基于HHT的法兰螺栓连接松动实验研究.pdf

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1、2014年1月机床与液压Jan．2014第42卷第1期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．42No．1DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．01．002基于HHT的法兰螺栓连接松动实验研究张永娟，曾国英，赵登峰，权玉(西南科技大学制造科学与工程学院，四川绵阳621010)摘要：通过对随机激励下法兰螺栓连接结构的响应信号进行HHT分析，得到了各固有模态函数(IMF)的能量分布规律和不同预紧力下响应信号的时频谱。结果表明：IMF能量分布百分比在不同预紧力下有较强的规律，能较好地反映螺栓连接结构的松动情况；HHT

2、三维时频谱图直观地反映了能量分布随着预紧力的变化情况，说明选用具有自适应性的HHT对振动环境下法兰螺栓连接结构进行分析较合适。关键词：随机激励；螺栓连接；希尔伯特黄变换；能量分布中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)1—004—3ExperimentalResearchontheBoltJointsLoosenessBasedonHHTZHANGYongjuan，ZENGGuoying，ZHAODengfeng，QUANYu(SchoolofManufacturingScienceandEngineering，So

3、uthwestUniversityofScienceandTechnology，MianyangSiehuan621010，China)Abstract：TheHilbert—Huangtransform(HHT)wasproposedtoanalyzetheresponsesignalofflangebobjointsstructureunderrandomexcitation．Theenergydistributionlawofeveryintrinsicmodefunction(IMF)，themarginalspectrumandtime—fr

4、equencyspectrumofresponsesignalunderdifferentpreforeewereobtained．ItisshownthatthepercentageofIMFenergydistributionhasstrongruleunderdifferentpreforce，whichcanwellreflectthelooseconditionofboltjointsstructure；theHHTthreedimensionaltime—fre—quencyspectrumcanintuitivelyshowthesitu

5、ationofenergydistributionwithpreloadchanges，andusingadaptiveHHTtoanalyzeflangeboltjointsstructureundervibrationenvironmentismoresuitable．Keywords：Randomexcitation；Boltjoints；Hilbert—Huangtransform；Energydistribution螺栓连接结构广泛应用于机械系统中，是机械设特一黄变换(Hilbe~．HuangTransform，HHT)是备中较为薄弱的部位。

6、尤其是在振动环境下，会导致美国宇航局(NASA)的NordenEHUANG等在1998连接部位应力松弛和局部变形，进而导致连接松动和年提出的一种信号分析方法，它从根本上摆脱了傅里滑移，从而导致系统结构在不同的动载荷下出现一叶变换的束缚，是一种更具适应性的时频变换方法体定的非线性特性。近年来国内外众多学者对螺栓连接系。作者采用HHT对振动环境下螺栓连接结构进行的特性进行了研究。PESHECK等提出了非线性模分析。国内许多专家学者将HHT应用于电力系统故态的定义和构造方法，并用有限元方法进行了非线性障诊断、机械故障诊断、信号检测等领域。将HHT模态分析的初

7、步研究，并由JIANG将其推广到分段方法引入故障诊断，可进一步丰富故障信号的特征提线性系统；陈学前等较深入地讨论了螺栓连接的非取，更加有利于对非线性、非平稳故障信号的处理，线性特性对振动响应参数的影响；赵登峰等采用数克服大多数故障诊断算法在线性、平稳等理想假设下值仿真和实验相结合的方法，研究振动环境中螺纹连的低实用性问题。接松动过程的动力学响应特性，寻求能提前预警螺纹1HHT原理J联接失效的特征量。对非平稳数据作HHT时，首先通过经验模态分由于振动环境下螺栓连接结构的复杂性和非线解(EMD)方法进行有效的分解，得到一系列固有性，有时很难仅通过时域或频域

8、分析来识别其连接状模函数(IMF)，然后对每一个IMF通过Hilbert变换态，近年来应用较多