光纤光栅原理[J]. 苑立波,FarhadAnsari. 光通信技术. 1998(01)
硕士论文
[1]基于振动和声发射的旋转机械故障诊断系统的研究与实现[D]. 黄晨.东南大学 2017
[2]基于压电薄膜传感器的可倾瓦轴承油膜动力特性研究[D]. 季超.上海交通大学 2015
[3]基于MEMS的滑动轴承动压油膜3D检测方法的研究[D]. 姚莉楠.河北工业大学 2014
[4]偏载动压滑动轴承实验台的研制及油膜压力的研究[D]. 邵琦.哈尔滨工业大学 2013
[5]基于压电薄膜传感器的滑动轴承动态油膜压力分布实时测量方法研究[D]. 孙加丰.上海交通大学 2013
[6]旋转机械故障机理与轴心轨迹识别方法研究[D]. 赵利华.大连理工大学 2010
本文编号：3195705
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3195705.html
