西安交通大学 机械工程专业课大纲 机械故障诊断学.doc

西安交通大学“机械故障诊断学”课程教学大纲英文名称：Mechanical Fault Diagnostics课程编码：MACH4214学 时：32 学分：2适用对象：机械工程学院四年级本科生先修课程：高等数学 线性代数 测试技术 理论力学使用教材及参考书：屈梁生、何正嘉主编，机械故障诊断学，上海科技出版社，1986年；陈克兴、李川奇等，设备状态监测与故障诊断技术，科技文献出版社，1991年，黄文虎等，设备故障诊断技术，科学出版社，屈梁生等，机械故障诊断丛书，西安交通大学出版社，1990年盛兆顺、尹骑岭，设备状态监测与故障诊断技术及应用，化学工业出版社，2003年。课程性质、目的和任务一、 教学基本要求1. 通过学习本课程了解机械故障诊断技术的目的与内容；2. 了解机械故障诊断的常用方法；3. 了解动态信号（包括振动、噪声信号）的测量与数据采集方法；4. 了解动态信号处理的基本原理与诊断信息的提取方法；5. 结合实验，初步掌握用所学的方法解决实际问题的能力。二、 教学内容及要求课程主要内容：第一章 概述（2学时）1 机械故障诊断的定义、目的和内容 2 诊断信息的来源与获取3 机械故障诊断方法的分类 4 机械故障诊断技术的现状和发展第二章 机械信号处理与分析基础（6学时）1 信号及其分类 ：动态信号的分类、周期信号、准周期信号的特点。2 信号的获取：采样与样化、采样定理。3 信号的时域分析方法：信号的幅值概率谱密度函数、有量纲幅域参数、无量纲幅域参数；信号的相关分析，自相关分析、互相关分析。4 信号的频域分析方法 ：频域分析的基本概念、傅氏变换的基本性质、快速傅氏变换、脉冲响应与传递函数、频域特征的提取方法。5 信号的预处理：信号的趋势项的提取或去除、信号的线性滤波。6 机械信号处理的其他方法：时域平均的基本原理与作用、倒谱分析方法的基本原理与应用、全息谱分析方法基本原理与应用。第三章 机械设备状态与故障的识别与预报（2学时）1时序分析方法简介：时间序列的基本概念、AR(M)模型的建模方法。2机械设备状态与故障的识别方法：识别的概念、常用的识别方法。3 机械设备状态与故障的预报方法：预报技术分类、常用的预报方法。第四章 振动与噪声监测技术（3学时）1 常用的振动测量方法及测量仪器：测振传感器、传感器的种类及性能指标、传感器的安装、2 机械设备的振动监测技术：机械振动的分类、振动监测参数、振动信号的处理与分析方法。 3 机械设备的噪声监测技术：噪声的基本概念、噪声测量方法、噪声信号的处理与分析方法。第五章 超声与声发射监测技术（4学时）1 超声波探伤的原理与方法：超声波的发射与接收、超声场的特征参数、 超声波的传播、超声波探伤仪、超声波探伤方法分类及应用。 2 声发射技术：声发射的产生、声发射信号的特征参数、声发射检测系统的基本构成、声发射技术的应用。第六章 红外监测技术（2学时）1 红外监测技术的原理：红外辐射的基本概念、红外测温技术、红外探测器、红外成像。 2 红外监测技术的应用第七章 润滑油样分析技术（2学时）1 润滑油样分析技术的原理：油样分析的基本原理、油样分析的步骤。2 油样光谱分析技术：分光光度计法、原子吸收光谱法、原子发射光谱法。 3 铁谱分析技术：铁谱分析技术的基本原理、铁谱分析技术的应用。第八章 基础零部件的故障诊断技术（4学时）1 滚动轴承故障的监测与诊断技术：滚动轴承的失效形式及原因、滚动轴承的振动分析、滚动轴承故障的监测与诊断方法。 