动车组转向架健康评估及故障诊断

发布时间：2023-01-04 19:07

　　高速重载是我国铁路运输既定的发展战略,现有的、在建的和未来规划的高速铁路和动车组列车已成为“高速”战略的重要组成部分。高速转向架作为动车组列车的关键部分,既是动车组平稳运行的安全部分,也是承受列车复杂交变载荷作用的动载组件。研究动车组转向架服役状态的健康管理及故障诊断一直是机车车辆领域关注的重点。本文构建了测度动车组转向架服役状态的健康管理模型,解决多数据源和多传感器源的状态信息融合问题。在MATLAB软件环境下,基于测度动车组转向架健康状态的评价指标、模糊层次分析模型和BP神经网络模型,模拟现场数据,验证动车组转向架服役状态的健康评估模型。实现的技术方法是通过模糊层次分析法获取的样本数据训练BP神经网络,然后将模拟现场数据的测试样本用于模糊BP神经网络,对动车组转向架的健康状态做出可用、维护、故障、检修等分级处理对策。对于动车组转向架健康状态的维护、故障和检修评级,基础的工作需要进行健康状态劣化过程的预测维护工作。本文将LabVIEW软件平台与MATLAB混合编程功能相结合,设计了针对动车组转向架关键件轴承、齿轮及轮对健康状态评级的故障诊断系统,模拟分析转向架关键件轴承、齿轮及轮对故... 

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内外机械设备健康评估的研究现状
        1.2.2 国内外机械设备故障诊断的研究现状
    1.3 论文研究内容及技术方法
2 动车组转向架服役状态的健康评估
    2.1 转向架结构及技术参数
        2.1.1 转向架结构
        2.1.2 主要技术参数
    2.2 动车组转向架的健康评估方法
        2.2.1 模糊层次分析法
        2.2.2 BP神经网络
    2.3 动车组转向架健康评估模型
        2.3.1 选取评价指标
        2.3.2 健康评估的训练数据集提取
        2.3.3 基于BP神经网络的健康状态评估
    2.4 本章小结
3 动车组转向架关键件故障分析
    3.1 动车组转向架关键部件选取
        3.1.1 车轴轴承箱
        3.1.2 传动齿轮箱
        3.1.3 转向架轮对
    3.2 动车组转向架关键部件故障分析
        3.2.1 轴承故障分析
        3.2.2 齿轮故障分析
        3.2.3 轮对故障分析
    3.3 动车组转向架关键部件故障振动机理
        3.3.1 轴承故障振动机理
        3.3.2 齿轮故障振动机理
        3.3.3 轮对故障振动机理
    3.4 本章小结
4 转向架关键部件故障信号分析方法
    4.1 轴承故障信号分析方法
        4.1.1 小波包分析
        4.1.2 经验模态分解
        4.1.3 BP神经网络故障诊断
    4.2 齿轮故障信号分析方法
        4.2.1 FFT频谱分析
        4.2.2 功率谱分析
        4.2.3 信号解调后频谱分析
    4.3 轮对故障信号分析方法
        4.3.1 小波分解
        4.3.2 离散余弦变换
        4.3.3 包络频谱分析
    4.4 本章小结
5 转向架关键件故障诊断框架及仿真
    5.1 Lab VIEW软件平台
    5.2 动车组转向架关键部件振动信号
        5.2.1 轴承振动信号
        5.2.2 齿轮振动信号
        5.2.3 轮对振动信号
    5.3 动车组转向架故障诊断系统模块设计
        5.3.1 振动信号模拟模块
        5.3.2 轴承故障诊断模块
        5.3.3 齿轮故障诊断模块
        5.3.4 轮对故障诊断模块
    5.4 动车组转向架故障诊断系统仿真
        5.4.1 振动信号模拟仿真
        5.4.2 轴承故障诊断仿真
        5.4.3 齿轮故障诊断仿真
        5.4.4 轮对故障诊断仿真
    5.5 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3727772