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紧密排列螺栓结构松动检测的关键技术研究
| 论文题名： | 紧密排列螺栓结构松动检测的关键技术研究 |
| 关键词： | 磁浮列车;螺栓结构;紧密排列;松动检测 |
| 摘要： | 螺栓是磁浮列车发展中至关重要的连接部件，对其进行松动检测对于磁浮列车运行的安全性和稳定性有着至关重要的影响。磁浮列车的F轨通常采用了更紧密的多螺栓连接结构，由于螺栓之间间距较小，传统的检测方法存在一定困难，检测效果有局限性。因此，本文基于非接触式振动信号分析方法，对F轨紧密排列螺栓连接结构的螺栓松动检测展开研究，旨在解决传统检测方法在检测紧密排列螺栓结构松动方面存在的困难和局限性，为低真空管道磁浮系统提供一种有效的螺栓松动检测的技术参考。 考虑到实测振动数据中存在噪声干扰，通过对比几种经验模态分解方法，利用互补集合经验模态分解（CEEMD）算法来挖掘振动信号中有效的高频特征分量，并提出了基于CEEMD的能量损伤指数（CEEMD_EDI），作为螺栓松动状态的判断依据。 为了提供可靠的实测数据，针对目前数据记录仪存在通道少、传输速率慢和采样精度低等问题，自主研发了一套基于ZYNQ 7020主控板的多通道高精度数据记录仪，并开发了对数据进行实时传输的千兆以太网上位机软件，提高了数据传输效率，为螺栓松动检测实验提供了可靠的数据采集存储系统。 在ANSYS有限元分析软件中建立紧密排列螺栓结构有限元模型，通过设置不同预紧力的方式，将螺栓分为全紧、全松动、不同位置的个别松动以及有松动风险的状态，并对这些状态进行了模态和瞬态动力学分析。通过提取瞬态分析的响应数据，利用CEEMD方法对响应数据进行了特征信号的提取，计算得到了不同松动状态、不同检测点的能量损伤指数变化规律，为实验检测提供参考依据。 在实验室已有的条件下，制作了简化版磁浮F轨中紧密排列的螺栓连接结构，搭建了实验平台，对结构进行了不同松动状态下的冲击振动实验，并利用本文方法进行了不同松动状态的检测。结果表明本文所提方法在紧密排列的螺栓结构中能正确反映不同状态的螺栓松动情况，可为后续的工程试验提供一定的检测依据。 |
| 作者： | 冯广义 |
| 专业： | 交通运输 |
| 导师： | 尤文斌;张红艳;张晋业 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中北大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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