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基于自适应多尺度形态学分析的车轮扁疤故障诊断方法
  • ISSN号:1671-1637
  • 期刊名称:《交通运输工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:U270.331.1[机械工程—车辆工程;交通运输工程—载运工具运用工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]西南交通大学峨眉校区机械工程系,四川峨眉614202, [2]西南交通大学牵引动力国家重点实验室,四川成都610031, [3]中国中铁二院工程集团有限责任公司科学技术研究院,四川成都610031
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51375403); 中央高校基本科研业务费青年教师百人计划项目(2682014BR001EM)
中文摘要:

建立了56自由度车辆动力学模型与车轮扁疤模型,计算了车辆的动态响应。车辆的振动信息往往受到轨道不平顺和车速波动等因素的影响,为了能在强噪声背景下有效提取轮轨冲击特征,提出了自适应多尺度形态学滤波分析方法,研究了车轮扁疤引起的轴箱振动特征,分析了轨道激扰和车辆运行速度对车轮扁疤故障诊断效果的影响。仿真结果表明:在100、150、200km·h^-1的车速和美国五级谱、三级谱的激扰下,分别使用7个和9个尺度的结构元素进行形态学滤波,正确地识别出10、15、20Hz车轮扁疤故障频率。实测结果表明:当车速为40km·h^-1时,使用7个尺度的结构元素进行形态学滤波,提取出了2 Hz的故障频率,此频率与理论故障频率相对应,诊断结果可靠。

英文摘要:

A vehicle system dynamics model with 56 degrees of freedom and a wheel flat model were set up to calculate railway vehicle dynamic responses. The vibration information of vehicle was often influenced by various interferences, such as track irregularity and vehicle speed alteration. In order to effectively extract the wheel-track impact features from strong background noises, a self-adaptive multi-scale morphology filtering analysis algorithm was proposed to study the axle box vibration characteristics caused by wheel flat. The influences of track irregularity and vehicle running speed on the fault diagnosis result of axle box were discussed. Simulation result shows that the fault frequencies of 10, 15, 20 Hz are obtained by using morphology filter based on 7-scale and 9-scale structural elements at the speeds of 100, 150, 200 km· h- 1 with the American fifth grade and third grade track irregularities. Test result demonstrates that the fault frequency of 2 Hz is obtained by using morphology filter based on 7-scale structural element atthe speed of 40 km ·h^-1 , which is corresponding to the theoretic frequency of wheel flat, so diagnosis result is reliable. 10 figs, 19 refs.

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期刊信息
  • 《交通运输工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:长安大学
  • 主编:陈荫三
  • 地址:西安市南二环路中段
  • 邮编:710064
  • 邮箱:jygc@chd.edu.cn
  • 电话:029-82334388
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-1637
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1369/U
  • 邮发代号:52-195
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:13453