基于声发射的动车组轴箱轴承损伤检测机理及其状态感知

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:laoniuge
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
作为城际运输的载体,动车组的运行速度高达350km/h,速度的增加意味着承受更加复杂交变载荷的作用,这会提高传动系统的磨损率,降低传动系统关键部件的服役寿命。轴箱轴承作为动车组走行部关键部件,其运行状态直接关系到整列动车的安全性和稳定性。因此,若能及时感知轴承的运行状态,对保证列车安全运行具有重要的工程意义。目前轴承的各种监测技术如振动、噪声等,基本是采用基于振动和冲击的感知技术来表征轴承的故障状态,而目前多种机理分析认为轴承接触面的磨损是轴承早期损伤的主要原因。目前的检测方法无法提出和机理相对应的损伤参数,从而限制了轴承损伤检测技术的应用,因此基于机理分析的损伤描述及其高灵敏度的检测方法是轴承磨损状态监测的关键,本文研究了基于微凸体变形的粗糙表面接触的声发射感知方法,从而提出了声发射波形流参数均方根值,能够通过能量表征轴承的磨损状态,进而提出基于声发射信号均方根值的早期状态监测方法。论文主要研究内容如下:(1)轴承损伤机理与检测技术研究。分析了常见的磨损理论以及轴承的力学行为,对轴承损伤机理进行了描述与总结。通过分析轴承损伤检测技术的现状,发现损伤检测的参数很难与损伤机理做到有效地统一,由于轴承损伤的演变状态伴随着一定能量弹性波的特征,因此提出了轴承损伤状态与声发射感知特征参数之间相互表征的研究方法。(2)基于微凸体的轴承损伤力学机理研究。通过微凸体随机分布规律,建立了轴承粗糙表面的接触模型;应用弹性力学及其赫兹接触理论,进行了轴承受载条件下的微凸体弹性变形分析;并结合弹流理论,建立了润滑条件下滚动体与内、外圈之间的粗糙接触表面变形能量方程。(3)轴箱轴承的状态感知及其监测实验研究。分析轴承状态与声发射弹性波的表征特点,建立了轴承变形能与声发射均方根值之间的关系,由此提出了基于能量的声发射轴承状态感知方法。为验证损伤检测机理及其感知方法的有效性,设计了基于声发射感知技术的轴承状态监测系统。(4)轴箱轴承状态感知声发射特征参数分析。对实验数据进行处理,通过对比声发射各种特征参数,确定声发射均方根值可以实现轴承的状态感知,并结合已建立的轴承变形能与声发射均方根值的关系表达式,验证了机理分析的正确性,实现了轴承损伤程度的定量化分析。
其他文献
为适应城市化发展,满足高效的出行生活,城市地下空间的开发得到越来越多的关注。随着地铁运营时间的增加,地下结构的承载力和使用性能在长期作用下逐渐退化。为确保地铁隧道结构的健康状态,专家学者在隧道的监测技术、健康状态的评估、系统开发等方面开展了多个阶段的探索研究工作。隧道信息定期、长期监测能更好掌握隧道病害的实际情况,并针对性采取治理措施,防止已有病害的持续发展,提高隧道的结构安全性、耐久性和运营安全
25Hz相敏轨道电路作为我国铁路信号控制领域的重要基础设备,在站内列车的占用检查等方面发挥着重要作用,目前主要是利用信号集中监测系统(Centralized Signal Monitoring System,CSM)对其轨道继电器的轨道电压信号与相位角信号进行集中监测来实现相应的故障诊断。由于站内轨道电路的使用环境相对复杂,导致仅凭CSM现有的两点监测,无法识别25Hz相敏轨道电路某些特定的故障模
