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基于磨粒分析和信息融合的发动机磨损故障诊断技术研究

安全是现代航空工业尤其是民航运输工业的首要要求,而作为现代飞行器的动力核心,航空发动机的安全、可靠运行则是重中之重,因此,航空发动机运行状态监测与故障诊断技术也就成为当今的研究热点。据统计,导致飞行事故的主要因素是机械故障,其中,磨损类故障又占很大比例,本文就以传统的铁谱分析技术和光谱分析技术为基础,引入计算机视觉与信息融合技术,开展基于磨粒分析和信息融合的航空发动机磨损故障诊断技术研究。本文的研究工作主要包括以下五个部分:首先,介绍航空发动机常见的磨损故障类型,研究磨损故障的失效机理,分析磨粒的产生机理、分类以及形态特征:其次,针对传统铁谱分析技术的缺点,引入图像分析技术,再结合特征参数优化筛选,形成基于图像的磨粒显微形态学特征描述方法:然后,基于提取到的磨粒形态特征信息,应用模式识别方法完成磨粒自动识别,并根据颗粒摩擦学的基本原理进行航空发动机磨损故障的诊断与定位:再后,鉴于单一方法不能提取足够的故障征兆信息进行磨损故障诊断  (本文共126页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

XRF和显微图像技术在航空发动机智能监测中的综合应用

航空发动机是民航飞机的动力核心,因此对其运行状态进行监测至关重要。在磨损故障监测中,针对不同的监测对象,有选择地联合运用几种油液监测手段,是获得更为准确分析结论的有效途径。本文以XRF技术和显微图像技术为基础,引入神经网络、灰色系统理论、概率统计、D-S证据理论等智能方法,对航空发动机的智能监测技术进行研究,致力于研制出一套智能化、系统化的智能监测系统。XRF(X射线荧光)技术利用同位素放射源辐射被测物质,通过一系列装置产生能谱,根据能谱来判别物质的元素类别。显微图像技术通过显微光学成像系统、图像采集与分析处理等过程,实现对发动机磨损磨粒的监测,具有颗粒计数器与铁谱仪的双重功能。本文研究工作主要包括以下三部分:首先,在基于XRF分析技术得到能谱数据的基础上,对能谱进行处理和分析,得到元素的浓度;研究了金属元素浓度的界限值的制定方法,以及在此基础上的故障诊断,并运用灰色预测实现了发动机的故障预测。其次,在显微图像分析得到磨损磨粒参...  (本文共87页) 本文目录 | 阅读全文>>

《浙江工业大学学报》2018年05期
浙江工业大学学报

瞬时有效磨粒数影响因素仿真研究

目前,硅晶体切片主要应用游离磨粒线锯切割技术进行切割[1-3].随着半导体材料技术应用的发展,对硅晶体切片的加工质量和尺寸提出更高的要求,人们对于提高切割效率和降低切割成本的要求越来越高[4-5].对此,国内外学者进行了许多研究,德国Liedke等微观研究了游离磨粒线锯切割中磨粒的运动状态,研究发现真正进入到切割区域的磨粒数量很少[6].德国Schwinde等对多线切割中钢丝线的行为进行了研究,研究发现材料去除主要发生在线的一侧[7].从前人的研究成果获得了重要启示,增加磨粒进入切割区域的数量对切割性能有着重大的影响.磁感应游离磨粒线锯切割技术[8],是一种新的线锯切割技术,将铁磁性锯丝置于匀强磁场中会被磁化形成高梯度磁场,锯丝通过磁力吸附特定范围内的磁性磨粒,从而增加进入切割区域的磨粒数量.在磁感应游离磨粒线锯切割中,磁性磨粒不仅受到切削液流体曳力作用,而且还受到高梯度磁场的磁力作用[9-10].在此定义若磁性磨粒被锯丝吸附,...  (本文共6页) 阅读全文>>

《润滑与密封》2018年10期
润滑与密封

磨粒磨损的磨粒接触热分析

)檿檿檿檿檿檿檿10-001-05关节轴承常因磨粒磨损与疲劳磨损而失效; RV减速器中的关键零部件如摆线针轮、针齿销、渐开线齿轮与滚动轴承在运行一段时间后,零件表面产生疲劳点蚀,点蚀颗粒在RV减速器中引起磨粒磨损,导致RV减速器的传动精度下降与噪声增大。在摩擦副的接触区中,磨粒引起应力集中,接触温度升高,加速表面疲劳,从而使滚动轴承和齿轮失效[1]。磨粒越多、尺寸越大,零件表面的磨粒磨损越严重[2-3]。因此,对磨粒磨损,特别是磨粒与接触表面接触处温度变化及热应力分布的研究,对于减少机械零部件表面的磨损、延长其使用寿命,有指导性意义。因此有必要用磨粒磨损的微观接触模型进行热分析。机器运转过程中,摩擦副界面产生的磨粒形状多种多样[4]。根据铁谱分析的结果,可将磨粒的形状分为球形磨粒、圆锥磨粒、圆台磨粒与金字塔磨粒等。磨粒与金属表面的接触导致零件表面产生累积塑性变形,然后因疲劳作用引起表面材料剥落,产生更多的磨粒,严重的摩擦产生的热...  (本文共5页) 阅读全文>>

