滾動軸承裂紋故障聲發(fā)射信號產(chǎn)生機理及其傳播特性研究.pdf

1、聲發(fā)射信號作為材料內(nèi)部能量釋放的一種彈性波，相較于振動信號能夠更好地表征物質(zhì)和結(jié)構(gòu)內(nèi)部的狀態(tài)變化，特別是針對旋轉(zhuǎn)機械早期微弱故障的檢測具有其獨特的優(yōu)勢，使得聲發(fā)射技術廣泛應用于旋轉(zhuǎn)機械的微弱故障診斷。然而作為聲發(fā)射技術在實踐應用中的基礎，聲發(fā)射信號的產(chǎn)生機理及其傳播特性的研究還不夠深入。
　　本文主要進行聲發(fā)射信號的機理研究，通過裂紋故障聲發(fā)射信號數(shù)學模型的建立研究典型故障聲發(fā)射信號的產(chǎn)生機理，提出將限元理論應用于聲發(fā)射彈性波的傳

2、播特性仿真，進行滾動軸承中聲發(fā)射彈性波的傳播特性研究，最后通過實驗驗證有限元波動仿真的合理性和準確性，具體研究工作如下:
　　(1)以材料的彈性力學和彈性應變能釋放理論為基礎，研究滾動軸承外圈裂紋擴展的聲發(fā)射能量模型，通過能量轉(zhuǎn)換和時頻域變換理論得到滾動軸承裂紋擴展聲發(fā)射信號的時域數(shù)學模型。
　　(2)以彈性體中的波動理論為基礎研究平面波在軸承外圈中的散射問題，提出將有限元理論應用于彈性波的傳播特性仿真研究，通過區(qū)域和時域的

3、離散化求解進行有限元瞬態(tài)波傳播特性的仿真分析，研究同一材料不同結(jié)構(gòu)中聲發(fā)射彈性波的衰減效應，同時進行不同材料平板以及帶裂紋平板的聲發(fā)射波動仿真對比分析。通過有限元的波動仿真驗證材料屬性和結(jié)構(gòu)形式對于聲發(fā)射信號傳播特性的影響。
　　(3)以彈性波的波動理論和分層介質(zhì)中的有限元理論為基礎，通過有限元波動仿真研究聲發(fā)射彈性波在不同介質(zhì)中的耦合效應以及介質(zhì)分界面上的傳播特性。以分層介質(zhì)中有限元波動仿真為基礎結(jié)合聲源定位方法，進行滾動軸承聲