滚动轴承故障分析参考文献（滚动轴承模拟故障信号生成及时频谱分析）

这次进行滚动轴承模拟故障信号的时频谱分析，由于轴承动力学的复杂性，目前只给出感性认识，详细的原理、各参数的设置值后面几篇文章会详细说明。首先模拟滚动轴承内圈故障振动信号，大体上给出一些参数

fs %采样频率 vc % 名义运行转速（RPM） vs;= % 转速波动幅值（RPM） ff % 转速波动频率（Hz） v % 转速曲线 t % 时间 phs_var %相位随机波动的方差（度） phs_tor %相位偏差，先按照白噪声生成相位偏差 b %窄带相位偏差 phs %生成最终相位 m1 = 0.003; % 质量 Kg c1 = 8; % 阻尼 N/(m/s) k1 % 刚度 N/m d %滚动体直径（mm） D %滚道节径（mm） fai %接触角（度） nb %滚动体的个数

计算归一化故障特征频率

BPFO1 % 滚珠外圈通过频率 BPFI1 % 滚珠内圈通过频率 BSF1 % 滚珠转动频率

计算故障特征频率

BPFO % 滚珠外圈通过频率 BPFI % 滚珠内圈通过频率 BSF % 滚珠自转频率

看一下纯净的轴承内圈故障振动信号时域波形

相应的频谱如下，红色虚线代表故障特征频率及相应的倍频

包络谱如下

看一下相应的CWT时频谱，很明显能看出冲击性

看一下加噪信号的时域波形

加噪信号的频谱、包络谱及CWT时频谱如下

下面在内圈故障基础上加入随机冲击，随机冲击的系统参数如下

m2 % 质量 Kg c2 % 阻尼 N/(m/s) k2 % 刚度 N/m

相应的时域波形、频谱、包络谱和CWT时频谱分别如下：

最后看一下轴承和齿轮的复合故障信号，并给其加入噪声，相应的参数如下

K % 齿轮齿数 carrier %以啮合频率和谐波为载波 f0 %故障轮的特征频率为转频(Hz) fm %故障轮的啮合频率 T %故障轮参与啮合的时间 tt %方波函数占空比

加噪信号的时域波形、频谱、包络谱和CWT时频谱分别如下：

看一下轴承-齿轮复合故障纯净信号的CWT时频谱

详细的代码见

https://mianbaoduo.com/o/bread/YpyZmJxq

https://m.tb.cn/h.fDXr5kO?tk=SKAI2KiI1JF