载流轨道电接触表面损伤检测与表征研究
发布时间：2021-09-24 15:08
载流轨道电接触是很多自动设备的重要组成部件,其健康状况会直接影响设备的运行情况以及工业生产效率,轨道表面的损伤情况是影响电接触健康状况的主要因素。在设备运行过程中,导轨表面在电接触的摩擦等作用下往往会先出现极其微小的损伤,随着损伤逐步扩大,引发设备故障。当故障较为严重时,甚至会威胁人身安全。因此及时判别电接触导轨表面是否发生微小损伤以及确定产生损伤的具体情况都显得极其重要。本文以电接触载流轨道为研究对象,重点开展了导轨表面微小损伤在线监测以及微小损伤离线定量分析方法的研究,整体判断导轨的健康状况。针对电接触导轨表面微小损伤难以识别的问题,本文提出了基于导轨振动信号分析的方法。由于导轨振动信号极其微弱,检测损伤难度较大,在总结和分析国内外结构健康监测的基础上,研究了一套导轨振动信号分析系统。首先准确获取导轨表面的振动信号,然后再利用改进的集合经验模式分解（MEEMD）对振动信号进行降噪处理,之后再利用多尺度排列熵（MPE）的方法对去噪后的数据进行分析整理,最后依据MPE数值的变化情况判断导轨是否存在损伤。为了实现对导轨表面微小损伤的定量分析,以离线的方式,研究了基于导轨表面三维点云数据分...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
导轨表面损伤概述图
大的方便。我国很多科研机构也进行了这方面的研究，取得了丰硕的成果，其应用前景较为广阔，只是目前的研究方法还尚未成熟，实际应用中还存在很多需要克服的困难，如复杂的工作环境中实际结构存在较多的不确定因素(噪声等)，影响结构的动力测试精度，不利于损伤结果的精确判断；还有振动测试的特征参数对结构的损伤识别灵敏度较低等问题，都是目前科研工作者应该积极探索的方向。损伤检测方法在振动测试分析方面可以分为三大类：基于动力学模型的损伤检测方法、基于信号分析的损伤检测方法和基于人工智能的损伤检测方法，如图1-2所示。图1-2基于振动的主要损伤检测方法基于动力学模型的损伤检测方法是从结构的数学模型出发，研究损伤时其结构
第2章基于振动信号分析的轨道表面损伤研究-13-滑过导轨，与导轨产生摩擦，剧烈时便会破坏导轨。之后当滑块再次滑过导轨时，由于导轨存在缺陷，就会使得导轨产生振动，采集这个振动信号就可以判别导轨的损伤状况。图2-2搭建的实验模型为了使滑块的速度达到现实生活中的超高速，本文采用谐振蓄电方式的充电电源，为滑块滑过导轨提供充足的动力，其充电速度始终保持在15KV/60s。为了确保实验条件一致，在每次实验中都利用Rogowsky线圈检测电路中的电流信号，结果如图2-3所示。观察图像可知，电流的最高发电峰值始终保持在26.5KA左右；在此之外，两块夹板之间的预紧力也始终保持在30NM；滑块与滑轨的大孝形状、质量、材料等参数保持不变；实验始终在同一个环境中进行。-0.500.511.522.533.54x10-3-20-10010203040时间/ms电流/KA峰值电流图2-3电路中电流曲线图2.1.2载流导轨振动信号测量系统在得到高速滑动电接触的实验模型机之后，就要在实验模型机上测量导轨的振动信号。由于滑块在滑轨上产生的损伤十分微小，只是由于二者相对运动速度极大，才使得导轨的振动可以显现出来，因此导轨的振动信号十分微弱，所以实验中用于采集振动信号的测量器件需要较高的灵敏度，能够测量微弱的信号。其次，滑动电接触导轨处于强电磁场的环境，因此测量器件还需要具有抗强电磁场的特性。基于此，本文选用压电加速度传感器来采集导轨的瞬态微小振动信号，对导轨的振动情
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Logistic映射的新型混沌简化PSO算法[J]. 杨万里,周雪婷,陈孟娜. 计算机与现代化. 2019(12)
[2]基于CEEMDAN和排列熵的滚动轴承故障诊断方法[J]. 白丽丽,韩振南,任家骏,秦晓峰. 轴承. 2019(11)
[3]基于振动分析的机械结构损伤识别方法综述[J]. 施冠军. 内燃机与配件. 2019(20)
[4]地基干涉雷达IBIS-S桥跨结构振动变形测量与模态分析[J]. 王鹏,邢诚,项霞. 测绘通报. 2019(10)
[5]涡流法检测轴承内圈滚道表面缺陷研究[J]. 张凯胜,王欢,赵燕. 轴承. 2019(07)
[6]基于上部结构振动响应的杭州湾大桥桥塔冲刷状态分析[J]. 熊文,张学峰,唐平波,王冰,叶见曙. 东南大学学报(自然科学版). 2018(05)
[7]电弧作用下电接触材料的热烧蚀过程[J]. 伍玉鑫,杨泽锋,高国强,魏文赋,李春茂,吴广宁. 高电压技术. 2019(07)
[8]一种航空影像密集匹配点云的迭代中值滤波算法[J]. 郑建,高红旗,戴永洪. 人民长江. 2018(08)
