一种基于振动疲劳理论分析惯性测量系统失效模式的方法

摘要

本发明公开了一种基于振动疲劳理论分析惯性测量系统失效模式的方法：首先利用惯性器件工作时内部存在的振动源，通过对其振动频谱的检测，获得振动能量传递的全频谱信息，结合内部各组成的结构模态，可以观测惯性器件内部各组成的工作微观状态，准确诊断惯性器件各组成的故障发生点。本发明表征直观，操作简单，检测精度高，有效实现惯性器件整机级故障预估和定位。本发明适用于任何含有振动激励的系统失效模式的评估。

主权项

一种基于振动疲劳理论分析惯性测量系统失效模式的方法，其特征在于步骤如下：(1)对惯性器件的结构组成的模态参数f进行实测标定，得到结构模态[f_i]，组成结构模态参数库；(2)选取步骤(1)中结构模态参数库中的特征模态对各结构组成单独进行静态位置测试得到各结构组成的输出以及得到特征模态的谱特性H，并根据输出建立选取的特征模态所属的惯性器件结构组成的物理模型以及获取物理模型的边界应力S‑N曲线L；其中f_i、分别为模态频率和该频率的振动幅值；(3)利用振动测试仪对各结构组成的惯性器件整体进行不同方位和不同环境的频谱测试，得到惯性器件整体工作状态下各结构组成特征模态的多组谱特性H′，并将多组H′与步骤(2)中的H进行比较，若两者之差在设定范围内，则进入步骤(4)，否则判断不满足条件的结构是自身工作异常引起谱特性异常还是与其他结构组成发生频率耦合引起结构异常，并更换故障结构进行重新测试直到正常进入步骤(4)；(4)对结构组成的惯性器件整体工作状态下进行不同方位和不同环境的静态位置测试，得到惯性器件整体工作状态下各结构组成的输出以及实时利用振动测试仪对惯性器件整体工作状态下各结构组成特征模态的谱特性H″进行测试，并将H″与步骤(3)中相应方位和环境下的H′进行比较，若两者之差在设定范围内，则进入步骤(5)，否则重新检查各组成连接，判断各结构组成是否正常工作，如不正常则及时更换故障结构，进行重新测试直到正常进入步骤(5)；(5)将步骤(4)中得到的各结构组成的输出代入步骤(2)中的物理模型，获得惯性器件整体测试下结构组成修正后的边界应力S‑N曲线L1；(6)获取不同时刻的步骤(5)所述的边界应力S‑N曲线L1的曲线簇；(7)根据步骤(6)中的边界应力曲线对结构组成进行微观失效判定；所属微观失效判定具体方法如下：根据用户需求设定惯性器件整体工作状态下各结构组成输出的有效范围，判断应力曲线在惯性器件整体工作状态下各结构组成输出的有效范围下的有效性。