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变速器疲劳可靠性试验及其故障诊断研究
| 论文题名： | 变速器疲劳可靠性试验及其故障诊断研究 |
| 关键词： | 变速器;疲劳寿命;故障诊断;可靠性试验 |
| 摘要： | 变速器是汽车传动系统的重要组成部分，汽车在行驶过程中会遇到各种复杂的路况，变速器的受力情况非常复杂，一般来说，汽车的使用寿命就等于变速器的使用寿命，变速器的可靠性直接关系到汽车整车的可靠性水平。在变速器的设计与制造过程中，在理论上对变速器及其零部件采用各种方法进行可靠性分析与疲劳寿命预测，这些都是变速器可靠性设计必不可少的重要过程。但是影响变速器寿命和可靠性的因素很多，只靠设计阶段的可靠性分析和寿命预测是远远不够的。因此需要对变速器进行疲劳可靠性试验，通过试验来对变速器的疲劳寿命和可靠性进行分析。在疲劳可靠性试验中，需要对变速器进行故障诊断，及时获悉变速器是否发生故障，并确诊故障部位，这对变速器的疲劳寿命与可靠性分析十分重要。 设计了专用的变速器疲劳可靠性试验台架，同时介绍了试验台的框架原理图及其工作原理。变速器疲劳可靠性试验台为变速器的可靠性分析和寿命预测提供了试验基础。利用Miner疲劳累积损伤理论，分析了变速器零部件疲劳寿命的估算方法。基于应力—强度干涉模型、剩余强度模型和疲劳累计损伤模型在理论上分析了变速器零部件在等幅载荷、变幅载荷和随机载荷下的可靠度求解方法，此外还介绍了变速器的疲劳寿命试验具体方案及其试验结果。 由于变速器是结构密封的，在疲劳试验中需要随时对变速器的运行状态监测，及时获悉变速器是否发生故障，即对变速器的振动信号分析诊断出变速器是否发生故障并确定故障部位。由于采集到的振动信号具有非线性、非平稳的特征，且还混合着很多噪声，分析研究了自适应加噪互补的总体平均经验模态分解（CEEMDAN）与奇异值差分谱的理论，设计了基于CEEMDAN-SVD与Hilbert包络的故障特征提取方法。先通过CEEMDAN分解得到IMF分量，筛选出有效的IMF分量，对IMF分量进行SVD降噪重构，对重构后的信号进行Hilbert包络分析，提取故障特征频率，确定故障部位。并对仿真信号进行了分析，发现所提方法的有效性。 根据变速器疲劳寿命试验的结果已知故障发生部位及故障类型，对故障数据进行分析，验证基于CEEMDAN-SVD与Hilbert包络的故障特征提取方法在实际工程中是否有效。分别对变速器的晚期故障与早期故障振动信号进行分析研究，分析结果表明基于CEEMDAN-SVD与Hilbert包络的故障特征提取方法具有一定的可行性和有效性。 |
| 作者： | 谢志谦 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 孙虎儿 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中北大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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