故障诊断毕业设计.doc

华 北 电 力 大 学 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 学生姓名： 高雪媛 班级： 机械1003 所在院系： 机械工程系 所在专业： 机械设计 设计（论文）题目：转子裂纹与松动的非线性特性分析 指导教师： 向玲 2014 年 4 月 10 日 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 一、结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写不低于2000字的文献综述。（另附） 二、本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 随着科学的进步与发展，对旋转机械转速、效率的要求不断提高，转子系统的工作环境越来越恶劣，转子故障时常发生。其中，转轴裂纹和轴承系统松动是比较常见的转子故障，它们对系统的稳定性和安全性有重要的影响。因此，对裂纹转子系统和基础松动进行非线性动态特性分析，对有效提高转子系统的特性和准确地进行故障诊断有重要意义。 本课题主要是分析Jeffcott转子系统中转轴裂纹与松动故障的相关问题。通过查阅大量文献资料，建立了带有裂纹故障的Jeffcott转子系统动力学模型，以MATLAB软件为平台，采用龙格库塔法对系统的动力学方程进行数值仿真计算，编程作出系统在不同参数输入情况下对应的多个分岔图。最后分析比较分岔图情况，得出相应结论。 三、指导教师意见： 对“文献综述”的评语： 2．对学生前期工作情况的评价（包括确定的研究方法、手段是否合理等方面）： 指导教师： 年 月 日 文献综述 ——非线性转子动力学 摘要： 文章综述了非线性转子动力学的研究意义，简要介绍了近年来旋转机械转轴裂纹损伤故障诊断研究的主要成果和发展前景，对旋转机械转子系统的基础松动以及转轴裂纹损伤非线性特性的研究方法、刚度模型和非线性动力学特性问题的国内外研究现状进行了概述，总结了非线性转子动力学研究中存在的一些问题和发展趋势。 关键词：非线性；裂纹损伤；松动 前言 旋转机械被广泛地应用于包括燃气轮机，航空发动机，工业压缩机及各种电动机等机械装置中。在电力、航空、机械、化工、纺织等国民经济领域中起着非常重要的作用 ，而对其动力学特性的研究也形成了一门专门的学科——转子动力学。传统的转子动力学研究轴承转子系统大多采用线性转子动力学理论，随着机械运转速度的日益提高和新型材料的出现，线性理论在解决转子动力学问题上的不足逐渐显露出来。由于非线性气膜力、裂纹和碰摩等因素的作用，在振动剧烈时会发生重大事故，但由于转子系统所出现的故障多属于非线性的范畴，其动力特性较为复杂，对它的研究还存在一定难度。国内外许多科技工作者和研究人员都致力于非线性动力学的求解、故障特征与诊断方法的研究，取得了很多重要的研究成果，诊断技术也得到了长足的发展，并获得了重大的经济效益和社会效益。 1.非线性转子动力学研究意义 旋转机械系统中各种异常振动的存在，常常引发灾难性的事故，其原因很难用线性理论来解释，人们逐渐用非线性动力学理论来分析[1]。将转子一轴承一基础系等看成一个整体系统，采用非线性动力学理论和方法对整体系统进行分析和研究，揭示整体系统存在的各种非线性动力学行为，提出整体系统的非线性动力学理论及设计方法，研究旋转机械中存在的各种实际问题，这对提高旋转机械运行的稳定性、安全性、可靠性具有重要的现实意义和实践工程背景[2][3]。 近年来，现代非线性动力学理论的研究取得了很大进展，国内外科技工作者和研究人员采用非线性理论对转子系统做了大量的研究工作[4][5][6]，诸如转子系统裂纹故障的分岔与混沌行为及裂纹故障转子称定性的研究，转子系统油膜振荡的研究，转子系统碰摩的研究，转子系统基础松动的研究，转子系统分岔与混沌行为及其稳定性的研究，转子系统故降慢变过程及突变的研究等取得了一系列显著的研究成果，为单一故障转子的诊断和预测提供了丰富的理论依据。 非线性转子动力学的研究方法 非线性动力学问题的研究通常包括定性研究和定量研究。定性研究的主要内容包括方程解的存在性、唯一性、周期性和稳定性的研究等；定量研究包括方程解的具体表达形式、数量大小和解的数目等。下面就涉及到的分析方法的文献进行简要概括。 近似分析方法的优点是解的表述是显式的，因而便于分析参数的影响，有利于对转子系统进行动力学设计和故障诊断分析。非线性转子动力学问题非常复杂、影响因素众多，使得要获得足够高精度的解必须以数学推演和计算量的剧增为代价，且解对于参数