摩擦学故障种类诊断的D-S信息融合研究

利用光谱油料分析,铁谱监测,红外光谱分析等,对８ＮＶＤ８Ａ－Ｎｕ型柴油机进行了现场运行油液监测试验,根据试验结果和收集到的应用实例,总结了缸套活塞组的划伤,拉缸和腐蚀,轴承的擦伤,烧损,剥落和腐蚀,齿轮的点蚀,胶合和剥离等摩擦学故障种类及其油液监测的信息描述,利用领域专家经验给出了Ｄ－Ｓ证据组合理论的基本概率分配函数,确定了每种油液监测方法对上述摩擦学故障的支持程度,以柴油机缸套活塞组的“拉缸”故     

柴油机磨损状态监测及故障诊断专家系统知识库建立的研究

实践表明，为了确保机器的安全运行，避免突发性故障，对其实施磨损状态监测和故障诊断是十分必要的。尽管铁谱技术和光谱技术等在这方面的应用都比较成功，然而它们也各有其局限性。为了把机器的磨损状态监测和故障诊断技术推向更高的科学水平，在摩擦学系统的系统工程思想指导下，针对柴油机的“拉缸”和“拉瓦”故障，并且根据故障发生之前润滑油结构变化的各种信息，利用专家系统开发工具ＥＸＳＹＳ，建立了基于铁谱技术和光谱技术的柴油机磨损状态监测及故障诊断专家系统ＦＤＥＸＳＹＳ（Ｖ１．０）知识库；对该专家系统的测试和实际运行结果表明，所建立的知识库可以比较全面而可靠地描述柴油机的磨损状态及故障前兆，因而能够提醒用户适时采取有效措施以防止故障的发生。不仅如此，所述专家系统知识的获取方法、知识的分类表示及匹配方法等研究，对建立其它摩擦学系统的故障诊断专家系统都具有参考意义。     

柴油机磨损状态监测及故障诊断专家系统领域知识的获取

目前，摩擦学系统分析与摩擦学设计是摩擦学领域中很受重视的研究方向之一。继柴油机磨损状态监测及故障诊断专家系统ＦＤＥＸＳＹＳ（Ｖ１．０）知识库建立的研究之后，在摩擦学系统的系统工程思想指导耻，重点研究了ＦＤＥＸＳＹＳ专家系统领域知识的获取。以铁谱技术，光谱技术和润滑油性能指标测定技术作为磨损状态监测及故障诊断的工具，研究了由此输出的信息而获取领域知识。由于摩擦学知识的特殊性，对领域知识的获取综合了多     

基于证据推理规则的船舶柴油机磨损类型辨识研究

为了利用不确定、不完整信息对船舶柴油机磨损故障进行诊断,以磨粒的二维和三维特征作为诊断信息,提出了基于证据推理(ER)规则的船舶柴油机磨粒类型辨识模型,并以此作为识别柴油机磨损类型的依据.在船舶柴油机油底壳附近安装油液监测系统以采集油液样本,提取油液中磨粒的二维和三维特征.对每一磨粒特征进行k均值聚类确定其参考值,对磨粒样本与参考值的相似性进行似然归一化,获得了证据的置信度分布.考虑辨识证据的可靠性和重要性,利用ER融合规则对多条辨识证据进行融合,辨识磨粒类型,进而确定柴油机磨损类型.通过5折交叉验证以及不同模型对比分析表明:该模型能够利用不确定、不完整信息识别磨粒类型,确定柴油机磨损类型,并且模型结构简单,辨识准确性高,辨识结果客观、可靠.     

一种柴油机磨损的预测模型与试验研究

基于磨粒分析的油液监测技术，通常都偏重于从形态学方面进行研究，以获取单颗磨粒的“个体”信息，很少开展磨粒整体统计学方面的“整体”信息研究．其实，研究磨粒“整体”信息具有诸多优点，关键是如何从“整体”信息中获取反映摩擦学系统磨损状态转变和磨损程度分级的特征．通过在８ＮＶＤ４８Ａ－２Ｕ型柴油机上的现场监测试验研究，利用铁谱分析的ＤＬ和ＤＳ值，以及光谱分析的元素浓度值所包含的磨粒“整体”信息，建立了柴油机磨损程度的基准线，构造了磨损趋势校正的灰色预测模型，并且利用预测值和实测值的漂移值，设计了磨损趋势预测值的区间估计方法，以用于预报未来磨损的等级．这种基于磨粒“整体”信息的磨损预测方法，已用于８ＮＶＤ４８Ａ－２Ｕ型柴油机的实际监测，效果较好     

