[发明专利]一种判定可拆卸盘鼓型转子装配可靠度的方法

摘要

本发明公开了一种判定可拆卸盘鼓型转子装配可靠度的方法，首先对可拆卸盘鼓型转子进行台架敲击试验，采集其动态响应信号并进行特征提取，构造每种装配状态的特征矩阵;然后建立各状态特征矩阵的正交子空间;计算基准状态与未知状态正交子空间基向量的主夹角，并定义一种判定可拆卸盘鼓型转子装配质量的指标——主夹角余弦值，作为可拆卸盘鼓型转子装配质量的可靠度。该判定方法操作简便、结果可靠、实时性强，适用于生产现场判定可拆卸盘鼓型转子装配的可靠程度，有利于提高航空发动机、燃气轮机中可拆卸盘鼓型转子的装配质量和运行可靠性，具有工程应用价值。

主权项

1.一种判定可拆卸盘鼓型转子装配可靠度的方法，其特征在于，包括下述步骤：（1）实时采集可拆卸盘鼓型转子良好装配状态和未知装配状态的动态响应信号，计算动态响应信号的时域统计特征、频域统计特征和小波域统计特征；（2）对采集到的振动响应信号分段，提取每一段信号的时域特征、频域特征和小波域统计特征，构成状态特征矩阵X：X=[x1,...,xi,...,xs]=T11...T1i...T1s·········T161...T16i...T16sF11...F1i...F1s·········F131...F13i...F13sDWPE1...DWPEi...DWPEs]]>其中，T₁,T₂,…,T₁₆表示16个时域统计特征;F₁,F₂,…,F₁₃表示13个频域统计特征;D_WPE表示小波域统计特征；i＝1,2,…,s表示所统计信号段数；利用核主成分分析法分解该状态特征矩阵，建立状态特征矩阵的正交子空间；V=[v₁,v₂,…,v_r]其中，v₁,v₂,…,v_r表示状态特征矩阵子空间V的基向量，r为空间维数；（3）计算子空间基向量主夹角余弦值：装配质量良好的基准状态正交子空间为：装配质量未知状态的正交子空间为：其中i＝1,2,…,r₁和i＝1,2,…,r₂分别为V₁和V₂的基向量；基向量和的元素个数都等于时域、频域和小波域统计特征的个数；定义矩阵S为：对矩阵S进行奇异值分解，得到矩阵S的特征值向量：Λ=[λ1,λ2,...,λmin(r1,r2)]]]>其中，λ_i,i＝1,2,…,min(r₁,r₂)为特征值;根据特征值向量Λ，计算子空间基向量之间的主夹角θ为：θ=[θ1,θ2,...,θmin(r1,r2)],]]>其中：θ_i=arccos(λ_i);i=1,2,…,min(r₁,r₂)；主夹角θ反映了矩阵V₁和V₂的相似程度；（4）利用主夹角θ，定义可靠度指标为：R=cos(1min(r1,r2)||θ||2)]]>其中，由主夹角的定义可知，θ_i满足由此可知0≤1min(r1,r2)||θ||2≤π2,]]>0≤R≤1；（5）用可靠度指标R即可判定可拆卸盘鼓型转子装配质量：R越接近1表明可拆卸盘鼓型转子装配质量与基准状态越接近；反之，R越接近0表明可拆卸盘鼓型转子装配质量越偏离基准状态。