上 部
第1章 內(nèi)燃機結(jié)構振動與仿真分析簡介3
1.1 引言3
1.2 內(nèi)燃機結(jié)構振動與活塞動力學的研究概況3
1.2.1 內(nèi)燃機結(jié)構振動分析研究概況4
1.2.2 內(nèi)燃機結(jié)構振動反問題簡述4
1.2.3 內(nèi)燃機活塞動力學研究概況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)的確認與驗證8
第2章 發(fā)動機故障振動問題的技術路線分析9
2.1 引言9
2.2 發(fā)動機故障診斷基本問題9
2.3 解決問題的技術路線11
第3章 直列六缸發(fā)動機曲柄滑塊機構動力學13
3.1 引言13
3.2 曲柄滑塊機構理論模型14
3.2.1 曲柄滑塊機構運動分析14
3.2.2 曲柄滑塊機構作用力分析16
3.2.3 發(fā)動機曲柄滑塊機構動力學方程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 計算模型19
3.3.1 算法設計19
3.3.2 算法實施20
3.4 數(shù)據(jù)參數(shù)20
3.5 模型驗證21
3.5.1 運動副作用力特征的定性檢查21
3.5.2 穩(wěn)態(tài)瞬時轉(zhuǎn)速波動檢驗22
第4章 發(fā)動機一維氣體流動熱力學計算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)計算30
4.2.6 渦輪增壓系統(tǒng)匹配計算30
4.3 計算模型31
4.3.1 算法設計31
4.3.2 穩(wěn)定工況獲取32
4.3.3 穩(wěn)定工況熱力學系統(tǒng)求解結(jié)果32
4.4 數(shù)據(jù)參數(shù)33
4.5 模型驗證34
4.5.1 外特性驗證34
4.5.2 對仿真柴油機效率的定性考察34
第5章 活塞二階運動計算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動方程39
5.2.2 活塞二階運動求解意義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 動力學方程求解迭代格式改進47
5.4 幾何數(shù)據(jù)參數(shù)有效估計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)值求解活塞二階運動的有關參數(shù)50
5.5 模型確認與驗證50
5.5.1 模型驗證50
5.5.2 模型確認51
第6章 柴油機機體有限元建模與模型驗證53
6.1 引言53
6.2 機體有限元建模54
6.2.1 單元和單元屬性54
6.2.2 子結(jié)構劃分與結(jié)合面連接方式54
6.2.3 有限元建模和結(jié)構簡化的處理55
6.2.4 支撐約束處理55
6.2.5 模型動力響應求解方法56
6.2.6 模型的檢查和驗證56
6.3 柴油機機體錘擊試驗布置與實施57
6.4 模態(tài)參數(shù)時域辨識58
6.4.1 ERA法概述58
6.4.2 算法實現(xiàn)60
6.4.3 模態(tài)參數(shù)辨識結(jié)果評估60
6.4.4 柴油機頻帶阻尼分布估計61
6.5 EMA與FEM結(jié)果比較61
第7章 活塞組橫向沖擊下機體表面振動分析與驗證63
7.1 引言63
7.2 理論模型64
7.2.1 基本假定64
7.2.2 機體結(jié)構動力學分析模型65
7.3 計算模型67
7.3.1 載荷組劃分67
7.3.2 工作情況下的阻尼估計69

7.3.3 穩(wěn)態(tài)工況熱力學參數(shù)獲取70
7.3.4 求解過程71
7.4 仿真模型確認與驗證71
7.4.1 與實際測試信號在頻域上的比較71
7.4.2 與實際測試信號在時域上的比較72
7.4.3 對實測波形特征點性質(zhì)的確認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)速時活塞對缸套主副推力側(cè)作用力**增量的變化75
參考文獻77
中 部
第8章 發(fā)動機結(jié)構振動及其振動傳遞路徑分析83
8.1 引言83
8.2 直列六缸發(fā)動機表面振動分析83
8.3 直列六缸發(fā)動機振動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 柴油機振動傳遞路徑分析86
第9章 發(fā)動機表面振動信號特性分析88
9.1 引言88
9.2 柴油機表面振動信號的采集88
9.2.1 發(fā)動機測試實例89
9.2.2 傳感器及測試儀的選取89
9.2.3 振動測點位置89
