裝甲車輛故障診斷技術(shù)

第１章　緒　論001
１．１　故障診斷的相關(guān)概念004
１．１．１　故障模式004
１．１．２　故障模式、影響及其危害性分析005
１．１．３　故障診斷005
１．１．４　故障機(jī)理005
１．１．５　測試性006
１．１．６　故障檢測率006
１．１．７　故障隔離率007
１．１．８　虛警率007
１．１．９　故障等級(jí)和危害度007
１．１．１０　平均故障間隔時(shí)間008
１．１．１１　檢測參數(shù)008
１．１．１２　特征參量008
１．１．１３　評(píng)估指標(biāo)008
１．１．１４　狀態(tài)評(píng)估008
１．１．１５　故障預(yù)測與健康管理009
１．１．１６　故障與失效009
１．２　設(shè)備故障診斷的意義009
１．２．１　提高設(shè)備的安全性和可靠性，保證設(shè)備具有足夠高的
完好率010
１．２．２　降低維修費(fèi)用，獲取間接的經(jīng)濟(jì)效益010
１．２．３　避免重大事故的發(fā)生，將帶來顯著的社會(huì)效益011
１．３　故障診斷技術(shù)國內(nèi)外研究狀況011
１．３．１　國外設(shè)備故障診斷技術(shù)研究狀況012
１．３．２　國內(nèi)設(shè)備故障診斷技術(shù)研究狀況015
１．３．３　故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢018
１．４　裝甲車輛的基本構(gòu)成及特點(diǎn)019
１．４．１　環(huán)境惡劣、危險(xiǎn)021
１．４．２　工作載荷復(fù)雜多變021
１．４．３　必須具備持續(xù)作戰(zhàn)的能力021
１．５　裝甲車輛故障診斷的特點(diǎn)、研究目的和范圍022
１．５．１　裝甲車輛常見故障模式及故障診斷的特點(diǎn)022
１．５．２　裝甲車輛故障診斷的研究目的和范圍023
第２章　裝甲車輛常見故障模式及其機(jī)理025
２．１　常用的動(dòng)力學(xué)建模分析方法027
２．１．１　有限元模型028
２．１．２?。粒模粒停咏?29
２．１．３　集中質(zhì)量參數(shù)模型030
２．１．４　狀態(tài)變量模型030
２．２　裝甲車輛柴油發(fā)動(dòng)機(jī)常見故障模式及機(jī)理033
２．２．１　柴油發(fā)動(dòng)機(jī)常見故障033
２．２．２　柴油發(fā)動(dòng)機(jī)軸瓦磨損機(jī)理分析035
２．２．３　柴油發(fā)動(dòng)機(jī)敲缸故障機(jī)理分析037
２．２．４　柴油發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸故障機(jī)理分析039
２．２．５　柴油發(fā)動(dòng)機(jī)高壓油路故障機(jī)理分析042
２．３　裝甲車輛變速箱常見故障模式及機(jī)理045
２．３．１　變速箱常見故障模式045
２．３．２　齒輪裂紋故障機(jī)理分析048
２．３．３　齒輪斷齒故障機(jī)理分析061
２．３．４　傳動(dòng)軸松動(dòng)故障機(jī)理分析064
２．３．５　軸不平衡機(jī)理分析073
２．３．６　軸不對中故障機(jī)理分析074
２．３．７　軸承振動(dòng)故障機(jī)理分析076
２．４　裝甲車輛綜合傳動(dòng)裝置常見故障模式及機(jī)理079
２．４．１　綜合傳動(dòng)裝置常見故障模式079
２．４．２　綜合傳動(dòng)裝置典型液壓系統(tǒng)故障機(jī)理082
２．４．３　錐齒輪磨損故障機(jī)理092
２．４．４　箱體的固有頻率耦合問題094
２．４．５　帶排故障機(jī)理098
２．４．６　匯流行星排滾針軸承磨損故障機(jī)理099
第３章　裝甲車輛狀態(tài)參數(shù)測試技術(shù)105
３．１　概述106
３．１．１　測試技術(shù)概念106
３．１．２　裝甲車輛狀態(tài)測試的重要性107
３．２　裝甲車輛狀態(tài)參數(shù)的確定107
３．２．１　裝甲車輛狀態(tài)參數(shù)分類107
３．２．２　測試參數(shù)的選擇原則109
３．３　裝甲車輛主要性能參數(shù)測試技術(shù)110
３．３．１　轉(zhuǎn)速測試110
３．３．２　扭矩測試115
３．３．３　運(yùn)動(dòng)速度測試124
３．３．４　油耗測試127
３．４　裝甲車輛振動(dòng)測試132
３．４．１　概述132
３．４．２　振動(dòng)加速度傳感器133
３．４．３　振動(dòng)速度傳感器149
３．４．４　振動(dòng)測試的應(yīng)用實(shí)例151
３．５　裝甲車輛噪聲測試155
３．５．１　概述155
３．５．２　聲學(xué)測試儀器155
３．５．３　噪聲測試應(yīng)用實(shí)例161
３．６　裝甲車輛油液分析技術(shù)164
３．６．１　概述164
３．６．２　油液理化指標(biāo)分析166
３．６．３　顆粒計(jì)數(shù)法167
３．６．４　光譜分析法167
３．６．５　鐵譜分析法175
３．７　裝甲車輛壓力測試183
３．７．１　常用的壓力檢測儀表184
