基于摩擦学与动力学的摩擦学系统状态描述方法研究

摘要

“摩擦学”研究的范畴是“研究相对运动作用表面及其有关理论和实践的一门科学技术”。摩擦学系统的摩擦磨损行为所表现出的对初始条件的敏感依赖性、变化过程的不稳定、随机性以及时间和空间的不规则性，都表明摩擦学系统是一个非常复杂的系统，其复杂性决定了表征其特征的多样性。因此对于摩擦学系统这样的研究对象，要运用系统分析方法来研究和解决摩擦学系统描述的问题。 本论文通过在试验机上进行摩擦学信息和动力学信息的采集处理和分析，建立定量化的摩擦学系统描述模型，在对两大类信息进行特征耦合研究的基础上，对实现摩擦学系统的描述方法进行了拓展。 本文具体的研究内容如下：1)利用销盘试验、滚动轴承试验对摩擦学和动力学特征同时采集与处理，实现了对试验系统的信息的同步获取。在对摩擦学系统进行分析的基础上，建立了摩擦学系统的摩擦学信息仿真模型和动力学信息仿真模型。 2)从摩擦学系统的内涵出发，对摩擦学系统进行了系统特性和状态特性的分解，并且指出，摩擦学系统的状态特性是由其系统特性所决定的，要想获得状态辨识的准确结果，必须将状态特性与系统特性结合进行考察。在此基础上，从信息论角度上探讨了摩擦学信息和动力学信息的相关性。 3)鉴于摩擦学系统的状态描述的复杂性、不相容性及矛盾性等特点，应用可拓理论，建立了摩擦学状态可拓评价方法来判别磨损状态。在建立摩擦学状态评价物元的基础上，通过计算物元关联度，则关联度越大，越靠近某种磨损状态，即越符合某种集合。这种方法，改变了传统的定性描述摩擦学系统状态的状况，能够实现定量化、多特征的描述摩擦学系统状态。 4)运用可拓评价方法，对滚动轴承故障进行了分类定量研究，发现将摩擦学信息和动力学信息所建立的可拓故障诊断模型可以很快的进行故障类别的识别，在实践中具有较强的可操作性。 5)运用范例推理思想，在某些状态识别判断规则难于获取或者获取的主观性较强的情况下，可以有效的结合工程实际以及经验案例来进行判断，与其他规则获取相比，范例的获取快速、准确并与工程实际结合紧密，应成为摩擦学系统知识库中重要的组成部分。通过影响因素之间的比较，建立了滚动轴承的目标范例与源范例之间的模糊相似优先关系，并获得在不同的影响因素下滚动轴承的目标范例与源范例之间的相似性序列，最终找出与目标范例最相似的滚动轴承的源范例，实现了对滚动轴承的摩擦学状态评价。 6)运用粗糙集理论，可以对摩擦学系统中信息的不确定性进行处理干预。在应用范例推理进行研究时，由于范例的不断增多，将会引起范例之间的相互冲突和不相容，利用粗糙集中不可分辩关系的概念对范例库中的知识进行分类和约简，以消除冗余数据，提高推理精度，提取评价规则。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第1章绪论

第2章试验设计及其结果

第3章磨损试验的摩擦学和动力学建模

第4章摩擦学系统的动力学和摩擦学信息融合

第5章基于可拓理论的摩擦学物元模型

第6章基于可拓范例推理的摩擦学系统状态评价

第7章运用粗糙集理论获取摩擦学状态评价知识

第8章结论与展望

参考文献

致谢

攻读博士期间发表的主要论文及参加的科研项目