基于形态学的机械结构声发射信号处理方法

admin · 发表于 2024-1-30 16:56:49

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旋转机械在社会生产各个领域中应用广泛，碰摩故障是此类旋转机械常见故障之一。汽车涡轮增压器、汽轮机、航空发动机等旋转机械在运行过程中由于不平衡、不对中等原因将引起转子与定子互相碰撞摩擦，轻者发生机体强烈振动，严重的可造成转轴永久性弯曲，甚至整个轴系毁坏。因此对旋转机械的运行进行监测和故障诊断是非常必要的。碰摩故障发生时会产生声发射现象，可利用该信号进行故障诊断，相较于传统的振动检测法，声发射方法具有很多优势。因此基于声发射信号诊断碰摩故障是当前研究的热点之一。本文的主要研究内容如下：(1) 以发生碰摩的转子叶片和外壳体为研究对象，研究薄壳体中声发射信号的传播规律和特征；并利用转子试验台设计了碰摩实验模型，用以模拟碰摩和实验数据采集。(2) 对比了碰摩声发射信号和振动信号的特点，通过波形以及频谱等方面的比较得出声发射手段在碰摩故障诊断中的效果和优势。(3) 采用时差定位算法用于碰摩故障声发射源定位，包括线性迭代法和不需声速的定位方法等，解决了包括信号到达门槛检测在内的题目，比较了各种方法的优劣和适用范围。(4) 针对时差定位法中存在的题目，例如噪声脉冲对波达时间的影响，波达时间判定困难等，运用合理的形态学算子对原始声发射信号进行处理，剔除信号中的噪声，提取信号特征，更加准确迅速地找到波达时间，并通过实验验证了形态学算子的处理效果。

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