３．７．２　機(jī)油壓力測試187
３．７．３　進(jìn)氣真空度188
３．７．４　氣缸壓縮壓力189
３．７．５　液壓系統(tǒng)壓力192
３．７．６　柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油壓力193
３．８　其他參數(shù)測試技術(shù)195
３．８．１　溫度測試196
３．８．２　位移測試201
３．８．３　氣體成分分析207
３．８．４　煙度測量208
３．８．５　起動(dòng)電流測試208
第４章　裝甲車輛狀態(tài)信號(hào)的常用處理方法211
４．１　概述212
４．１．１　特征計(jì)算或形成213
４．１．２　特征提取213
４．１．３　特征選擇213
４．２　裝甲車輛狀態(tài)信號(hào)的預(yù)處理及采集214
４．２．１　信號(hào)預(yù)處理及采集的基本步驟214
４．２．２　連續(xù)時(shí)間信號(hào)的采樣及采樣定理215
４．２．３　量化和量化誤差221
４．２．４　截?cái)?、泄漏與窗函數(shù)224
４．３　信號(hào)的幅域分析及其特征參量計(jì)算229
４．３．１　簡單統(tǒng)計(jì)特征參量229
４．３．２　高階統(tǒng)計(jì)特征參量231
４．３．３　幅域無量綱特征參數(shù)233
４．３．４　隨機(jī)信號(hào)的概率密度函數(shù)234
４．４　信號(hào)的時(shí)域分析方法及其特征參量計(jì)算236
４．４．１　時(shí)域波形分析236
４．４．２　時(shí)域相加平均239
４．４．３　自相關(guān)分析240
４．４．４　互相關(guān)分析244
４．４．５　時(shí)間序列分析———ＡＲＭＡ模型249
４．４．６　信號(hào)的熵特征分析257
４．４．７　信號(hào)的包絡(luò)分析265
４．５　信號(hào)的頻域分析方法及其特征參量計(jì)算270
４．５．１　離散傅里葉變換270
４．５．２　階次比分析275
４．５．３　頻譜的三維分析279
４．５．４　相干函數(shù)282
４．５．５　倒頻譜285
４．５．６　極大熵譜287
４．６　時(shí)頻域分析方法及其特征參量計(jì)算289
４．６．１　從傅里葉變換到時(shí)頻域分析290
４．６．２　短時(shí)傅里葉分析292
４．６．３　小波變換297
４．６．４　Ｈｉｌｂｅｒｔ－Ｈｕａｎｇ變換305
４．６．５　各種變換之間的比較309
４．６．６　分形及其計(jì)算方法311
第５章　裝甲車輛的常用故障診斷方法319
５．１　概述321
５．１．１　按診斷的目的和要求劃分321
５．１．２　按故障診斷和狀態(tài)識(shí)別方法提出及應(yīng)用的先后
順序劃分322
５．１．３　按故障診斷模型的實(shí)現(xiàn)途徑劃分323
５．１．４　機(jī)器學(xué)習(xí)324
５．２　基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的故障診斷方法328
５．２．１　貝葉斯分類法328
５．２．２　距離函數(shù)分類法333
５．２．３　灰色理論診斷法336
５．２．４　時(shí)間序列模型分析法341
５．２．５　逐步判別分析法341
５．２．６　隨機(jī)森林分析方法346
５．２．７　模糊診斷法353
５．２．８　支持向量機(jī)模型359
５．２．９　聚類分析373
５．２．１０　隱馬爾可夫模型（ＨＭＭ）376
５．２．１１　人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型407
５．２．１２　量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型416
５．３　基于知識(shí)的故障診斷方法425
５．３．１　基于人工經(jīng)驗(yàn)的狀態(tài)識(shí)別425
５．３．２　模式匹配分析法425
５．３．３　基于案例推理的診斷426
５．３．４　故障樹分析法430
５．３．５　基于測試性分析的診斷策略構(gòu)建437
５．３．６　專家系統(tǒng)443
５．４　故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢446
５．４．１　復(fù)合智能故障診斷技術(shù)研究446
５．４．２　基于因特網(wǎng)和無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的遠(yuǎn)程協(xié)作
診斷技術(shù)研究446
５．４．３　復(fù)合智能仿生故障診斷技術(shù)研究447
第６章　裝甲車輛關(guān)鍵系統(tǒng)的狀態(tài)評(píng)估與典型故障的診斷449
６．１　裝甲車輛典型狀態(tài)信號(hào)的特征分析及應(yīng)用451
６．１．１　基于瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號(hào)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)原位加速性能
指標(biāo)提取451
