滚动轴承故障特征的时间—小波能量谱提取方法

振动信号中的周期性冲击现象是诊断滚动轴承各元件故障的重要依据之一,针对滚动轴承故障特征,在小波变换理论基础上提出一种时间—小波能量谱信号处理方法,它能够有效地提取出振动信号中冲击成分的时域和频域特征。利用时间—小波能量谱方法分析正常、外圈故障、内圈故障、滚珠故障等四种状态下滚动轴承的振动信号,并与传统的包络解调分析方法进行对比分析。时间—小波能量谱不仅可以有效提取出冲击特征明显的滚动轴承外圈故障,还能提取出内圈、滚珠等信号特征微弱的滚动轴承故障,而包络解调分析方法只能提取出外圈故障特征而不能提取出滚珠故障、内圈故障特征。结果表明,时间—小波能量普比包络解调分析方法更能有效地提取出振动信号中的冲击信号成分。

移动荷载作用下基于时间—小波能量谱的简支梁损伤识别研究

为识别简支梁结构的损伤,采用有限元方法求解在移动荷载作用下简支梁的动力响应,将梁体损伤前后的单点位移响应残差通过连续小波变换得到位移响应残差的时间—小波能量谱,采用时间—小波能量谱峰值位置和峭度等指标来识别损伤位置和损伤程度,并考虑了多损伤、损伤程度、测点位置及噪声的影响。研究表明,通过时间—小波能量谱的峰值位置可以有效识别简支梁损伤位置;对于单损伤的识别效果不受损伤处与监测点距离的影响,而距监测点较近的多损伤更容易识别,并且在测点与损伤距离一定的情况下,测点位置对损伤识别的影响较小;时间—小波能量谱的峭度指标随裂纹相对深度的增加而增大,且满足二次多项式关系,简支梁的损伤程度可以采用时间—小波能量谱的峭度指标来评价;基于时间—小波能量谱的损伤识别方法和损伤评估指标均具有较强的噪声鲁棒性,能够适应实际工程中的强噪环境。