上 部
第1章 內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng)與仿真分析簡介3
1.1 引言3
1.2 內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng)與活塞動(dòng)力學(xué)的研究概況3
1.2.1 內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析研究概況4
1.2.2 內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng)反問題簡述4
1.2.3 內(nèi)燃機(jī)活塞動(dòng)力學(xué)研究概況5
1.3 重要意義與主要內(nèi)容7
1.3.1 重要意義7
1.3.2 主要內(nèi)容7
1.3.3 仿真模型系統(tǒng)的確認(rèn)與驗(yàn)證8
第2章 發(fā)動(dòng)機(jī)故障振動(dòng)問題的技術(shù)路線分析9
2.1 引言9
2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷基本問題9
2.3 解決問題的技術(shù)路線11
第3章 直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)13
3.1 引言13
3.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)理論模型14
3.2.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析14
3.2.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作用力分析16
3.2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方程16
3.2.4 軸承摩擦力矩特性17
3.2.5 外載荷特性18
3.2.6 活塞組作用力18
3.2.7 工質(zhì)作用力19
3.3 計(jì)算模型19
3.3.1 算法設(shè)計(jì)19
3.3.2 算法實(shí)施20
3.4 數(shù)據(jù)參數(shù)20
3.5 模型驗(yàn)證21
3.5.1 運(yùn)動(dòng)副作用力特征的定性檢查21
3.5.2 穩(wěn)態(tài)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速波動(dòng)檢驗(yàn)22
第4章 發(fā)動(dòng)機(jī)一維氣體流動(dòng)熱力學(xué)計(jì)算24
4.1 引言24
4.2 理論模型24
4.2.1 系統(tǒng)基本方程25
4.2.2 缸內(nèi)傳熱模型27
4.2.3 燃燒放熱模型28
4.2.4 氣閥流量特性29
4.2.5 變工況燃燒模型參數(shù)計(jì)算30
4.2.6 渦輪增壓系統(tǒng)匹配計(jì)算30
4.3 計(jì)算模型31
4.3.1 算法設(shè)計(jì)31
4.3.2 穩(wěn)定工況獲取32
4.3.3 穩(wěn)定工況熱力學(xué)系統(tǒng)求解結(jié)果32
4.4 數(shù)據(jù)參數(shù)33
4.5 模型驗(yàn)證34
4.5.1 外特性驗(yàn)證34
4.5.2 對(duì)仿真柴油機(jī)效率的定性考察34
第5章 活塞二階運(yùn)動(dòng)計(jì)算36
5.1 引言36
5.2 理論模型36
5.2.1 考慮慣性的光滑型面下活塞二階運(yùn)動(dòng)方程39
5.2.2 活塞二階運(yùn)動(dòng)求解意義43
5.3 算法模型43

5.3.1 求解過程44
5.3.2 壓力分布求解44
5.3.3 動(dòng)力學(xué)方程求解迭代格式改進(jìn)47
5.4 幾何數(shù)據(jù)參數(shù)有效估計(jì)49
5.4.1 幾何及質(zhì)量參數(shù)49
5.4.2 活塞裙部型線49
5.4.3 數(shù)值求解活塞二階運(yùn)動(dòng)的有關(guān)參數(shù)50
5.5 模型確認(rèn)與驗(yàn)證50
5.5.1 模型驗(yàn)證50
5.5.2 模型確認(rèn)51
第6章 柴油機(jī)機(jī)體有限元建模與模型驗(yàn)證53
6.1 引言53
6.2 機(jī)體有限元建模54
6.2.1 單元和單元屬性54
6.2.2 子結(jié)構(gòu)劃分與結(jié)合面連接方式54
6.2.3 有限元建模和結(jié)構(gòu)簡化的處理55
6.2.4 支撐約束處理55
6.2.5 模型動(dòng)力響應(yīng)求解方法56
6.2.6 模型的檢查和驗(yàn)證56
6.3 柴油機(jī)機(jī)體錘擊試驗(yàn)布置與實(shí)施57
6.4 模態(tài)參數(shù)時(shí)域辨識(shí)58
6.4.1 ERA法概述58
6.4.2 算法實(shí)現(xiàn)60
