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螺纹连接是机器设备中最主要的零部件连接方式,其连接状态直接影响设备的可靠性,及时准确地监测螺纹连接状态对保障整个系统的正常运行具有重要意义。振动信号表征螺纹连接状态的低频特性,声发射信号主要表征由于结合面的微动摩擦和碰撞引起的高频特性。本文采用小波分析提取反映螺纹连接状态的振动与声发射信号的低频与高频特征量,以达到进行连接状态辨识的目的。主要研究内容有:
首先介绍了信号分析的基本理论,分析了螺纹联接结构特性,分析了不同连接状态特征并对连接状态进行了简单划分,提出了基于小波理论的螺纹连接状态辨识方法。该方法是根据螺纹连接状态特性选取小波函数、进行尺度划分,期望通过小波分析得到反映连接状态的敏感频带,提取与连接状态密切相关的特征量并对连接状态进行辨识。
其次构建了螺纹联接结构信号采集与分析系统,该系统由硬件和软件两部分组成,软件部分包括了激励信号生成模块、响应信号采集模块以及小波分析模块。
最后对不同激励强度下的振动和声发射信号进行了小波分解和小波包能量分析,选取了对螺纹联接结构状态敏感的频带能量系数作为特征量,在此基础上,设定阈值,对实验样本进行螺纹连接状态辨识。研究结果表明:采用振动与声发射信号均可实现螺纹连接状态辨识;单独采用振动信号的辨识效果要优于声发射信号的辨识效果;若采用振动信号与声发射信号联合进行辨识的效果更佳。