６．１．２　基于振動(dòng)信號(hào)的烈度特征計(jì)算461
６．１．３　柴油發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能相關(guān)的特征提取465
６．１．４　燃油噴射系統(tǒng)性能檢測及特征提取468
６．２　裝甲車輛柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)評(píng)估474
６．２．１　裝甲車輛柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀況評(píng)估的基本
內(nèi)容與步驟475
６．２．２　裝甲車輛柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀況檢測參數(shù)與評(píng)估
指標(biāo)的確定476
６．２．３　裝甲車輛柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀況基準(zhǔn)樣本模式的建立480
６．２．４　裝甲車輛柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀況評(píng)估指標(biāo)獲取482
６．２．５　裝甲車輛柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀況的評(píng)估模型487
６．３　裝甲車輛柴油發(fā)動(dòng)機(jī)失火故障診斷498
６．３．１　柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲檢測498
６．３．２　柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲的特點(diǎn)499
６．３．３　信號(hào)預(yù)處理499
６．３．４　失火前后噪聲信號(hào)的對比分析501
６．３．５　提取噪聲峰－谷值間隔信號(hào)503
６．３．６　特征參數(shù)提取504
６．３．７　失火故障模糊判別504
６．４　裝甲車輛傳動(dòng)箱典型故障的檢測與診斷505
６．４．１　概述505
６．４．２　滾動(dòng)軸承的檢測診斷505
６．４．３　齒輪的檢測診斷511
６．４．４　軍用車輛傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷實(shí)例517
６．５　裝甲車輛變速箱典型故障的診斷519
６．５．１　概述519
６．５．２　變速箱的基本結(jié)構(gòu)525
６．５．３　基于包絡(luò)解調(diào)分析的變速箱齒輪斷齒故障的診斷527
６．５．４　基于支持向量聚類的變速箱狀態(tài)判別531
６．６　裝甲車輛行星變速箱的故障特征提取與診斷541
６．６．１　概述541
６．６．２　行星變速箱結(jié)構(gòu)及振動(dòng)響應(yīng)仿真541
６．６．３　行星變速箱典型故障模擬試驗(yàn)559
６．６．４　行星變速箱典型故障特征提取564
６．７　裝甲車輛綜合傳動(dòng)裝置的狀態(tài)評(píng)估與故障診斷574
６．７．１　概述574
６．７．２　某型綜合傳動(dòng)箱結(jié)構(gòu)577
６．７．３　某型綜合傳動(dòng)箱振動(dòng)信號(hào)分析579
６．７．４　綜合傳動(dòng)箱狀態(tài)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的建立582
６．７．５　綜合傳動(dòng)箱劣化規(guī)律研究594
第７章　裝甲車輛故障診斷技術(shù)的實(shí)施模式及典型應(yīng)用597
７．１　設(shè)備狀態(tài)檢測與故障診斷系統(tǒng)的基本原理與組成599
７．２　便攜式綜合傳動(dòng)裝置檢測與診斷系統(tǒng)600
７．２．１　系統(tǒng)的功能與特點(diǎn)601
７．２．２　系統(tǒng)硬件組成604
７．２．３　系統(tǒng)軟件組成608
７．２．４　系統(tǒng)的應(yīng)用612
７．３　裝甲車輛底盤集成測試與分析系統(tǒng)617
７．３．１　系統(tǒng)組成617
７．３．２　綜合測試系統(tǒng)的軟件功能618
７．３．３　系統(tǒng)狀態(tài)評(píng)估與故障診斷軟件623
７．４　集成式通用裝備機(jī)械液壓系統(tǒng)綜合檢測平臺(tái)625
７．４．１　平臺(tái)的功能及特點(diǎn)625
７．４．２　平臺(tái)的主要硬件組成628
７．４．３　平臺(tái)軟件應(yīng)用及操作步驟630
７．５　裝甲車輛ＰＨＭ技術(shù)及應(yīng)用展望637
７．５．１　故障預(yù)測與健康管理的概念內(nèi)涵及關(guān)鍵技術(shù)637
７．５．２　裝甲車輛ＰＨＭ系統(tǒng)的應(yīng)用需求及總體方案640
７．５．３　裝甲車輛ＰＨＭ系統(tǒng)樣機(jī)648
７．５．４　裝甲車輛ＰＨＭ技術(shù)研究與應(yīng)用展望667
參考文獻(xiàn)676
索　引687