高速滚动轴承故障机理与诊断方法

图书标准信息

• 作者 秦毅
• 出版社 科学出版社
• 出版时间 2022-10
• 版次 1
• ISBN 9787030713513
• 定价 129.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 页数 212页
• 字数 314千字

【内容简介】

高速滚动轴承的寿命关系到高速列车服役性能及其安全，因此，研究高速滚动轴承的故障机理与诊断方法对保障交通运输安全具有重大科学意义和工程价值。本书将从高速滚动轴承故障动力学机理、故障特征提取、智能诊断模型等三方面进行阐述。其中，故障动力学机理包括滚动轴承故障动力学相关理论、二自由度高速滚动轴承故障动力学模型、多自由度高速滚动轴承故障动力学模型等；故障特征提取包括基于指标的特征提取、基于稀疏表示的特征提取、变转速下故障特征提取等；智能诊断模型包括传统深度学习模型、梯度稳定的深度学习模型、迁移诊断模型等。

【目录】

章绪论1

1.1滚动轴承基础知识1

1.1.1滚动轴承的特点与重要1

1.1.2滚动轴承的主要类型2

1.1.3滚动轴承的典型失效形式4

1.2滚动轴承故障机理与诊断方研究现状10

1.2.1故障机理研究现状10

1.2.2稳态信号下的特征提取研究现状12

1.2.3变转速工况下的故障特征提取研究现状14

1.2.4故障诊断方研究现状17

参文献18

第2章滚动轴承动力学相关基础理论26

2.1滚动轴承动力学模型26

2.2赫兹接触理论26

2.3作用力28

2.4角接触球轴承结构特点29

2.4.1几何关系29

2.4.2曲率半径30

2.4.3二自由度简化模型31

参文献31

第3章二自由度高速滚动轴承故障动力学建模与分析33

3.1故障位移激励模型33

3.1.1传统故障位移激励模型34

3.1.2滚动体耦合与分段综合作用故障位移激励模型35

3.1.3样条插值位移激励模型37

3.2二自由度滚动轴承故障动力学模型39

3.2.1滚动体受力分析39

3.2.2典型故障模式下高速滚动轴承动力学建模43

3.3数值计算与结果分析44

3.3.1单个滚动体与滚道间的赫兹接触力45

3.3.2不同故障大小及不同转速下轴承加速度动态响应47

3.4实验对比分析51

参文献56

第4章多自由度高速滚动轴承故障动力学建模与分析58

4.1多自由度高速滚动轴承故障动力学模型58

4.1.1滚动体与轴承内/外圈接触力和接触变形计算59

4.1.2保持架动力学建模60

4.1.3滚动体动力学建模61

4.1.4内圈动力学建模62

4.2数值计算与结果分析63

4.2.1不同径向载荷作用下滚动轴承动态响应63

4.2.2不同转速下滚动轴承动态响应68

4.2.3不同故障大小下滚动轴承动态响应71

4.2.4保持架动态响应的实验验证74

4.3实验对比分析75

参文献80

第5章基于峭度指标的高速滚动轴承故障特征提取方81

5.1传统指标方81

5.1.1谱峭度图81

5.1.2包络谱峭度84

5.1.3循环成分比86

5.2基于优化的morlet小波和峭度的特征提取方88

5.2.1morlet小波优化88

5.2.2特征尺度选取88

5.2.3软阈值降噪与特征重构89

5.2.4应用实例与对比分析91

5.3基于复合加权特征能量比的特征提取方92

5.3.1特征能量比92

5.3.2加权特征能量比93

5.3.3复合加权特征能量比93

5.3.4应用实例与对比分析94

5.4基于自适应谐次峭度的特征提取方101

5.4.1谐次峭度指标101

5.4.2相对局部阈值102

5.4.3自适应谐次峭度指标104

5.4.4基于改进蝙蝠算的*佳共振频带搜索105

5.4.5应用实例与对比分析106

参文献111

第6章基于稀疏表示的高速滚动轴承故障特征提取方113

6.1稀疏表示基础理论113

6.2振动模型驱动稀疏表示及其在故障特征提取中的应用114

6.2.1冲击小波字典构造114

6.2.2稀疏优化模型与求解算115

6.2.3应用实例与对比分析118

6.3数据驱动稀疏表示及其在故障特征提取中的应用120

6.3.1改进的正交匹配追踪算120

6.3.2具有自适应冲击字典的一维快速k-svd算122

6.3.3应用实例与对比分析125

6.4近似l1-l0稀疏模型及其在故障特征提取中的应用127

6.4.1基于近似l1-l0的非凸正则化稀疏模型127

6.4.2模型的字典学求解算128

6.4.3应用实例与对比分析131

参文献137

第7章变转速下高速滚动轴承故障特征提取方138

7.1基于vold-kalman阶次分析的故障特征提取方138

7.1.1基于vold-kalman的谐波分量自适应提取方140

7.1.2谐波分量的瞬时相位提取与角域重采样方143

7.1.3应用实例与对比分析145

7.2基于改进viterbi算的故障特征提取方149

7.2.1viterbi算的问题149

7.2.2改进viterbi算150

7.2.3在变转速故障特征提取中的应用153

参文献155

第8章梯度稳定的高速滚动轴承故障智能诊断模型157

8.1相关理论基础157

8.1.1经典的深度学神经网络157

8.1.2传统的激活函数158

8.2isigmoid激活函数及其智能故障诊断模型162

8.2.1isigmoid激活函数构造与分析162

8.2.2基于isigmoid激活函数的dbn164

8.2.3应用实例与对比分析165

8.3reltanh激活函数及其智能诊断模型168

8.3.1reltanh激活函数的构造与分析168

8.3.2基于reltanh激活函数的深度学模型171

8.3.3应用实例与对比分析171

参文献175

第9章少样本下高速滚动轴承的故障迁移诊断模型177

9.1迁移学理论基础177

9.1.1迁移学的应用场景177

9.1.2迁移学分类177

9.1.3经典域自适应模型178

9.2多尺度迁移投票机制及其在迁移诊断中的应用179

9.2.1多尺度迁移机制179

9.2.2多迁移投票机制181

9.2.3基于多尺度迁移投票机制的深度域混淆模型182

9.2.4应用实例与对比分析184

9.3参数共享对抗域自适应网络及其在迁移诊断中的应用186

9.3.1参数共享对抗域自适应网络的结构186

9.3.2网络的损失函数设计187

9.3.3不衡对抗训练策略188

9.3.4应用实例与对比分析191

9.4深度联合分布对齐模型及其在迁移诊断中的应用193

9.4.1联合分布对齐的理论基础193

9.4.2网络优化目标与训练195

9.4.3应用实例与对比分析197

参文献200