机械系统故障诊断.doc

机械系统故障诊断”课程教学大纲英文名称：Fault Diagnosis of Mechanical System课程编号：MACH3444学时：48 （理论学时：16实验学时：32上机学时：0课外学时：8）学分：2适用对象：三年级本科生先修课程：测试技术，机械设计基础使用教材及参考书：[1] 何正嘉，陈进，褚福磊等•机械故障诊断理论及应用•北京：高 等教育出版社，2010[2] 何正嘉，誉艳阳，孟庆丰•机械设备非平稳信号的故障诊断原 理及应用•北京：高等教育出版社，2001[3] 屈粱生，何正嘉•机械故障诊断学•上海：上海科技出版社， 1986.一、课程性质和目的性质：专业课等目的：1. 培养使用信号时域、频域和时频分析方法的能力2. 培养使用转子、滚动轴承和齿轮振动分析与故障诊断理论与 技术的能力3•培养使用故障智能诊断理论与方法的能力4 •培养设计典型状态监测与故障诊断系统的能力5.培养科学、严谨、认真、细致的学习态度和研究作风二、 课程内容简介本课程全面、系统、深入地介绍机械系统状态监测与故障诊断的 理论、方法和技术课程内容包括信号时域与频域分析.时频域分析、 转轴组件的振动监测技术、滚动轴承的振动监测技术、齿轮箱的振动 监测技术、故障智能诊断理论与方法、声发射与超声检测和典型故障 诊断系统设计，每个专题的理论与方法均开设相应的实验。

通过课程 的学习，旨在使学生理解和掌握机械监测诊断领域的基本理论和方法 及系统深入的专门知识，培养学生的科研创新能力三、 教学基本要求1. 了解机械系统状态监测与故障诊断研究的重要意义，掌握该 领域研究的发展现状与最新进展2. 掌握信号时域、频域和时频分析的基本原理与方法3. 掌握转子、滚动轴承和齿轮振动分析与故障诊断理论与技术4. 了解故障智能诊断的基本理论与方法5・掌握典型状态监测与故障诊断系统的设计方法四、 教学内容及安排第一章：绪论1. 机械系统故障诊断研究内容2. 机械故障诊断的类型3. 机械故障诊断技术的现状和发展教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打“V”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合 大作业其他1.11第二章：信号时域与频域分析1. 时域统计分析2. 频谱与频谱细化分析3•倒频谱分析4.信号调制与解调分析教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打章节数授课实验上机讨论作业自学综合 大作业其他2. 1-2. 414第三章：信号的时频域分析1. 短时傅里叶变换2. Wigner-Ville 分布3. 小波变换4.经验模式分解教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打章节数授课实验上机讨论作业自学综合 大作业其他3. 1一 3. 212a/3. 3-3. 412x/第四章：转轴组件的振动监测技术1. 转轴组件的振动剖析和限值2. 转轴组件振动原因识别3. 现场动平衡技术教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打章节数授课实验上机讨论作业自学综合 大作业其他4. 1-4. 212a/4. 312第五章：滚动轴承的振动监测技术1. 滚动轴承失效的基本形式2 •滚动轴承的故障监测方法3. 滚动轴承的振动监测分析方法4. 机车轮对滚动轴承监测诊断应用教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打“a/”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合 大作业其他5. 1-5. 212a/5. 3-5. 412a/第六章：齿轮箱的振动监测技术1. 齿轮和齿轮箱的失效原因分析2. 齿轮和齿轮箱的振动剖析3. 齿轮箱振动信号分析方法4. 齿轮箱的故障诊断案例教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打章节数授课实验上机讨论作业自学综合 大作业其他6. 1—6. 212a/6. 3-6. 412第七章：故障智能诊断理论与方法1. 神经网络2. 模糊理论3. 支持矢量机4 •混合智能故障诊断技术教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打章节数授课实验上机讨论作业自学综合 大作业其他7. 1-7. 212a/7. 3-7. 412a/第八章：其它故障诊断方法1. 噪声诊断方法2. 声发射检测技术3. 超声检测技术4. 红外热像检测技术教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打“V）章节数授课实验上机讨论作业自学综合 大作业其他& 1-8・ 212& 3-& 412第九章：典型故障诊断系统设计1. 旋转机械状态监测与故障诊断系统设计2. 基于网络的设备远程监测和故障诊断系统设计教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打章节数授课实验上机讨论作业自学综合 大作业其他9. 1129. 212五. 实践环节1.信号调理、采集与时域分析、频域分析实验。

搭建由振动台、 振动加速度传感器、信号调理箱、A/D板、计算机组成的信号调理与 采集系统，用LabVIEW编写信号采集程序，进行基本的时域分析和频 域分析，撰写实验报告 4学时2•信号时频分析方法实验利用实验1获取的信号，采用LabVIEW 编写短时傅里叶变换、小波变换程序并分析数据，撰写实验报告4学时3. 转子试验台振动信号分析与动平衡实验利用实验1搭建的测试系统，采集转子试验台轴承座振动信号进行分析，并开展动平衡 实验，撰写实验报告 4学时4. 滚动轴承试验台振动信号分析实验利用实验1搭建的测试系统，采集滚动轴承试验台振动信号进行分析，提取特征频率处的振 动幅值，撰写实验报告 4学时5. 齿轮箱试验台振动信号分析实验利用实验1搭建的测试系统，采集齿轮箱试验台振动信号进行分析，提取啮合频率处的振动幅 值，撰写实验报告 4学时6. 智能诊断软件设计实验利用Matlab语言编写模糊诊断软件, 分析滚动轴承和齿轮箱振动信号，给出诊断结果，撰写实验报告4学时7. 基于超声红外检测的复合材料损伤分析实验搭建基于超声红外检测的复合材料损伤分析实验台，采集在超声激励下的符合材料 红外热像并进行损伤定位分析，撰写实验报告。

4学时&旋转机械状态监测与故障诊断系统设计实验以汽轮发电机 组为对象，进行状态监测与故障诊断系统的详细设计，包括测点布置、 传感器选择、信号调理与采集器配置，软件模块设计等，撰写设计报 告 4学时六、课外学时分配章内容参考学时3时频分析方法新进展文献查询与对比47智能诊断方法新进展文献查询与对比4七. 考核方式闭卷；闭卷考试成绩占50%,平时作业占20%;实验成绩占30%八本课程各教学环节对人才培养目标的贡献度见下表知识能 力素质 要求教学环节课后环节授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他K1K2©©©K3OOOK4OOA1©©A2©©©A3©©©A4知识能 力素质 要求教学环节课后环节授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他A5OOOA6A7A8◎◎◎C1C2C3C4OOOC5OOOC6注：1、各专业课程贡献度表根据本专业知识、能力、素质培养要求填写基础课程贡献度根据学校知识、能力、素质培养要求填写2、贡献度显著表示为◎,贡献度一般表示为O大纲制定者：脅艳阳大纲审核者：何正嘉。