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水润滑橡胶艉轴承摩擦振动图像序列的处理方法研究
| 论文题名： | 水润滑橡胶艉轴承摩擦振动图像序列的处理方法研究 |
| 关键词： | 船舶推进系统;水润滑橡胶艉轴承;摩擦振动;原位测量;机器视觉;图像处理 |
| 摘要： | 自建设“海洋强国”战略目标实施以来，我国的船舶行业大步迈进发展的新阶段。相应地，日益严苛的标准和规范对船用设备的安全可靠性能、对提高船舶轴系效率以及消除船舶污染等方面提出了更高的要求。用以支承螺旋桨轴的艉轴承是船舶推进系统的重要组成部分之一，以水（舷外水、净水循环或水基润滑剂）取代油作润滑剂能从根源上减少甚至消除推进系统润滑油泄漏带来的严重水体污染，符合资源节约型和环境友好型的要求。水润滑艉轴承在非平稳摩擦过程中因润滑条件恶劣常伴有异常振动，这种摩擦自激振动被认为是舰船的主要噪声源之一，如若能在设计阶段就对摩擦副接触表面间的摩擦振动进行客观描述和评估，不仅能为相关机理研究提供数据支持，还能进一步为推进轴系减振降噪提供思路。本文为掌握水润滑橡胶艉轴承摩擦振动的特征，搭建了一种基于高速视觉的原位测量系统，以试验采集的图像序列为研究对象，提出了一种处理方法以挖掘试样摩擦振动信息，探究了水润滑橡胶艉轴承摩擦振动和试样橡胶层厚度间的关系。本文的主要研究内容如下： （1）根据计算机视觉基本原理，搭建基于高速视觉的原位测量系统，阐述其测试原理及系统的硬件构成。设计关于橡胶层厚度、转速和加载压力的正交试验，采集了不同工况下橡胶艉轴承的摩擦振动图像序列，组成数据集丰富了摩擦振动现象的客观表达。 （2）提出了一种水润滑橡胶艉轴承摩擦振动图像序列的处理方法，避免了因目标丢失被迫反复进行人工框选所带来的测量误差，并通过导入蒙版的形式框选感兴趣区域（Region of Interest，ROI），以此来降低图像处理的运算冗余。 （3）将弱小标记点的振动特征提取转换为对图像序列每一帧中目标点的位置信息提取，并通过轮廓检测、筛选及形心坐标计算实现弱小标记点位移场的振动测量。 （4）基于对正交试验全部图像序列数据集的处理，探究了水润滑橡胶艉轴承摩擦振动和试样橡胶层厚度间的关系，研究表明摩擦振动的响应频率随着橡胶层厚度的增加而降低，低速重载工况下艉轴承橡胶层越厚则越易产生明显的低频颤振现象。 |
| 作者： | 何子轩 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 周新聪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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