螺栓连接是机械系统中最常见的一种连接方式,两个独立的零部件通过螺栓连接形成螺栓连接结构,广泛存在于高铁制动盘、航空发动机、汽车减速箱等机械制造领域的关键基础装备中。不同零部件之间通过非连续结合界面进行动力耦合和能量传递,界面的接触状态和力学行为变化可导致机械系统的振动特性、摩擦磨损特性和可靠性发生根本变化。本成果针对螺栓连接结构及其固结界面的微观接触力学建模、界面接触特性参数量化表征、界面非线性振动响应机理等进行研究,获得了结构的微观形貌参数、界面属性参数、运行工况参数与界面接触特性及振动响应之间的非线性映射关系,揭示螺栓连接结构的失效机理;提出了基于小波分解与支持向量机耦合的信号处理方法,形成螺栓连接结构故障的智能诊断技术,对准确评估螺栓连接结构服役状态、提高机械装备工作可靠性,具有重要的意义。
成熟程度及推广应用情况:
目前处于何种研发阶段:☐研发 ☐小试 ☒中试 ☐小批量生产 ☐产业化;
样机:☒有 ☐无
已投入成本:100 万元。
推广应用情况:北京纵横机电科技有限公司高速动车组制动盘螺栓故障诊断与检测技术。对轮装式和轴装式两类制动盘的螺栓松动故障进行监测与诊断,通过机理分析和信号处理方法,实现不同程度螺栓松动故障的智能诊断。
期望技术转移成交价格(大概金额):面议。
技术优势:
通过螺栓结构动力学建模与界面接触属性分析,能够揭示连接结构的失效机理,为状态评估与预防提供基础。利用基于小波信号预处理与机器学习耦合的信号处理方法,可实现非线性、多因素耦合条件下的螺栓连接结构智能故障诊断。
性能指标:
故障检出率 90%以上。
市场分析:
铁路、航空航天、车辆等机械制造领域的关键基础装备。
经济效益分析:
通过降低机械结构与装备的故障率、提高生产效率和服役质量,年均累计经济效益
3000 万以上。
成果亮点:
1. 具有自主知识产权,研究成果已授权发明专利 2 项,发表 SCI/EI 论文 10 余篇。
2. 成果来源:自然基金面上项目、北京纵横机电科技有限公司企业项目等。3. 技术先进性:国际领先/国际先进/国内领先/国内先进:
(1)通过螺栓结构界面微观接触状态与宏观动力学建模分析,可揭示连接结构的失效机理;
(2)利用基于小波信号预处理与机器学习耦合的信号处理方法,可解决非线性、多因素耦合条件下的螺栓连接结构智能故障诊断。