基于油液分析的柴油机可靠性试验磨损评价研究

介绍了＂EQD×××-××＂型柴油机的1000h混合负荷可靠性试验的试验方案.在该型柴油机的可靠性试验中,提出了开展柴油机磨损状态实时评价的概念,将磨损评价作为描述柴油机可靠性的一部分内容.在磨损评价时,通过运用油液分析中的光谱、铁谱和PQ分析等手段并结合趋势图分析,对该型柴油机试验阶段的磨损状态进行了识别.油液分析表明：在试验进行到400 h左右,试验柴油机出现了严重磨损,这一磨损评价结果与同一时段柴油机因阀座下沉引起气门间隙变小以及试验后柴油机拆检发现气门阀座磨损过大的实际情况相吻合.研究试验证实,磨损评价应成为分析柴油机可靠性的有机组成部分;将多种油液分析手段集成运用,可有效地描述柴油机可靠性试验过程中主要零部件的磨损状况,为柴油机可靠性评定提供了新的手段.     

基于Rough Set的油液故障诊断系统的知识发现

结合Rough Set理论和摩擦学系统的特点，讨论了油液故障诊断系统的不协调性．在包含度方法的基础上，将普通二元关系进行推广，提出了一种不协调油液故障诊断系统知识发现模型，给出具体的运算方法，并通过试验实例验证了该模型的有效性．结果表明，该模型在最大分布约简的基础上进行油液诊断知识获取，能够很好地完成不确定性问题的推理，并且可以推导出具有最大可信度的油液诊断知识规则．     

第21届材料磨损国际会议的总结评述

本文作者总结了第21届材料磨损国际会议概况,对研究最为活跃的滑动磨损、磨粒磨损、腐蚀、润滑、磨损建模与模拟、生物摩擦学以及高分子及高分子基复合材料磨损等研究领域的最新进展进行了评述.基于对本次会议报告的总结和概括,本文作者提出未来可能的研究重点:在生物摩擦学方面与人体疾病相关的组织、器官摩擦学性能值得重点关注;传统摩擦学研究在重现试验现象与总结试验规律的同时,更应深入地分析、归纳和总结其中包含的摩擦学机理;鉴于摩擦学模型对摩擦机理的深入揭示以及对摩擦学实际工程应用的指导,摩擦学建模值得大力发展.     

发动机气门—门座磨损失效机理实验研究

对发动机气门－门座的磨损失效进行了模拟实验研究,基于现代微观表面测试技术和摩擦学原理对气门－门座的磨损机理进行了探讨。研究结果表明：气门－门座接触表面的磨损失效是由于反复的弹、塑变形疲劳,亚表层的金属滑动、基体材料在高温下的蠕变滑动和腐蚀磨损等所致,这种失效呈片状疲劳裂纹和剥落特征。     

一种摩擦学状态在线监测系统的研究

研制了一种用于船用柴油机的摩擦学状态在线监测系统。它集磨粒监测，润滑油质量监测，柴油机扭矩及时转速监测于一体，利用在线铁谱技术监测润滑油中的铁磁性磨粒，利用容栅型电容传感器在线监测污染物引起的润滑油介电常数的变化，利用光电传感器和随轴转动齿盘产生的脉冲及相位差在线测量柴油机输出轴的扭矩及瞬时转速。此外，该监测系统还可将柴油机的磨损状态与动力状态相关联，监测由于各缸爆排压力变化造成的瞬时转速变化，从     

微乳化生物质燃油的往复运动摩擦学特性研究

采用发动机活塞环-缸套摩擦磨损试验台,研究了微乳化生物质燃油在活塞环-缸套摩擦副往复运动过程中的摩擦磨损特性.借助扫描电子显微镜及附带的能谱、X射线光电子能谱仪等分析测试手段考察了磨痕表面形貌及元素组成与含量、主要元素化学状态,探讨了摩擦磨损机理.结果表明,在微乳化生物质燃油润滑条件下,活塞环-缸套之间的摩擦系数和它们的磨损量均随着往复运动频率增加而增大,微乳化生物质燃油减摩性较0^#柴油好,耐磨性比0^#柴油差;摩擦磨损的机理归于微乳化生物质燃油中的极性基团如羧基（—COOH）易于吸附在摩擦副表面起到边界润滑作用,而乳化燃油中酸性物质在摩擦过程中加大了对摩擦表面的腐蚀,同时摩擦表面形成的Fe₂O₃氧化膜在摩擦力作用下脱落并充当磨粒,从而使磨损加剧.     

