基于希尔伯特-黄变换的往复运动摩擦力信号分析.pdf

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1、2015年1月润滑与密封Jan．2015第40卷第1期LUBRICAT10NENGINEERINGVo1．40No．1DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2015．01．020基于希尔伯特一黄变换的往复运动摩擦力信号分析林助军严志军肖敏朱新河程东(大连海事大学轮机工程学院辽宁大连l16026)摘要：往复运动中的摩擦力信号往往是非平稳信号，采用经验模式分解法可以自适应地分解这些非线性、非平稳信号，合理地提取其信号特征。应用希尔伯特一黄变换方法，分析不同往复速度和载荷条件下往复运动产生的摩

2、擦力信号，并提取时频段能量比及其标准差，研究其润滑状态特征。结果表明：通过希尔伯特一黄变换并结合能量比分析，可以很好地反映出往复运动过程中润滑状态的变化；在一定载荷下，随着往复速度的增加，摩擦力频率成分趋于平稳，能量比标准差则逐渐减小；在一定往复速度下，随着载荷的增加，润滑状态变差，消耗的能量随之增大，能量比标准差逐渐减小；和往复速度相比，载荷对摩擦力频率分布影响相对较小。关键词：希尔伯特一黄变换；经验模式分解；能量比中图分类号：TH117．2文献标志码：A文章编号：0254—0150(2015)1—092

3、—5AnalysisofReciprocatingFrictionSignalBasedonHilbert-HuangTransf~IrmLinZhujunYanZhijunXiaoMinZhuXinheChengDong(MarineEngineeringCollege，DalianMaritimeUniversity，DalianLiaoning116026，China)Abstract：Reciprocatingforcesignalisusuallynon—stationary．Theempiric

4、almodedecomposition(EMD)methodcandecomposethesenonlinearandnon-stationarysignalsadaptively，andextractthesignalcharacteristicsreasonably．TheforcesignalsofreciprocatingmovementunderdifferentspeedandloadconditionswereanalyzedbyapplyingHilbert-Huangtransform(H

5、HT)method，theenergyratiooftime一~equencybandanditsstandarddeviationwasextractedtostudythelu-bricationstatecharacteristicsofreciprocatingmovement．TheresultshowsthatHHTcombinedwiththeenergyratioanaly-sisisaverygoodwaytoreflectthevariationoflubricationconditio

6、nintheprocessofreciprocatingmovement．Undercer-tainloadcondition，thefrictionfrequencyistendedtobestabilized，andthestandarddeviationofenergyratioisdecreasedwithincreasingofreciprocatingspeed．Atacertainreciprocatingspeedcondition，thelubricationstateisgottenwo

7、rse，andtheconsumptionofenergyisincreased，butthestandarddeviationofenergyratiosisdecreasedgraduallyalongwithin—．creasingoftheloads．Ascomparedwithreciprocatingspeed，theloadhassmallereffectonfrictionfrequencydistribution．Keywords：Hilbert—HuangTransform(HHT)；E

8、mpiricalModeDecomposition(EMD)；energyratio摩擦力是两个物体之间相对运动过程中产生的，存在能量泄漏的问题。针对上述局限，NEHuang及其通常蕴藏着摩擦学系统特性的丰富信息。然而往复其合作者于1998年提出了一种新的理论和计算方法，运动产生的摩擦力信号往往是非平稳数据，而传统的称为Hilbert．Huangtransform(HHT)。HHT方法的傅立叶变换所分析的系统必须