强背景噪声下铁路列车滚动轴承故障特征提取方法研究

发布时间：2023-03-29 21:51

　　铁路列车轴箱系统作为列车走行部的关键部件,同时也是影响铁路列车运行安全状况的重要环节。因铁路列车轴箱系统复杂的工作环境、巨大的动态负载、持续的高速运行状态,导致轴承容易出现故障。因采集的轴箱轴承的振动信号往往淹没在强烈的噪声中,使含有故障信息的冲击成分难以提取。因此,降低环境和系统噪声影响,从背景噪声中提取包含故障特征的冲击成分,成为解决轴箱轴承故障诊断难题的关键。综上所述,列车轴箱轴承的故障诊断研究,对节约资源和提升列车安全性能具有重要价值。(1)依据谐波信号和冲击信号具有不同的品质因子,将相关峭度引入到品质因子可调小波变换方法中,利用该方法对振动信号进行高品质因子和低品质因子稀疏表示,然后采用形态分量分析对信号进行非线性分离。在分离过程中,计算低共振分量各个分解层的相关峭度实现对低共振分量的信号重构,对重构的低共振分量进行包络解调分析,实现轴承不同位置故障特征的提取。研究表明:当转速已知时,该方法可以成功分离出滚动轴承的故障特征。(2)基于相关峭度的品质因子可调小波变换方法需要计算故障冲击的周期作为已知条件,若转速信息误差较大,将影响该类方法的有效性。为弥补转速误差带来的影响,提出...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景与意义
    1.2 国内外研究现状和发展动态
        1.2.1 共振解调方法在滚动轴承故障诊断中的应用
        1.2.2 动态贝叶斯小波解调在滚动轴承故障诊断中的应用
        1.2.3 品质因子可调小波变换在滚动轴承故障诊断中的应用
    1.3 论文的主要内容和结构安排
第二章 滚动轴承故障理论分析
    2.1 滚动轴承失效形式以及振动机理
        2.1.1 滚动轴承失效形式
        2.1.2 滚动轴承振动机理
    2.2 滚动轴承特征频率
        2.2.1 固有特征频率
        2.2.2 故障特征频率
    2.3 轴承典型故障特征分析
        2.3.1 外圈故障
        2.3.2 内圈故障
        2.3.3 滚动体故障
    2.4 本章小结
第三章 基于相关峭度的品质因子可调小波变换方法研究
    3.1 引言
    3.2 信号共振稀疏分解方法
        3.2.1 信号的共振属性
        3.2.2 品质因子可调小波变换
        3.2.3 共振分量分离
    3.3 基于品质因子可调小波重构方法的滚动轴承故障诊断
    3.4 仿真信号分析
    3.5 本章小结
第四章 基于负熵的动态贝叶斯小波解调方法研究
    4.1 引言
    4.2 动态贝叶斯小波变换
        4.2.1 连续小波变换
        4.2.2 无迹卡尔曼滤波算法
    4.3 Infogram方法及扩展
        4.3.1 Infogram方法
        4.3.2 基于Infogram的动态贝叶斯小波变换
    4.4 仿真信号分析
    4.5 本章小结
第五章 实验验证
    5.1 高速列车轴箱轴承试验验证
        5.1.1 高速列车轴承综合实验台简介
        5.1.2 实验数据
        5.1.3 基于相关峭度的品质因子可调小波变换方法分析
        5.1.4 基于负熵的动态贝叶斯小波解调方法的滚动轴承故障诊断分析
    5.2 铁路货车轮对轴承试验验证
        5.2.1 铁路货车轮对轴承跑合实验台简介
        5.2.2 实验数据
        5.2.3 基于相关峭度的品质因子可调小波变换方法分析
        5.2.4 基于负熵的动态贝叶斯小波解调方法的滚动轴承故障诊断分析
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3774553