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基于声发射技术柴油机燃烧室部件监测诊断方法研究开题报告

 2020-02-19 22:29:12  

1. 研究目的与意义(文献综述)

1、研究目的及意义(含国内外的研究现状分析)
1.1研究目的及意义
声发射是指材料局部因为能量的快速释放而发出的瞬态弹性波的现象。

声发射技术属于检测超声技术领域,是一种动态无损检测技术,涉及声发射源、波的传播、声电转换、信号处理、数据显示与记录、解释评定等方面内容[1]。

声发射可分为两类:第一类是指物件在一定应力作用下产生变形或裂纹所释放的弹性波,这一类声发射信号完全由物件内部的变化决定;第二类是指物件受到外部的撞击、燃烧、流体泄漏、机械摩擦等激励而产生的声发射信号[2]。

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2. 研究的基本内容与方案

2、研究(设计)的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1 研究内容

掌握声发射信号数据采集方法,利用缸盖敏感性试验研究传感器安装位置对故障灵敏度的影响,通过柴油机燃烧室部件故障模拟试验,同步采集柴油机声发射、缸压和上止点等信号,在LabVIEW软件平台下对数据进行分析与处理,提取相关故障特征参数,掌握利用单声发射传感器诊断燃烧室不同部件故障的方法。

2.2 研究目标

针对柴油机燃烧室部件监测诊断问题,通过掌握声发射信号采集方法,建立传感器敏感性模型,进行故障模拟实验,提取不同故障特征参数,得出传感器安装位置对故障敏感性的影响,以实现利用单传感器对燃烧室不同故障进行检测诊断。

2.3 技术方案及措施

(1)掌握声发射信号采集方法,在缸盖不同位置采集声发射信号,将贴近声发射源的传感器信号能量近似为声发射源能量,根据不同位置信号能量衰减因子判断安装位置的优劣,研究信号随传播距离和传播介质变化的衰减规律,建立反映传感器敏感性的数据模型,寻找缸盖上传感器的最优安装位置。

(2)进行柴油机正常状态的试验研究,采集柴油机声发射、缸压和上止点等信号,针对船用柴油机燃烧室部件易出现的喷油压力减小、单缸失火、喷嘴堵塞、针阀磨损、排气阀漏气和活塞环磨损等故障分别设计故障模拟实验(模拟方法见表1),将各过程的信号特征与正常状态特征进行对比,利用LabVIEW平台进行测试数据分析,提取柴油机不同故障时相关故障特征参数,研究特征参数的规律。

表1.针对柴油机常见故障的模拟方法

柴油机故障

模拟方法

喷油压力减小

在喷油器正常的基础上减少调整垫片的数量

单缸失火

移除该缸的高压油管

喷嘴堵塞

在正常喷油器其它条件不变的情况下,堵塞喷孔

针阀磨损

用砂纸打磨模拟不同程度磨损

排气阀漏气

在正常气阀上切槽

活塞环磨损

对第一道气环内圈半径和搭口间隙进行磨损

(3)应用所有故障下提取的特征参数,进行不同故障状态的特征参数验证,以实现单传感器对不同故障进行诊断。

3. 研究计划与安排

3、进度安排

(1)1-3周完成论文综述与开题报告的撰写;

(2)4-6周完成labview的学习和外文翻译;

(3)7-9周完成缸盖安装位置的研究,进行柴油机相关故障模拟试验,熟练使用labview软件;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 胡昌洋,杨钢锋,黄振峰,等.声发射技术及其在检测中的应用[j]. 计量与测试技术. 2008(06): 1-3.

[2] kaewwaewnoi w, prateepasen a,kaewtrakulpong p. investigation of the relationship between internal fluidleakage through a valve and the acoustic emission generated from theleakage[j]. measurement. 2010, 43(2): 274-282.

[3] 余永华,杨建国. 船舶柴油机监测诊断技术研究及其应用[j]. 柴油机. 2013, 35(02): 1-6.

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