本文综述了基于工程结构裂纹的振动诊断方法.介绍了国内外一些工程结构损伤诊断的研究成果,依据不同的损伤识别参数对裂纹损伤方法进行了介绍.并将船舶与海洋工程结构中的裂纹振动诊断进行了展望.

传统的半功率带宽法在金属结构的小阻尼系统中识别误差大,提出基于内积相关性识别凸轮轴阻尼比的方法。运用快速傅里叶变换结合连续傅里叶变换的策略诊断出响应的固有频率,根据诊断出的固有频率构造求解信号相关性的函数,与响应信号做内积运算,运算过程中根据Riemann-Lebesgue定理忽略信号负频率项的积分结果,得到信号正负频率项的估计函数。进一步消除负频率项的影响,从原始信号中减去负频率项的估计,将得到的函数作为原始信号,重复步骤,形成迭代,最终依据内积模的极大值识别出阻尼。将内积相关性方法运用于发动机凸轮轴的阻尼识别中,实验结果表明该方法可以准确识别凸轮轴阻尼,具有工程实用性。

多频简谐激励调制是一种无损检测方法,采用低频振动信号和高频超声波信号在裂纹损伤处的非线性调制来检测损伤.以1 kW风力机叶片为实验对象,研究了多频简谐激励调制下,叶片裂纹位置和长度对结构非线性动力学响应特性的影响规律.研究结果发现,含裂纹损伤的风机叶片会出现明显的非线性调制现象,且随着裂纹长度的增加、以及裂纹位置距叶根越远,非线性调制现象明显增强.实验验证了该方法用于风机叶片早期裂纹损伤检测的可行性.

目前行星齿轮箱已经在军用和民用装备中广泛应用，研究行星齿轮箱的故障诊断方法意义重大。为了研究行星齿轮传动的故障机理，揭示其故障特征，建立了行星齿轮系统的动力学模型，研究了齿轮裂纹对齿轮啮合刚度的影响，得出了正常、太阳轮裂纹和行星轮裂纹等三种状态下系统的振动响应。提出了基于包络排列熵的特征提取方法，以判断行星轮系的运行状态。最后通过实测信号验证了所提特征的有效性。