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| 內容簡介： |
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本书第1章介绍了设备健康监测与诊断技术的定义和内涵、技术体系、实施过程及发展历史和现状等；第2章介绍了健康监测与诊断的基础知识，如故障的机理、故障发生的规律、信号及信号处理的基础知识等；第3章介绍了健康监测与诊断的主要实施技术，包括振动监测与诊断技术、温度监测与诊断技术、油污染监测与诊断技术及无损检测技术等；第4章以超声导波损伤成像技术为例介绍了静设备的健康监测技术；第5章结合齿轮箱和滚动轴承的结构、主要故障来源、故障特征，介绍了齿轮箱及滚动轴承的健康监测与诊断；第6章针对旋转设备的健康监测与诊断，重点介绍了旋转机械不平衡、不对中、弯曲、偏心、松动、动静碰摩、油膜涡动和振荡、旋转失速和喘振等典型故障的机理、故障特征、诊断方法，并结合工程案例进行阐述；第7章介绍了神经网络与智能诊断技术等。本书可用作高等学校机械类本科生、研究生的教材，也可供机械工程技术人员及设备运行维护和管理人员参考。
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| 目錄：
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第1章 绪论
1.1 设备健康监测与故障诊断的定义1
1.2 设备健康监测与故障诊断技术的主要内容2
1.2.1 设备健康监测与故障诊断的技术体系2
1.2.2 健康监测与故障诊断技术的分类2
1.2.3 健康监测与故障诊断的实施过程4
1.2.4 健康监测与故障诊断系统的组成5
1.3 设备健康监测与故障诊断技术的发展与应用6
1.3.1 健康监测与故障诊断的发展历史、现状6
1.3.2 健康监测与故障诊断技术的应用7
第2章 设备健康监测与故障诊断的理论基础
2.1 故障诊断的理论基础9
2.1.1 故障的定义和分类9
2.1.2 故障机理10
2.1.3 形成故障的外部因素12
2.1.4 故障发生的规律14
2.1.5 设备状态及其演变14
2.1.6 故障迹象及其特征参量16
2.2 信号处理和分析基础知识17
2.2.1 信号的定义及分类17
2.2.2 信号的幅值域描述及分析21
2.2.3 信号的时域描述及分析25
2.2.4 信号的频域分析28
2.2.5 信号采集与处理30
第3章 设备健康监测与诊断实施技术
3.1 振动监测与诊断技术38
3.1.1 机械振动的动力学基础38
3.1.2 机械振动的分类41
3.1.3 振动传感器42
3.1.4 振动监测及标准49
3.2 温度监测与诊断技术49
3.2.1 热电偶及热电阻接触式测温50
3.2.2 红外测温技术50
3.3 油污染监测与诊断技术53
3.3.1 油样分析技术的基本原理53
3.3.2 油样分析技术53
3.4 无损检测技术57
3.4.1 超声检测58
3.4.2 射线检测58
3.4.3 磁粉检测58
3.4.4 渗透检测59
3.4.5 涡流检测60
3.5 综合诊断技术60
第4章 静设备的结构健康监测
4.1 固体中的超声波62
4.1.1 波动方程62
4.1.2 自由边界反射64
4.1.3 各向同性弹性板中的超声导波65
4.2 超声导波的特性67
4.2.1 频散特性67
4.2.2 多模态特性69
4.3 超声导波信号处理技术69
4.3.1 频散消除技术70
4.3.2 频散补偿技术72
4.3.3 短时傅里叶变换73
4.4 超声导波损伤成像技术74
4.4.1 椭圆成像74
4.4.2 波束形成成像76
4.4.3 层析成像78
第5章 典型零部件的健康监测与诊断
5.1 滚动轴承的健康监测与诊断81
5.1.1 滚动轴承基本结构及其分类81
5.1.2 滚动轴承的主要损伤类型82
5.1.3 滚动轴承的振动机理及特征83
5.1.4 滚动轴承的振动监测85
5.1.5 滚动轴承的其他监测与故障诊断方法86
5.1.6 案例分析87
5.2 齿轮箱健康监测与诊断88
5.2.1 齿轮箱的分类及基本结构88
5.2.2 齿轮箱中零部件常见的损伤形式88
5.2.3 齿轮箱振动分析方法90
5.2.4 齿轮箱典型故障振动特征92
5.2.5 齿轮箱故障诊断方法96
5.2.6 案例分析97
第6章 旋转设备健康监测与诊断
6.1 旋转设备振动监测与诊断基础101
6.1.1 旋转设备振动分类101
6.1.2 旋转设备振动特征参量102
6.1.3 旋转设备振动监测104
6.1.4 振动监测标准106
6.1.5 旋转设备振动故障常用分析方法106
6.2 转子动力学基础109
6.2.1 转子临界转速109
6.2.2 转子放大因子111
6.3 转子不平衡故障机理与诊断113
6.3.1 不平衡的故障机理113
6.3.2 不平衡的分类113
6.3.3 不平衡的故障特征及诊断114
6.3.4 转子不平衡的故障原因分析及维修措施115
6.3.5 转子不平衡的后果及转子平衡116
6.3.6 案例分析117
6.4 不对中故障机理与诊断121
6.4.1 不对中的分类121
6.4.2 不对中的故障机理121
6.4.3 不对中的故障特征及诊断122
