基于MATLAB的机械零部件失效噪声识别系统的设计方案论证报告.doc

目录 1.机械失效研究背景 3 2.机械失效研究的意义 5 3.字滤波器的背景和目的 6 4.数字滤波器国内外发展现状 8 5.设计的思路和方法 9 6. 结束语 10 参 考 文 献 11 基于MATLAB的机械零部件失效噪声识别系统的设计 机械失效研究背景 机械产品的零件或部件处于下列三种状态之一时，就可定义为失效:①当它完全不能工作时；②仍然可以工作，但已不能令人满意地实现预期的功能时；③受到严重损伤不能可靠而安全地继续使用，必须立即从产品或装备拆下来进行修理或更换时。 机械产品及零部件常见的失效类型包括变形失效、损伤失效和断裂失效三大类。械产品及零部件的失效是一个由损伤(裂纹)萌生、扩展(积累)直至破坏的发展过程。不同失效类型其发展过程不同，过程的各个阶段发展速度也不相同。例如疲劳断裂过程一般较长，发展速度较慢，而解理断裂失效过程则很短，速度很快，等等。 机械产品及零部件在整个使用寿命期内失效发生的规律可用“寿命特性曲线”来说明，即用失效率(λ)———单位时间内发生失效的比率来描述失效的发展过程。那么在不进行预防性维修的情况下，失效率(λ)与其工作时间(t)之间具有图1所示的典型失效曲线，俗称“浴盆曲线”。按照“浴盆曲线”的形状，即按照机械产品使用的过程，可将失效分为三类。 早期失效 是在使用初期，由于设计和制造上的缺陷而诱发的失效。因为使用初期，容易暴露上述缺陷而导致失效，因此失效率往往较高，但随着使用时间的延长，其失效率则很快下降。假若在产品出厂前即进行旨在剔除这类缺陷的过程，则在产品正式使用时，便可使失效率大体保持恒定值。 随机失效 在理想的情况下，产品或装备发生损伤或老化之前，应是无“失效”的。但是由于环境的偶然变化、操作时的人为差错或者由于管理不善，仍可能产生随机失效或称偶然失效。偶然失效率是随机分布的，其很低而且基本上是恒定的。这一时期是产品最佳工作时间。偶然失效率(λ)的倒数即为失效的平均时间。 耗损失效 又称损伤累积失效。经过随机失效期后，产品中的零部件已到了寿命后期，于是失效开始急剧增加，这种失效叫做耗损失效或损伤累积失效。如果在进入耗损失效期之前进行必要的预防维修，它的失效率仍可保持在随机失效率附近，从而延长产品的随机失效期。 单个事故的失效分析往往具有偶然性。通过对同一类装备(或零部件)的大量事故的统计分析才能得出规律性的结论，用以有效地提高设计、制造、运行和决策、管理水平。行之有效的措施是建立失效分析网和失效案例库。为了掌握全国各油田的钻柱失效情况，进一步提高钻具失效分析的水平、速度和准确性，1988年石油工业部下文筹建钻柱失效分析网，1991年建成，常设机构(秘书处)为石油管材研究所失效分析与预测预防研究室，各油田设立网点，并进一步通过钻井公司、管子工具公司、工程技术大队等网点成员单位，最后延伸至井队，形成了钻柱失效分析与预防的闭环系统。钻具失效分析网的建立属国内外首创，它为失效事故的及时收集、预测预防措施的迅速反馈提供了组织保证。失效分析网建立以来取得了重大成果。从1990-2003年共收集了失效案例3000多起。通过失效分析和反馈使钻具失效事故率大大降低，取得了巨大经济效益。 截止目前，失效分析网仅限于石油工业的上游。借鉴上游失效分析网取得的经验，成立炼油化工设备失效分析网是很有必要的。通过炼化设备失效事故的积累和统计分析，必将大大提高炼化设备的失效分析水平和准确性，减少炼化设备失效事故，取得巨大的经济效益和社会效益。石油行业建立失效分析网的经验值得其他行业借鉴。 通过失效分析网收集的大量失效案例，需要快速、准确、科学地加以处理。因此，必须利用现代科技的必威体育精装版手段——计算机的快速计算的功能。石油管材研究所使用Turbo2Prolog(T2P)语言建立了钻柱失效案例库和综合分析库，通过综合运用金属学、失效分析及人工智能技术，把国内、外先进的钻柱失效分析知识集中起来，使既能从大量案例进行综合分析，又能从个别案例的计算机辅助中分析中找到失效原因，从而大大提高失效分析的水平，减少了钻井事故，促进了钻柱国产化。 机械失效研究的意义 失效分析预测预防的总任务就是不断降低产品或装备的失效率，提高可靠性，防止重大失效事故的发生，促进经济高速持续稳定发展。从系统工程的观点来看，失效分析的具体任务可归纳为:①失效性质的判断；②失效原因的分析；③采取措施，提高材料或产品的失效抗力。 近代材料科学和工程力学对破断、腐蚀、磨损及其复合型(或混合型)的失效类型和失效机理做了相当深入的研究，积累了大量的统计资料，为失效类型的判断、失效机理及失效原因的解释奠定了基础。发展中的可靠性工程及完整性与适用性评价是预测、预防和控制失效的技术工作和管理工作的基础。可靠性工程是运用系统工程的思想和方法，权衡经济利弊，研究将设