6.4.3 模態(tài)參數(shù)辨識(shí)結(jié)果評(píng)估60
6.4.4 柴油機(jī)頻帶阻尼分布估計(jì)61
6.5 EMA與FEM結(jié)果比較61
第7章 活塞組橫向沖擊下機(jī)體表面振動(dòng)分析與驗(yàn)證63
7.1 引言63
7.2 理論模型64
7.2.1 基本假定64
7.2.2 機(jī)體結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析模型65
7.3 計(jì)算模型67
7.3.1 載荷組劃分67
7.3.2 工作情況下的阻尼估計(jì)69

7.3.3 穩(wěn)態(tài)工況熱力學(xué)參數(shù)獲取70
7.3.4 求解過程71
7.4 仿真模型確認(rèn)與驗(yàn)證71
7.4.1 與實(shí)際測(cè)試信號(hào)在頻域上的比較71
7.4.2 與實(shí)際測(cè)試信號(hào)在時(shí)域上的比較72
7.4.3 對(duì)實(shí)測(cè)波形特征點(diǎn)性質(zhì)的確認(rèn)73
7.5 不同工況與參數(shù)下活塞橫向沖擊引起表面瞬態(tài)響應(yīng)特性研究74
7.5.1 沖擊特性隨轉(zhuǎn)速的變化74
7.5.2 不同轉(zhuǎn)速時(shí)活塞對(duì)缸套主副推力側(cè)作用力**增量的變化75
參考文獻(xiàn)77
中 部
第8章 發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng)及其振動(dòng)傳遞路徑分析83
8.1 引言83
8.2 直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)表面振動(dòng)分析83
8.3 直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的激振源及其特性分析84
8.3.1 燃燒激振源85
8.3.2 活塞側(cè)向敲擊激振85
8.3.3 氣門撞擊激振86
8.4 柴油機(jī)振動(dòng)傳遞路徑分析86
第9章 發(fā)動(dòng)機(jī)表面振動(dòng)信號(hào)特性分析88
9.1 引言88
9.2 柴油機(jī)表面振動(dòng)信號(hào)的采集88
9.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試實(shí)例89
9.2.2 傳感器及測(cè)試儀的選取89
9.2.3 振動(dòng)測(cè)點(diǎn)位置89
9.2.4 采樣頻率的確定90
9.3 發(fā)動(dòng)機(jī)幾種常見故障的描述91
9.3.1 燃燒沖擊91
9.3.2 活塞側(cè)向敲擊91
9.3.3 進(jìn)、排氣門間隙異常91
9.4 發(fā)動(dòng)機(jī)表面振動(dòng)信號(hào)特性92
9.4.1 時(shí)域、頻域特性92
9.4.2 循環(huán)波動(dòng)特性92
9.4.3 非平穩(wěn)時(shí)變特性92
第10章 發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)烈度的頻域估計(jì)方法93
10.1 建立振動(dòng)烈度頻域估計(jì)表達(dá)式93
10.2 對(duì)振動(dòng)數(shù)據(jù)的要求95
10.3 基本公式的數(shù)值驗(yàn)證95
10.4 振動(dòng)烈度算法設(shè)計(jì)97
10.5 方法的驗(yàn)證98
第11章 基于瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)故障特征提取100
11.1 發(fā)動(dòng)機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速原理100
11.2 發(fā)動(dòng)機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速特征量提取100
11.3 瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號(hào)的數(shù)據(jù)處理與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析101
11.3.1 瞬時(shí)轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)的測(cè)試分析102
11.3.2 瞬時(shí)轉(zhuǎn)速諧波信號(hào)的測(cè)試分析105
第12章 配氣系統(tǒng)振動(dòng)的時(shí)域與頻域分析111
12.1 發(fā)動(dòng)機(jī)配氣系統(tǒng)振動(dòng)信號(hào)采集111
12.2 發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)信號(hào)時(shí)域分析112
12.2.1 峰峰值法的振動(dòng)信號(hào)特征提取112
