基于MATLAB的机械零部件失效噪声识别系统设计毕业设计说明书.doc

目录 1 绪论 1 1.1 机械失效的研究背景和意义 1 1.2 机械失效的研究现状 2 2 方案论证 5 2.1 提出方案 5 2.2 选择自己的方案 5 2.3 设计的难点及解决方法 5 3 机械零件失效噪声识别系统设计 7 3.1 零部件失效声音信号采集 7 3.1.1 零部件失效声音信号的特征 7 3.1.2 声音信号的特征分析 8 3.2 零部件失效声音信号识别系统的设计 12 3.2.1 基于MATLAB的数字滤波器 12 3.2.2 数字滤波器的设计 14 4 失效噪声的识别及结果分析 17 总 结 23 致 谢 24 参考文献 25 绪论 1.1 机械失效的研究背景和意义 一般机械产品的失效，可以分为三种情况，第一种情况是当机械产品完全不能工作时；第二种是机械产品还可以工作，但是有一部分功能已经丧失，不能完全的发挥出它的性能；第三种是机械产品已经严重的损坏，必须拆下来修理后，才能够重新的使用。出现裂纹，机械变形和机械损伤是我们经常遇到的三种机械失效类型。一般的机械失效都是有机械损伤引起的，最后慢慢的发展成为机械失效。在不同的发展过程中，形成不同的失效，而且发展的速度也不尽相同。 机械零件的寿命特性曲线可以表明，机械零件在其正常运转期间发生失效的规律，这种规律可以用失效率来表示，即失效的过程用在特定时间内发展的比率。如果让失效顺其发展，而不进行一些预防维修措施，那么就会形成我们所说的失效曲线，这条曲线看起来是浴盆的形状，通常称为浴盆曲线。根据机械产品的使用情况，可以将失效分为三种类型。 在最早一段时间内的失效叫做早期失效，这是因为设计和制造上的原因，从而导致了失效的发生。又因为在早期时间内，机械零件容易发现缺陷，从而发生失效，所以我们知道早期机械零件的失效概率最高，但是跟随着过些时间，失效的概率就会慢慢地降下来。如果我们能在机械零件出厂前检验其质量，那么机械零件在后期的失效率就会保持一个恒定值。  理论上我们认为机械零部件如果还没有达到老化或者损伤的程度，它们应该会一直正常的工作。但是一些偶然的因素，如我们在操作上发生一些失误，这些些时候机械零件产生的失效，我们叫做随机失效。这些概率很低。发生的这段时间是零部件正常工作的最佳时间。偶然失效过后，机械零部件的使用期限已经到最后了，失效的情况会愈发的严重，这个时候的失效叫做耗损失效。在这种是小发生的前期，我们就应该对零部件进行检查维修，这样就可以预防这种失效过早的发生，从而延长机械零部件的寿命。 产品或装备失效分析的目的不仅在于失效性质的判断和失效原因的明确，而更重要的还在于为积极预防重复失效找到有效的途径。通过失效分析，找到造成产品或装备失效的真正原因，从而建立结构设计、材料选择与使用、加工制造、装配调整、使用与保养方面主要的失效抗力指标与措施，特别是确定这种失效抗力指标随材料成分、组织和状态变化的规律，运用金属学、材料强度学、工程力学等方面的研究成果，提出增强失效抗力的改进措施。既能得到提高产品或装备承载能力和使用寿命，又可做到充分发挥产品或装备的使用潜力，使材尽其用，这是产品或装备失效分析、预测预防研究的重要目的与内容。 1.2 机械失效的研究现状 一般的情况下我们单独的对某一事件的失效进行分析，偶然性就太大了。但是如果我们对同一类的装备所发生的事件进行分析，就能总结出来一些我们所需要的结论，把这些结论用来提高设计和制造的水平。 一般失效分析的目的就是来尽可能的降低生产的产品的失效率，我们要不断的提高产品装备的可靠性，用来防止一些重大的突发事故的发生，这要我们就可以让经济稳速的向前进，持续不断的发展。在系统工程的基础上，在失效分析的过程中，我们所需要做的一些具体任务可以总结为三个方面，第一就是失效的性质的判断，第二个就是失效原因的分析，最后就是我们所要采取的措施，用来提高产品抗击失效的能力。 近代材料科学和工程力学对破断、腐蚀、磨损及其复合型(或混合型)的失效类型和失效机理做了相当深入的研究，积累了大量的统计资料，为失效类型的判断、失效机理及失效原因的解释奠定了基础。发展中的可靠性工程及完整性与适用性评价是预测、预防和控制失效的技术工作和管理工作的基础。可靠性工程是运用系统工程的思想和方法，权衡经济利弊，研究将设备(系统)的失效率降到可接受程度的措施。完整性和适用性评价则是研究结构或构件中原有缺欠和使用中新产生的或扩展缺陷对可靠性的影响，判断结构的完整性及是否适合于继续使用，或是按预测的剩余寿命监控使用，或是降级使用，或是返修或报废的定量评价。 产品或装备失效分析的目的不仅在于失效性质的判断和失效原因的明确，而更重要的还在于为积极预防重复失效找到有效的途径。通过失效分析，找到造成产品或装备失效的真正原因