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《基于nofrf裂紋轉(zhuǎn)子非線性頻譜分析》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、基于NOFRF裂紋轉(zhuǎn)子非線性頻譜分析武紅霞韓捷陳宏秦東晨鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院鄭州大學(xué)化工與能源學(xué)院摘要：建立了裂紋轉(zhuǎn)子非線性逼近模型，論述了非線性輸出頻域響應(yīng)函數(shù)(70FRF)及其非線性頻譜分析理論，基于該理論對裂紋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的各階NOFRF進(jìn)行了仿真分析，該分析結(jié)果說明了裂紋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)新頻域成份是如何產(chǎn)生的，對裂紋轉(zhuǎn)子的超諧波成份和亞共振現(xiàn)象進(jìn)行了解釋，并進(jìn)行了試驗(yàn)分析，結(jié)果表明了高階NOFRF比一階對轉(zhuǎn)子裂紋深度更敏感，為裂紋轉(zhuǎn)子的精確故障診斷提供了理論基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：裂紋轉(zhuǎn)子;非線性頻譜;故障診斷;70FRF;作者簡介:武紅霞，女，1974年10月生，河南尉氏人，漢族。鄭州
2、大學(xué)講師，博±,主要研究方向?yàn)楣收显\斷與可靠性分析。收稿日期:2016-01-30基金：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(514054453)資助NONLINEARFREQUENCYSPECTRALANALYSISOFCRACKEDROTORBASEDONNOFRFWUHongXiaHANJieCHENHongQINDongChenSchoolofMechanicalEngineering,ZhengzhouUniversity;Abstract：Thenonlinearapproximationmodelofcrackedrotor,toexplainthenonlinearphen
3、omena,isconstructed.Thenonlinearoutputfrequencyresponsefunction(NOFRF)andthetheoryofnonlinearfrequencyspectralanalysisareillustrated.Basedonthistheory,theSimulationanalysisofcrackedrotorisaccomplishcdeTheanalysisprovidesinsightintohownewfrequencygenerates.Additionally,thenonlinearphenomena
4、ofcrackedrotor,includingthegenerationofsuper-harmoniccomponentsandsub-resonancesareexplained.ExperimentairesultshowsthatthehigherorderNOFRFissensitivetotherackedrotorwithcracksofdifferentdepth.Thisresearchstudycstablishcsamimportemttheorybasisforaccuratcfaultdiagnosisofcrackedrotor.Keyword
5、：Crackedrotor;Nonlinearfrequencyspectral;Faultdiagnosis;Nonlinearoutputfrequencyresponsefunctions(NOFRF);Received：2016-01-30引言轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是電力、化工等行業(yè)的重要部件，因此確保轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的安全可靠成為工程中的一個(gè)重要問題，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)轉(zhuǎn)軸上的疲勞裂紋是轉(zhuǎn)子系統(tǒng)失效的一個(gè)重要原因z—。冃前己經(jīng)有很多文獻(xiàn)對裂紋轉(zhuǎn)子的動力學(xué)特性和故障診斷進(jìn)行了研究[1-4]o在裂紋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動中有一個(gè)重要的特征是系統(tǒng)地輸岀頻域會出現(xiàn)激勵頻率整數(shù)倍的超諧波成份和亞共振現(xiàn)象，這種現(xiàn)象被
6、稱為“非線性效應(yīng)”,BovsunovskyAP和SuraceC臣1認(rèn)為非線性效應(yīng)對裂紋的存在比固有頻率更敏感。在裂紋梁的動力學(xué)特性分析屮諧波平衡法凹經(jīng)常被用來求系統(tǒng)輸出譜屮超諧波頻率的振幅，但該方法只是基于輸出譜中包含某種超諧波頻率的假設(shè)去求解，并沒有對超諧波成份的產(chǎn)生提供理論的說明。而非線性輸岀頻率響應(yīng)函數(shù)(NOFRF)可以對裂紋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)響應(yīng)中出現(xiàn)的超諧波頻率成份提供很好的理論解釋，并對裂紋深度有很好的敏感性[7]。1裂紋轉(zhuǎn)子動力學(xué)模型當(dāng)轉(zhuǎn)子上出現(xiàn)裂紋時(shí)，裂紋引起的局部柔度會影響其動力學(xué)特性，大多數(shù)工程實(shí)際中轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動過程中裂紋不是一直打開的，裂紋會隨振幅的變化處于連續(xù)的
7、開合狀態(tài)，這吋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)就表現(xiàn)岀非線性特性，當(dāng)裂紋閉合，轉(zhuǎn)子剛度就等于無裂紋轉(zhuǎn)子剛度；當(dāng)裂紋打開，轉(zhuǎn)子剛度就減小，裂紋剛度模型常用的有三種模型，其中方波模型雖然沒有反映裂紋開閉的過渡過程，但簡單的反映了裂紋開閉過程，且淺裂紋的開閉基木式中，屮二3t-0+兀，其中FD為轉(zhuǎn)子的偏心質(zhì)量，C為轉(zhuǎn)子阻尼，k為轉(zhuǎn)子無裂紋軸剛度，Ak為裂紋引起的剛度變化量，e為不平衡質(zhì)量偏心距，3為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，0為轉(zhuǎn)軸屮心轉(zhuǎn)過的角度。令B為剛度比，則該橫向振動方程為根據(jù)Weierstrass逼近定理，式(2)可用多項(xiàng)式近似逼近為其中，n為多項(xiàng)式的