《设备管理与维修》2016年S2期
设备管理与维修

油液磨粒在线监测技术发展现状与趋势

0 引言磨损是机械设备工作中影响可靠性及使用寿命的主要原因之一。在机械设备运行过程当中,金属磨粒在油液中通常处于悬浮状态,并随油液循环流动。机械运行状态能通过悬浮在油液中的磨粒状态来反映,因此在工程应用的领域中,磨粒状态监测具有重要意义。目前,磨粒监测的主要方法有铁谱分析、光谱分析、颗粒计数、磁塞检査和超声检测等。传统的监测方法主要是离线监测,实时性差且诊断结果具有较大的滞后性。在线油液监测技术是针对传统技术缺陷提出的一种实时反映机械工作状态的监测方法。1 磨粒在线监测发展现状油液监测技术历经了较长的发展过程。20世纪60年代中期出现了油液颗粒自动计数器;70年代初铁谱技术得到了应用;80年代红外光谱仪检测等到广泛的认可,尤其是傅立叶变换红外光谱仪的出现,更是促进了油液监测技术这一方面的发展;从90年代起出现了利用气相色谱和质谱仪测定组分变化的方法。油液磨粒在线监测技术的出现相对较晚。1990年,西安交通大学研制出了国内第一台单...  (本文共3页) 阅读全文>>

《金刚石与磨料磨具工程》2015年06期
金刚石与磨料磨具工程

基于磨粒随机分布的虚拟磨钻建模及仿真研究

磨削加工工艺方法有多种形式,为了适应发展需要,磨削技术朝着精密、低粗糙度值、高效、高速和自动磨削方向发展。对于磨削加工机理的研究,主要方式有两种:一是用单颗磨粒磨削来简化复杂的磨削过程,这样能够排除其他磨粒的影响,更好地研究磨削机理;二是在磨粒位置和角度都随机分布的情况下,研究其磨削过程。对于后者,由于磨粒数量多、浓度不一、磨削转速高等原因,实验过程就显得尤为复杂。在随机分布磨粒磨削的研究中,宿崇等[1-2]建立了虚拟砂轮的仿真物理模型,通过磨粒与工件的磨削分析得出了影响工件表面粗糙度的一些因素。Chen X等[3]通过研究砂轮振动对材料去除的影响,提出了将砂轮和工件导入到有限元软件中进行仿真。Hegeman[4]首先建立了椭圆形磨粒模型,并进行了仿真研究。厉鹏等[5]提出了一种加工微小孔的新技术,其加工原理是利用随机分布在磨钻表面的磨粒来在加工工件。磨粒随机分布在磨钻表面,形成了一条类似单刃钻的钻刃,实现小孔的磨削加工。我们在...  (本文共4页) 阅读全文>>

《工具技术》2016年05期
工具技术

可加工陶瓷多磨粒磨削特性研究

1引言磨削技术广泛应用于工程陶瓷、光学玻璃、光电晶体等硬脆性材料的加工,磨削过程的本质是大量离散分布在砂轮表面的磨粒完成的滑擦、耕犁、切削作用的综合效果,其物理、力学作用机理十分复杂[1,2],导致磨削过程中的力、热、能量、摩擦等机制都还没有被全部解释清楚[3,4]。人们利用单颗磨粒磨削的方法研究了脆性材料产生的塑性变形及其相关机理[5-7]。而对于多磨粒去除脆性材料的相关机理研究则不多见[8]。本文采用Abaqus有限元模拟,研究了多磨粒磨削脆性材料过程中的应力、应变及温升特性。2多磨粒磨削有限元仿真采用金刚石磨粒,工件材质为氟金云母,密度3.512g/cm3,杨氏模量72GPa,比热容185J/(kg·K),热导率2.1W/(m·K),体热膨胀系数0.93×10-5/℃,磨削仿真的环境温度为20℃。仿真试验条件如表1所示。根据实际磨粒抽象出不规则棱台、斜圆锥和棱锥的磨粒,其排列顺序、方式及磨削作用点等如图1所示。表1仿真实验...  (本文共3页) 阅读全文>>