随着大量电力电子器件的投入使用,高速铁路牵引网-动车组系统(以下简称:车网系统)电气耦合问题越来越严重。其中由多辆动车组同时接入牵引网引起的低频振荡及牵引封锁问题严重影响了行车秩序。针对此问题,以车网系统为研究对象,以阻抗比分析为研究方法,以提高车网系统稳定性为研究目标,提出了基于车载储能和虚拟同步机控制技术的低频振荡抑制方法。依据“车网稳定性分析→低频振荡产生机理分析→低频振荡复现→基于车载储能
随着铁路运营线路的不断增多,列车的安全运行变得日益重要,如果不能及时发现入侵铁路周界的异物,将会造成极大的经济损失甚至安全隐患。因此铁路周界的安全防护也一直受到研究人员的重视。考虑到铁路现场实际异物入侵的稀疏性、视频图像分辨率的提高以及目标检测技术的发展,基于视频的检测技术由于具有全天候、性价比高等特点成为主要研究手段。因此,依托铁路周界入侵目标检测的现场需求,本文开展了基于监控视频的铁路周界异物
无绝缘轨道电路作为我国列车运行控制系统的重要组成部分,在保障行车安全和提高运行效率等方面发挥着重要作用。从可靠性理论层面,无绝缘轨道电路作为可修复系统,其可用性是衡量其可靠工作的重要指标,而从目前的研究现状来看,尤其缺乏对其室外钢轨线路部分可用性的研究,而该部分由于受设备故障、环境变化和列车运行的影响较大,其可用性对于轨道电路正常工作、设备维护和列车运行安全都是至关重要的。因此,研究无绝缘轨道电路
铁路运输凭借更高的运输能力、更低的运输价格、更高的安全性和稳定性等特点一直是乘客选择出行的最主要方式,在社会发展中的地位和作用至关重要。铁路客货运量的任务随社会需求增长也不断增加,因此保证乘客更加安全的出行、保证货物更高效的运输是铁路运营的重中之重。最有效的举措就是减小列车间追踪运行间隔距离,从而可以让列车以更小的追踪列车间隔时间安全行驶,让列车的运行效率得到了有效地提高。本文基于对现有列车运行闭
近年来,随着大规模的高速铁路路网逐步建设形成,高速铁路成为旅客出行选择的重要交通方式。列车运行图是高速铁路运输组织工作的基础,其编制质量决定了高速铁路列车运输组织效率、运输能力和客运服务的质量水平。周期性列车运行图具有列车运行规律、开行密度高等特点,成为国外发达国家普遍采用的高速铁路列车运行图模式,在实际应用中取得良好的效果。但是由于我国高速铁路路网情况复杂,跨线列车数量较多,难以直接借用国外的周
在高速重载铁路货车快速发展的背景下,铁路货车零部件可靠性备受关注。闸瓦作为基础制动装置中的关键部件,其状态对列车运行有着很大影响。当前判断闸瓦状态的主要方式是现场检修,严重的浪费人力和物力。随着轨边传感设备的发展,与闸瓦磨耗状态相关的监测数据被广泛采集,通过对在线监测系统中监测数据的利用,建立闸瓦磨耗状态和状态监测数据之间的联系,对闸瓦的状态进行监测预警十分有必要。本文以铁路货车闸瓦为研究对象,开
传统的小学数学课堂教学进度安排常常以课本教材的知识目录为主,任课教师则根据目录按顺序进行知识讲解,这样的教学节奏看似毫无问题,但是笔者经过长时间的观察及分析发现了一个问题,即由于课本教材的知识分布较为松散,同一模块的知识经常分散在两本或者三本教材内进行讲解,由此带来的知识学习分散性及复习的零散性无形中给学生加重了课业负担。鉴于此,本文将以小学数学单元整体教学作为研究重点,结合笔者实践教学经验展开分
近10年来,我国高速铁路事业迅猛发展,作为高速铁路主要结构物的无砟轨道得到了大面积应用。其中我国自主研制的CRTSⅢ型板式无砟轨道更是未来主要的无砟轨道形式。现场调研表明,CRTSⅢ型无砟轨道整体服役状态较好,随着时间的推移,无砟轨道发生损伤劣化的可能性增大,现阶段有必要提前开展关于CRTSⅢ型轨道损伤劣化的研究工作。现实中由于材料问题、运输问题、施工问题等因素导致无砟轨道在服役初期存在初始裂纹及