2 齿轮故障的监测与诊断技术：齿轮的失效形式及原因、齿轮的振动分析及频率特征、齿轮故障的诊断方法。3 电机故障的监测与诊断技术：电机故障的类型及原因、电机噪声的测量与诊断、电机振动的测量与诊断。第九章 旋转机械的故障诊断技术（3学时）1 旋转机械的常见故障：旋转机械的故障及主要原因。 2 旋转机械的振动特性：转子的涡动、临界转速、刚性转子与柔性转子、同步振动与亚同步振动3 旋转机械的故障及诊断方法：转子不平衡故障及诊断、转子弯曲故障及诊断、转子不对中故障及诊断、油模涡动及诊断。4 旋转机械监测与诊断系统简介：离线监测与诊断系统、在线监测与诊断系统、第十章 往复机械的监测与诊断技术（2学时）1 往复机械的结构及诊断特点 2 内燃机的监测与诊断技术3. 往复式压缩机的监测与诊断技术三、 实践环节1. 滚动轴承故障诊断实验：本实验测量滚动轴承（包括正常轴承与故障轴承）的振动信号，并编制简单的数据处理软件，对实验数据进行处理、分析。（3学时）2. 转子动平衡实验：本实验为演示实验，主要了解转子动平衡的方法。（1学时）四、 课内学时分配章内 容参考学时1机械故障诊断的定义、目的和内容；诊断信息的来源与获取；机械故障诊断方法的分类；机械故障诊断技术的现状和发展。22信号及其分类 ：动态信号的分类、周期信号、准周期信号的特点。信号的获取：采样与样化、采样定理。信号的时域分析方法：信号的幅值概率谱密度函数、有量纲幅域参数、无量纲幅域参数；信号的相关分析，自相关分析、互相关分析。22信号的频域分析方法 ：频域分析的基本概念、傅氏变换的基本性质、快速傅氏变换、脉冲响应与传递函数、频域特征的提取方法。信号的预处理：信号的趋势项的提取或去除、信号的线性滤波。22机械信号处理的其他方法：时域平均的基本原理与作用、倒谱分析方法的基本原理与应用、全息谱分析方法基本原理与应用23时序分析方法简介：时间序列的基本概念、AR(M)模型的建模方法。机械设备状态与故障的识别方法：识别的概念、常用的识别方法。机械设备状态与故障的预报方法：预报技术分类、常用的预报方法。34常用的振动测量方法及测量仪器：测振传感器、传感器的种类及性能指标、传感器的安装、机械设备的振动监测技术：机械振动的分类、振动监测参数、振动信号的处理与分析方法。 24机械设备的噪声监测技术：噪声的基本概念、噪声测量方法、噪声信号的处理与分析方法。15超声波的发射与接收、超声场的特征参数、超声波的传播、超声波探伤仪、超声波探伤方法分类及应用。 25声发射技术：声发射的产生、声发射信号的特征参数、声发射检测系统的基本构成、声发射技术的应用。26红外监测技术的原理：红外辐射的基本概念、红外测温技术、红外探测器、红外成像。红外监测技术的应用27润滑油样分析技术的原理：油样分析的基本原理、油样分析的步骤。油样光谱分析技术：分光光度计法、原子吸收光谱法、原子发射光谱法。铁谱分析技术：铁谱分析技术的基本原理、铁谱分析技术的应用。28滚动轴承故障的监测与诊断技术：滚动轴承的失效形式及原因、滚动轴承的振动分析、滚动轴承故障的监测与诊断方法。 28齿轮故障的监测与诊断技术：齿轮的失效形式及原因、齿轮的振动分析及频率特征、齿轮故障的诊断方法。电机故障的监测与诊断技术：电机故障的类型及原因、电机噪声的测量与诊断、电机振动的测量与诊断。29旋转机械的常见故障：旋转机械的故障及主要原因。 旋转机械的振动特性：转子的涡动、临界转速、刚性转子与柔性转子、同步振动与亚同步振动旋转机械的故障及诊断方法：转子不