[9]电磁轨道材料表面损伤及强化技术研究现状[J]. 闫涛,刘贵民,朱硕,杜林飞,惠阳. 材料导报. 2018(01)
[10]桥梁结构损伤识别方法综述[J]. 贾明晓,连鑫. 科技风. 2017(11)
硕士论文
[1]三维激光扫描点云数据分类去噪及空洞修复算法研究[D]. 陈雪荣.长安大学 2017
[2]基于激光三角测量法的高精度表面缺陷检测方法研究[D]. 刘钊.长春理工大学 2013
本文编号：3407971
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
导轨表面损伤概述图
大的方便。我国很多科研机构也进行了这方面的研究，取得了丰硕的成果，其应用前景较为广阔，只是目前的研究方法还尚未成熟，实际应用中还存在很多需要克服的困难，如复杂的工作环境中实际结构存在较多的不确定因素(噪声等)，影响结构的动力测试精度，不利于损伤结果的精确判断；还有振动测试的特征参数对结构的损伤识别灵敏度较低等问题，都是目前科研工作者应该积极探索的方向。损伤检测方法在振动测试分析方面可以分为三大类：基于动力学模型的损伤检测方法、基于信号分析的损伤检测方法和基于人工智能的损伤检测方法，如图1-2所示。图1-2基于振动的主要损伤检测方法基于动力学模型的损伤检测方法是从结构的数学模型出发，研究损伤时其结构
第2章基于振动信号分析的轨道表面损伤研究-13-滑过导轨，与导轨产生摩擦，剧烈时便会破坏导轨。之后当滑块再次滑过导轨时，由于导轨存在缺陷，就会使得导轨产生振动，采集这个振动信号就可以判别导轨的损伤状况。图2-2搭建的实验模型为了使滑块的速度达到现实生活中的超高速，本文采用谐振蓄电方式的充电电源，为滑块滑过导轨提供充足的动力，其充电速度始终保持在15KV/60s。为了确保实验条件一致，在每次实验中都利用Rogowsky线圈检测电路中的电流信号，结果如图2-3所示。观察图像可知，电流的最高发电峰值始终保持在26.5KA左右；在此之外，两块夹板之间的预紧力也始终保持在30NM；滑块与滑轨的大孝形状、质量、材料等参数保持不变；实验始终在同一个环境中进行。-0.500.511.522.533.54x10-3-20-10010203040时间/ms电流/KA峰值电流图2-3电路中电流曲线图2.1.2载流导轨振动信号测量系统在得到高速滑动电接触的实验模型机之后，就要在实验模型机上测量导轨的振动信号。由于滑块在滑轨上产生的损伤十分微小，只是由于二者相对运动速度极大，才使得导轨的振动可以显现出来，因此导轨的振动信号十分微弱，所以实验中用于采集振动信号的测量器件需要较高的灵敏度，能够测量微弱的信号。其次，滑动电接触导轨处于强电磁场的环境，因此测量器件还需要具有抗强电磁场的特性。基于此，本文选用压电加速度传感器来采集导轨的瞬态微小振动信号，对导轨的振动情
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Logistic映射的新型混沌简化PSO算法[J]. 杨万里,周雪婷,陈孟娜. 计算机与现代化. 2019(12)
[2]基于CEEMDAN和排列熵的滚动轴承故障诊断方法[J]. 白丽丽,韩振南,任家骏,秦晓峰. 轴承. 2019(11)
[3]基于振动分析的机械结构损伤识别方法综述[J]. 施冠军. 内燃机与配件. 2019(20)
[4]地基干涉雷达IBIS-S桥跨结构振动变形测量与模态分析[J]. 王鹏,邢诚,项霞. 测绘通报. 2019(10)
[5]涡流法检测轴承内圈滚道表面缺陷研究[J]. 张凯胜,王欢,赵燕. 轴承. 2019(07)
[6]基于上部结构振动响应的杭州湾大桥桥塔冲刷状态分析[J]. 熊文,张学峰,唐平波,王冰,叶见曙. 东南大学学报(自然科学版). 2018(05)
[7]电弧作用下电接触材料的热烧蚀过程[J]. 伍玉鑫,杨泽锋,高国强,魏文赋,李春茂,吴广宁. 高电压技术. 2019(07)
[8]一种航空影像密集匹配点云的迭代中值滤波算法[J]. 郑建,高红旗,戴永洪. 人民长江. 2018(08)
[9]电磁轨道材料表面损伤及强化技术研究现状[J]. 闫涛,刘贵民,朱硕,杜林飞,惠阳. 材料导报. 2018(01)
[10]桥梁结构损伤识别方法综述[J]. 贾明晓,连鑫. 科技风. 2017(11)
硕士论文
[1]三维激光扫描点云数据分类去噪及空洞修复算法研究[D]. 陈雪荣.长安大学 2017
[2]基于激光三角测量法的高精度表面缺陷检测方法研究[D]. 刘钊.长春理工大学 2013
本文编号：3407971
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3407971.html