12.2.2 信號(hào)多測(cè)點(diǎn)信息融合診斷分析114
12.2.3 實(shí)例測(cè)試分析115
12.3 發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)信號(hào)頻域分析117
12.3.1 基于STFT的發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)信號(hào)特征提取117
12.3.2 STFT功率譜能量的振動(dòng)信號(hào)分析120
12.3.3 實(shí)測(cè)信號(hào)分析122
12.3.4 時(shí)域沖擊特征識(shí)別130
12.3.5 沖擊特征參數(shù)提取131
第13章 基于小波分析的發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)分析133
13.1 傅里葉分析與小波分析133
13.1.1 Fourier 分析133
13.1.2 小波分析原理簡介134
13.1.3 二進(jìn)小波和二進(jìn)小波變換135
13.2 小波多分辨率分析136
13.2.1 正交小波136
13.2.2 正交多分辨分析136
13.2.3 Doubechies緊支小波137

13.3 正交小波包分析138
13.3.1 小波變換與時(shí)-頻分析138
13.3.2 正交小波包139
13.3.3 小波包算法139
13.3.4 利用小波包進(jìn)行信號(hào)的消噪處理140
13.3.5 利用小波包分析進(jìn)行信號(hào)特征提取143
13.4 Laplace基波相關(guān)性的特征參數(shù)提取145
13.4.1 Laplace小波及其特性145
13.4.2 基于Laplace小波提取進(jìn)、排氣門落座沖擊響應(yīng)特征參數(shù)146
第14章 匹配追蹤法的發(fā)動(dòng)機(jī)多故障綜合診斷152
14.1 匹配追蹤法的故障特征提取152
14.1.1 信號(hào)的展開與內(nèi)積152
14.1.2 匹配追蹤信號(hào)展開153
14.1.3 匹配追蹤時(shí)頻表示與分布155
14.1.4 匹配追蹤法的故障實(shí)例分析156
14.2 匹配追蹤法的多故障綜合診斷160
14.2.1 多故障綜合診斷的統(tǒng)一算法161
14.2.2 信號(hào)**化匹配追蹤分解算法161
14.3 多故障實(shí)例分析162
14.3.1 多缸進(jìn)氣門間隙故障162
14.3.2 多缸排氣門間隙故障164
14.3.3 多缸進(jìn)氣門、排氣門間隙故障的診斷165
14.3.4 燃燒沖擊及活塞敲缸沖擊故障診斷167
第15章 發(fā)動(dòng)機(jī)多故障綜合診斷方法169
15.1 馬氏距離方法對(duì)沖擊類型的識(shí)別169
15.1.1 馬氏距離的定義169
15.1.2 多類馬氏距離判別169
15.1.3 實(shí)例分析170
15.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在發(fā)動(dòng)機(jī)配氣系統(tǒng)故障診斷中的應(yīng)用172
15.2.1 神經(jīng)元模型173
15.2.2 三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)173
15.2.3 故障診斷的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)174
15.2.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類識(shí)別176
參考文獻(xiàn)183

下 部
第16章 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱故障診斷187
16.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀187
16.2 大型風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)及典型故障概述188
16.2.1 大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基本結(jié)構(gòu)188
16.2.2 大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)189
16.2.3 大型風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)典型故障191
第17章 風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)故障特征及診斷方法195
17.1 轉(zhuǎn)子故障機(jī)理與特征195
17.1.1 轉(zhuǎn)子不平衡195
17.1.2 轉(zhuǎn)子彎曲196
17.1.3 轉(zhuǎn)子支承部