基于神经网络的机械磨损故障光谱定位诊断法

在分析常用光谱定位诊断方法的基础上提出了基于神经网络的光谱定位诊断法；将机械摩擦副材质的元素含量作为神经网络输入，将材质所对应的部件作为神经网络输出，建立了相应的神经网络训练样本；通过整理训练样本和训练神经网络，利用神经网络超强的非线性映射能力和容错性实现了磨损故障部位诊断；通过算例分析验证了所提出的诊断方法的可行性和准确性．结果表明，所建立的方法简洁有效，并具有很高的诊断精度．     

基于粗集—模糊理论的柴油机磨损模式识别

在总结柴油机磨损模式的磨粒分析基础上,首次提出在柴油机磨损模式识别中采用基于粗集和模糊理论相结合的模式识别方法。在建立磨损形式标准样本库的基础上,利用粗集理论对标准样本知识库进行简化和权重集计算,然后利用模糊理论确定隶属函数,最后给出结论。     

齿轮传动微点蚀与热胶合竞争性失效机制研究

基于工程应用中微点蚀与热胶合随机发生现象，阐述了两种失效模式的损伤机理，分析了两者发生模式转变的关联规律，并提出了大扭矩宽速域传动齿轮微点蚀与热胶合竞争性失效机制的理念；在润滑油膜厚度和瞬时啮合温度计算方法的基础之上，建立了两者强度校核的统一评价准则，并基于试验测试，验证了本文中所采用技术原理的合理性与正确性，最终确定了18CrNiMo7-6与普通矿物油组合的抗微点蚀与抗胶合承载能力关联校核方法；同时，结合计算分析与试验测试，给出了热胶合发生的极限啮合温度，并通过油膜厚度和表面粗糙度的比较，推荐了微点蚀设计合理的最小安全系数. 基于本文所得结论，希望能为高功率密度、宽旋转速域齿轮传动的设计提供一种分析方法.      

柴油发动机碳烟对缸套/活塞环摩擦学性能影响的研究

通过SRV IV摩擦磨损试验机考察了柴油机碳烟对柴油机缸套/活塞环摩擦副摩擦磨损性能的影响,借助扫描电子显微镜及能谱仪、三维表面形貌仪和拉曼光谱仪探讨了碳烟颗粒的摩擦学作用机理.结果表明:碳烟颗粒在高载荷时可以降低缸套/活塞环摩擦副间的摩擦系数,但在低载荷时对摩擦系数影响不大;碳烟颗粒会加剧缸套的磨损,其磨损形式主要为磨粒磨损.碳烟颗粒表现出减摩性的主要原因是其外层的乱层石墨在摩擦热和剪切作用下发生了剥离并在摩擦副表面形成了润滑膜.     

含磨粒油润滑齿轮胶合失效的计算模型与试验研究

在机械设备的运转过程中，齿轮润滑油都含有很多不同尺寸的磨粒，研究表明，磨粒产生的机械效应和热效应都不容忽视，前者可以导致齿轮的磨粒磨损，后者能够造成齿轮的胶合失效。尽管目前人们已经对磨粒导致胶合失效的机理有所认识，但还没有建立起相应的计算方法和模型，有关的试验分析方法也还没有看到文献报道。因此，从机理，计算方法和试验等方面对含磨粒润滑工况下的齿轮胶合失效进行了分析与研究，在给定的条件下，通过几种含     

磨损问题的仿真求解研究

利用仿真技术,以船用柴油机缸套活塞环为例,模拟其磨损过程,评判实际摩擦副的耐磨特性,为评价船用柴油机缺套－活塞环使用状况和磨损寿命提供了一种快速而经济的方法。     

不同压力角下自由端面对渐开线直齿轮弹流润滑性能的影响

区别于基于半空间理论的传统直齿轮弹流润滑模型,本文基于有限长空间解建立考虑轮齿自由端面影响的渐开线直齿轮有限长弹流润滑模型.采用叠加法构造自由端面,矩阵法和半解析法求解自由端面的影响,快速傅里叶变换算法加速齿面弹性变形计算;采用统一Reynolds方程法求解油膜压力和油膜厚度.以啮合节点为特征位置,分析比较不同压力角下自由端面对直齿轮弹流润滑的影响.结果表明:与半空间模型比较,考虑自由端面后端面峰值压力降低,压力分布更均匀,最小油膜厚度增大;增大轮齿压力角,节点压力水平减小,油膜厚度增大;当压力角不同时,自由端面对齿轮弹流润滑压力峰值的影响基本相当,对最小膜厚的影响较大.