9.2.4 采樣頻率的確定90
9.3 發(fā)動機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、排氣門間隙異常91
9.4 發(fā)動機表面振動信號特性92
9.4.1 時域、頻域特性92
9.4.2 循環(huán)波動特性92
9.4.3 非平穩(wěn)時變特性92
第10章 發(fā)動機振動烈度的頻域估計方法93
10.1 建立振動烈度頻域估計表達式93
10.2 對振動數(shù)據(jù)的要求95
10.3 基本公式的數(shù)值驗證95
10.4 振動烈度算法設計97
10.5 方法的驗證98
第11章 基于瞬時轉(zhuǎn)速的發(fā)動機故障特征提取100
11.1 發(fā)動機瞬時轉(zhuǎn)速原理100
11.2 發(fā)動機瞬時轉(zhuǎn)速特征量提取100
11.3 瞬時轉(zhuǎn)速信號的數(shù)據(jù)處理與實驗結(jié)果分析101
11.3.1 瞬時轉(zhuǎn)速脈沖信號的測試分析102
11.3.2 瞬時轉(zhuǎn)速諧波信號的測試分析105
第12章 配氣系統(tǒng)振動的時域與頻域分析111
12.1 發(fā)動機配氣系統(tǒng)振動信號采集111
12.2 發(fā)動機振動信號時域分析112
12.2.1 峰峰值法的振動信號特征提取112
12.2.2 信號多測點信息融合診斷分析114
12.2.3 實例測試分析115
12.3 發(fā)動機振動信號頻域分析117
12.3.1 基于STFT的發(fā)動機振動信號特征提取117
12.3.2 STFT功率譜能量的振動信號分析120
12.3.3 實測信號分析122
12.3.4 時域沖擊特征識別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)動機振動分析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 二進小波和二進小波變換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-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 利用小波包進行信號的消噪處理140
13.3.5 利用小波包分析進行信號特征提取143
13.4 Laplace基波相關性的特征參數(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、排氣門落座沖擊響應特征參數(shù)146
第14章 匹配追蹤法的發(fā)動機多故障綜合診斷152
14.1 匹配追蹤法的故障特征提取152
14.1.1 信號的展開與內(nèi)積152
14.1.2 匹配追蹤信號展開153
14.1.3 匹配追蹤時頻表示與分布155
14.1.4 匹配追蹤法的故障實例分析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**化匹配追蹤分解算法161
14.3 多故障實例分析162
14.3.1 多缸進氣門間隙故障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)動機多故障綜合診斷方法169
15.1 馬氏距離方法對沖擊類型的識別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 實例分析170
15.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡在發(fā)動機配氣系統(tǒng)故障診斷中的應用172
15.2.1 神經(jīng)元模型173
15.2.2 三層神經(jīng)網(wǎng)絡的基本結(jié)構173
15.2.3 故障診斷的神經(jīng)網(wǎng)絡設計174
15.2.4 神經(jīng)網(wǎng)絡分類識別176
參考文獻183

下 部
第16章 風力發(fā)電機組齒輪箱故障診斷187
16.1 風力發(fā)電機組狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀187
16.2 大型風電機組傳動系統(tǒng)及典型故障概述188
16.2.1 大型風力發(fā)電機組基本結(jié)構188
16.2.2 大型風力發(fā)電機組傳動系統(tǒng)189
16.2.3 大型風電機組傳動系統(tǒng)典型故障191
第17章 風電機組傳動系統(tǒng)故障特征及診斷方法195
17.1 轉(zhuǎn)子故障機理與特征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