齿轮磨损状态分形评估方法研究

发布时间：2017-10-25 08:15

  本文关键词：齿轮磨损状态分形评估方法研究

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【摘要】：齿轮是机械设备中广泛使用的重要零件,对齿轮磨损状态的准确评估对确保设备安全有效运行具有重要意义。齿轮磨损产生的磨粒与磨损状态密切相关,对具有非线性、分形特征的磨粒加以定量描述有望揭示齿轮磨损状态与磨粒间的内在规律,实现对齿轮磨损状态的准确评估。本文运用分形理论研究了齿轮磨损状态的定量评估方法。主要内容包括： 1.针对评估齿轮磨损状态的重要分形维数：磨粒群群面维数,基于正交实验提出了一种磨粒群群面维数计算的参数优选法。计算结果表明参数优选法能有效提高磨粒群群面维数的计算精度。 2.进行了齿轮全寿命周期磨损实验,根据磨损率、磨粒群分形维数、振动信号变化趋势以及工况条件,将齿轮的磨损过程划分成5个阶段。根据齿轮真实磨损状态下的磨粒群分形维数建立了齿轮磨损状态的物元评价模型,并验证了物元模型的正确性。 3.利用物元评价模型、振动分析、磨损率、单一磨粒群分形维数评估了齿轮的磨损状态,对四种方法进行了对比分析,结果表明,振动分析对磨损末期由缓慢磨损引起的异常磨损识别率低,磨粒率评估方法无法区分齿轮异常磨损,单一磨粒群分形维数因维数分布范围存在重叠无法实现对齿轮磨损状态的全面评估,物元模型有效地弥补了振动分析、磨损率评估、单一磨粒群分形维数评估的不足,对齿轮不同的磨损状态做出了准确评估。图34幅,表18个,参考文献67
【关键词】：齿轮 分形 磨粒群 磨损状态 评估方法
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH117.1;TH132.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 引言10
• 1.2 国内外研究现状10-15
• 1.2.1 齿轮磨损状态评估现有方法对比10-12
• 1.2.2 油液分析技术发展现状12-13
• 1.2.3 齿轮磨损状态分形评估研究现状13-15
• 1.2.4 分形评估方法存在的问题与发展趋势15
• 1.3 论文研究意义与研究内容15-18
• 1.3.1 研究意义15-16
• 1.3.2 论文主要研究内容16-18
• 2 磨粒群分形表征概述18-25
• 2.1 分形理论概述18-19
• 2.1.1 分形的定义18
• 2.1.2 分形维数的定义18-19
• 2.1.3 盒维数计算原理19
• 2.2 磨粒群的分形表征19-24
• 2.2.1 磨粒群轮廓分形特征19-20
• 2.2.2 磨粒群群面分形特征20-21
• 2.2.3 磨粒分布分形特征21-22
• 2.2.4 磨粒群纹理分形特征22-24
• 2.3 本章小结24-25
• 3 磨粒群群面维数改进算法研究25-35
• 3.1 磨粒群群面维数计算的影响因素分析25-29
• 3.1.1 图像大小对分形计算的影响规律25-26
• 3.1.2 盒子尺寸边界对分形计算的影响规律26-27
• 3.1.3 盒子统计方式对分形计算的影响规律27-28
• 3.1.4 盒子尺寸增长方式对分形计算的影响规律28-29
• 3.2 分形维数计算过程中的参数优选法29-33
• 3.2.1 正交试验设计30-31
• 3.2.2 试验结果与极差分析31-33
• 3.3 计算验证33
• 3.4 本章小结33-35
• 4 齿轮磨损实验设计与实验结果35-50
• 4.1 实验目的与要求35
• 4.2 实验设计35-38
• 4.2.1 齿轮磨损实验台设计35-36
• 4.2.2 齿轮的设计36-37
• 4.2.3 其他设备与材料37
• 4.2.4 磨损率的测量37-38
• 4.2.5 实验流程38
• 4.3 实验结果38-40
• 4.4 齿轮磨损状态的划分40-46
• 4.5 磨粒群分形维数有效性分析46-49
• 4.5.1 磨粒群分形维数与磨损率相关性分析47
• 4.5.2 磨粒群分形维数敏感性分析47-49
• 4.6 本章小结49-50
• 5 基于物元模型的齿轮磨损状态评估50-58
• 5.1 齿轮磨损状态物元评估模型的建立50-55
• 5.1.1 物元评估的特点50-51
• 5.1.2 评价物元、经典域及节域的确定51-53
• 5.1.3 关联度函数的确定53-55
• 5.1.4 磨损状态的物元评价结果55
• 5.2 实例计算55-56
• 5.3 物元模型的验证56-57
• 5.4 本章小结57-58
• 6 齿轮磨损状态评估方法对比分析58-63
• 6.1 物元模型评估与振动分析对比分析58-60
• 6.2 基于磨损率的齿轮磨损状态评估60-61
• 6.3 基于单一磨粒群分形维数的齿轮磨损状态评估61-62
• 6.4 本章小结62-63
• 7 结论与展望63-65
• 7.1 主要结论63
• 7.2 展望63-65
• 参考文献65-70
• 附录1 齿轮不同磨损状态下的磨粒群图像70-73
• 附录2 齿轮不同磨损状态下的磨粒群分形维数表73-76
• 攻读硕士学位期间主要成果76-77
• 致谢77

【参考文献】

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本文编号：1092840