6.4.4 转子不对中故障原因与维修措施123
6.4.5 案例分析123
6.5 弯曲故障机理与诊断126
6.5.1 弯曲的分类126
6.5.2 弯曲的故障机理126
6.5.3 弯曲的故障特征及诊断126
6.5.4 转子弯曲的故障原因与维修措施127
6.6 偏心故障机理与诊断127
6.6.1 偏心的故障机理与分类127
6.6.2 偏心的故障特征127
6.6.3 案例分析128
6.7 松动故障的机理与诊断129
6.7.1 松动故障分类130
6.7.2 松动的故障机理及振动特征130
6.7.3 支承系统松动的故障原因与维修措施131
6.7.4 案例分析132
6.8 动静碰摩故障的机理与诊断134
6.8.1 动静碰摩的振动机理134
6.8.2 动静碰摩的故障特征与诊断135
6.8.3 动静碰摩的故障原因与维修措施135
6.8.4 案例分析135
6.9 油膜轴承油膜涡动和振荡的机理与诊断137
6.9.1 动压轴承工作原理138
6.9.2 油膜涡动机理138
6.9.3 半速涡动与油膜振荡139
6.9.4 油膜涡动与油膜振荡的特征141
6.9.5 油膜涡动与油膜振荡的诊断141
6.9.6 油膜振荡的危害及维修措施141
6.9.7 案例分析142
6.10 旋转失速与喘振144
6.10.1 旋转失速与喘振的机理144
6.10.2 旋转失速与喘振的特征及诊断依据145
6.10.3 旋转失速与喘振的危害146
6.10.4 旋转失速与喘振产生的原因及维修措施146
6.10.5 案例分析146
第7章 神经网络与智能诊断技术
7.1 设备故障的神经网络诊断技术149
7.1.1 神经网络的基本原理149
7.1.2 人工神经网络的拓扑结构151
7.1.3 故障诊断系统常用神经网络介绍151
7.1.4 神经网络故障诊断技术153
7.1.5 神经网络故障诊断的局限性154
7.2 其他智能诊断技术155
7.2.1 设备故障的模糊诊断技术155
7.2.2 设备故障的灰色诊断技术156
7.2.3 设备故障的支持向量机技术157
附录信号处理基础代码
参考文献
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| 內容試閱：
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前言
自本书第一版出版以来，得到了广大读者和业内专家的热烈反响和高度评价。本书立项为石油和化工行业 “十四五 ”规划教材，同时也是华东理工大学一流本科专业的建设成果。为更好地满足读者的需求，并反映最新的技术进展和应用成果，在第一版的基础上进行了修订。本次修订新增了健康监测的重点技术更新领域 :静设备的结构健康监测。静设备在工业生产中扮演着关键角色，其结构健康直接关系到生产过程的安全和效率。静设备的结构健康监测包括通过实时或定期检测设备状态，评估设备健康状况，预防潜在故障的发生。
结构健康监测技术的发展推动了工业自动化和智能化进程。本书重点介绍了先进的传感器技术、数据分析技术和人工智能技术，研究如何实现精准和高效的设备监测和故障诊断，以期推动行业技术创新和应用。每章后设置思考题，可扫码查看。
在此，要特别感谢所有为本书提供宝贵意见和建议的读者、同行专家以及各界朋友，各位的支持和鼓励促使我们不断进步。期待本书的第二版能继续为广大读者带来启发和帮助。
由于编者水平有限，不妥之处在所难免，恳请读者批评指正。
编者
2024年6月
第一版前言
设备状态监测与故障诊断是 20世纪 80年代迅速发展起来的一门交叉性学科，健康监测与故障诊断是近些年根据仿生学提出的一种概念。设备在整个生命周期中，由于各种因素，像人一样会 “生病 ”，工程师像医生一样，通过一些监测手段，获得设备运行过程中的健康信息，并结合设备的病史及工程师所掌握的知识来判断设备是否健康，若不健康，是什么故障、何处故障、故障程度等。本书在此基础上，系统地介绍了设备发生故障的机理、故障规律及信号的一些基本知识，然后介绍健康监测与故障诊断技术的实施技术，如振动监测与诊断技术、温度监测与诊断技术、油污染监测与诊断技术及无损检测技术等；针对静设备，介绍了超声导波结构健康监测技术；之后针对齿轮箱、轴承等典型零部件和旋转机械，结合工程案例，介绍健康监测与诊断技术的具体实施方法；最后介绍在线监测系统及智能诊断方法。
本书是编者在多年课堂教学总结和实际工程项目积累的基础上编写的，内容丰富完整，结构清晰，既有基础理论部分，也有诊断技术部分；既有知识阐述，也有结合工程项目的案例分析，适合作为高等学校机械类专业本科生和研究生的教材，也适合作为机械工程技术人员和设备维护人员的学习参考资料。
本书在编写的过程中得到了编者多届研究生的大力支持，戚敏新、李长龙、陈少杰、朱路飞、张楠楠、刘伟、陈超峰、翟双苗、王从译、胡刚毅、钟文清、田鑫、何天浩、冷仓田、孙彪等在文献查阅、文字修改、图片制作等方面做了很多工作。本书所使用的部分工程项目案例是编者和苏永升教授等一起承担的工程项目。在编写的过程中，岳阳长岭设备研究所有限公司朱铁光高工给予了大力支持，并提供了部分工程案例，在此一并表示感谢 !
由于编者水平有限，不妥之处在所难免，恳请读者批评指正。
编者
2019年6月
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