旋转机械系统故障演化机理的空间多尺度建模方法
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摘要
旋转机械系统故障演化机理研究是旋转机械系统故障诊断、运行可靠性评价和视情维修技术的理论基础,对于保障旋转机械系统可靠性、安全性具有重要意义。旋转机械系统常见于各种装备、设备和仪器中,旋转机械系统中动力子系统,传动子系统、执行子系统和控制子系统等种类繁多且形式多样,所以旋转机械系统组成复杂且故障模式多样,采用单一尺度对系统进行理论建模或发生细节遗漏或产生数据爆炸问题,亟需一种用于模拟不同空间尺度故障演化机理的建模方法。本文针对机械系统功能与结构特点论述了机械系统故障演化过程,并以旋转机械系统为研究对象进行空间多尺度建模。按照系统级、部件级和零件级对旋转机械系统进行功能分解,借助Simulink、Stateflow和ANSYS等软件分别建立系统级混杂动力学模型、部件级简化动力学模型和零件级动力学模型。采用多尺度信息传递法建立跨尺度数据连接,并对旋转机械系统内部的零件层故障逐级演化至系统层故障过程进行仿真模拟。结合SpectraQuest机械故障综合模拟试验台进行多种故障模式下的系统试验,验证空间多尺度故障演化机理建模方法的可行性,并结合故障诊断技术提出空间多尺度故障演化机理模型在故障诊断中的应用前景。
引文