分形特征在湿式离合器磨合状态预测中的运用.pdfVIP

第31卷第6期 振动、测试与诊断 v。1．31N。．6 2011年12月 Dec．2011 Journalof Vibration,MeasurementDiagnosis 分形特征在湿式离合器磨合状态预测中的运用’ 张志刚1’2， 石晓辉1， 周晓军2 (1重庆理工大学汽车零部件制造及检测技术教育部重点实验室重庆，400054) (2浙江大学现代制造工程研究所杭州，310027) 摘要针对湿式离合器试验过程中磨合状态的预测问题，提出利用摩擦转矩信号分形特征来预测和评价磨合状态 的新方法。首先，分别阐述了摩擦转矩信号盒子维数和关联维数的计算方法；然后，在湿式离合器试验台上提取了 磨合试验的摩擦转矩信号，并对信号进行了自相似性分析；最后，应用盒子维数和关联维数分别对摩擦转矩信号进 行了分形研究。分析结果表明：盒子维数和关联维数都能定量描述试验过程中摩擦转矩信号的分形特征，随着磨合 次数的增加，摩擦转矩信号的盒子维数和关联维数的波动范围都逐渐减小，并且最终收敛于较小的波动范围。因 此，利用试验中摩擦转矩信号的分形特征能够在不开箱条件下定量地预测和评价湿式离合器的磨合状态。 关键词 湿式离合器磨合状态 摩擦转矩 盒子维数 关联维数 预测 THll7．1 中图分类号U463．211 引 言 1 分形表征 湿式离合器的磨合过程直接关系到其可靠性和 度量分形信号的不规则程度和复杂程度的有效 使用寿命。湿式离合器的磨合是指离合器的摩擦副 数学参量是分形维数[8]，分形维数可以从不规则的 表面通过有控磨损，从而使摩擦副表面相互适应，降 信号中求解出它的结构特征，从而对信号进行定量 低滑磨功，改善润滑状态[1]。王立勇等‘13采用空损和分析和评价。目前，针对各类分形结构已经定义了多 效率性能参数来研究综合传动台架负载磨合质量的 种分形维数，如自相似维数、盒子维数、容量维数、信 息维数及关联维数等。在机械系统中处理实测的各 评判方法，有效解决了综合传动不开箱情况下进行 种分形特征信号时，常采用盒子维数和关联维数来 磨合质量评价的问题。孙涛等‘幻将光谱分析法应用 量化随时间变化信号的分形维数[9]，所以本文分别 于综合传动的磨合试验，提出建议性的台架磨合试 采用盒子维数和关联维数对磨合过程摩擦转矩信号 验方法。目前，在试验现场对湿式离合器磨合质量的 进行分形表征。 评价方法仍以开箱拆检定性分析法为主，这不仅增 加了试验人员的工作量，而且人为定性分析存在较 1．1盒子维数及计算方法 大的主观性。 自Mandelbrot提出分形几何理论以来，分形理 上的闭集，将空间彤分成尽可能细的艿网格，若 论被广泛应用于社会科学、自然科学和工程技术等 Ⅳ(占)是网格宽度为艿的离散空间上集合X的网格 各学科领域[3。5]。一些学者从定量的角度，将分形理计数，则盒子维数定义为 论应用于内燃机磨合方法的研究领域，并取得了一 DB—lim(一lnN(艿)／ln3)(1) ¨0 定的成果[6。7]。本文将分形理论应用到