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📋📋📋本文目录如下：🎁🎁🎁
目录
💥1 概述
文献来源：
摘要
提出了一种基于现场测量的传递路径分析方法，用于追踪平行轴齿轮系统的故障。采用虚拟解耦技术实现了在轴承位置和机壳上测点之间的解耦频响函数（FRF）的现场测量，避免了由物理解耦引起的繁琐测试程序和不代表性的装配条件。基于解耦的FRF和齿轮箱机壳的响应，使用Tikhonov正则化理论识别轴承力。然后通过将解耦的FRF和轴承力相乘获得用于执行传递路径分析的频率相关路径贡献。最后，通过在谐振频率带内乘以路径贡献来确定故障特定路径排序。这一带域由频谱峰度算法确定。基于提出的现场路径分析方法，通过确定主导传递路径来进行故障追踪。提出的路径分析方法的有效性在数值和实验中得到验证。利用带有局部缺陷的两级平行轴齿轮试验台展示了提出的故障追踪策略的有效性。此外，基于路径分析，提出了一种物理解释性信号分解方法来增强故障特征。通过这种分解方法，最弱故障类型（缺边齿）的故障指示器可放大204%。提出的传递路径分析方法为追踪故障、增强特征和齿轮系统平行轴的潜在故障诊断提供了可行策略。详细文章见第4部分。
基于现场测量的齿轮系统传递路径分析（TPA）方法
本文 MATLAB 代码可以重现部分结果：《齿轮系统故障跟踪：一种基于现场测量的传递路径分析方法》[1]。该论文关注齿轮系统的传递路径分析（TPA）。提出了一种虚拟解耦方法，以实现基于现场测量的TPA。基于Tikhonov正则化理论进行了轴承力的识别。
采用齿轮动力学模型作为数值示例来说明传递路径分析的过程。关于提出的TPA算法的详细信息可查看参考文献[1]。关于时变啮合刚度和动力建模的补充信息可参考参考文献[2, 3]。
📚2 运行结果
部分代码：
%% Gear parameter
rho=7850; %density
m=2.5/1000; %modulus
z1=25; z2=58; %teeth number
B1=16/1000; B2=16/1000; %face width
rint1=12.5/1000; rint2=12.5/1000; %radius of the shaft (hub radius)
alpha0=20*pi/180; %pressure angle
Torque=60; %input torque
r1=m*z1/2; %radius of the reference circle
r2=m*z2/2;
rb1=r1*cos(alpha0); %radius of the base circle
rb2=r2*cos(alpha0);
Rot_period=12; %number of the rotational period
Tm_num=100; %data points in a meshing period
zhouqi_shu=z1*Rot_period; %number of the meshing period
step_num=zhouqi_shu*(Tm_num); %total data points of the simulation
%% Parameter of the lumped mass
m1=pi*(r1^2-rint1^2)*B1*rho;
J1=1/2*m1*(rint1^2+r1^2);
m2=pi*(r2^2-rint2^2)*B2*rho;
J2=1/2*m2*(rint2^2+r2^2);
m5=1; m6=2; m7=23.5;
M=diag([m1,J1,m2,J2,m5,m6,m7]);
%% Time varying meshing stiffness and Time varying meshing damping
K_health=load('K_health.txt');
K_ext=interp1(linspace(0,1,length(K_health)),K_health(1:60),linspace(0,1,Tm_num));
KM=repmat(K_ext,1,zhouqi_shu);
CM=2*0.02*sqrt(KM/(r1^2/J1+r2^2/J2));
%% Project vector of the meshing element
V=[1,rb1,-1,rb2];
unit_VV=zeros(length(M));
unit_VV(1:4,1:4)=V'*V;
%% Stiffness and damping parameter of the spring-damping element
k15=1e7; k36=1e7; k57=1e8; k67=1e8; k07=1e8;
c15=1e4; c36=1e4; c57=1e3; c67=1e3; c07=1e3;
%% Matirx assembling of the whole system
K=zeros(length(M));
K([1,5],[1,5])=K([1,5],[1,5])+[k15,-k15;-k15,k15];
K([3,6],[3,6])=K([3,6],[3,6])+[k36,-k36;-k36,k36];
K([5,7],[5,7])=K([5,7],[5,7])+[k57,-k57;-k57,k57];
K([6,7],[6,7])=K([6,7],[6,7])+[k67,-k67;-k67,k67];
🎉3 参考文献
文章中一些内容引自网络，会注明出处或引用为参考文献，难免有未尽之处，如有不妥，请随时联系删除。
[1] Y.F. Huangfu, X.J. Dong, X.L. Yu, K.K. Chen, Z.W. Li, Z.K. Peng, Fault tracing of gear systems: An in-situ measurement-based transfer path analysis method, Journal of Sound and Vibration 553 (2023) 117610.1-26.
[2] K.K. Chen, Y.F. Huangfu, H. Ma, Z.T. Xu, X. Li, B.C. Wen, Calculation of mesh stiffness of spur gears considering complex foundation types and crack propagation paths, Mechanical Systems and Signal Processing 130 (2019) 273-292.
Calculation of the Combined Torsional Mesh Stiffness of Spur Gears with Two- and Three-Dimensional Parametrical FE Models - 百度学术 (baidu.com)
[3] Y.F. Huangfu, K.K. Chen, H. Ma, X. Li, H.Z. Han, Z.F. Zhao, Meshing and dynamic characteristics analysis of spalled gear systems: A theoretical and experimental study, Mechanical Systems and Signal Processing 139 (2020) 106640.1-21.
