非线性输出频响函数在螺栓松动状态监测的应用研究

来源：机械工程学报杂志2025年第17期北京时间：

作者：于长帅, 骆海涛, 罗忠, 何凤霞

单位：1. 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室 沈阳 110016;2. 中国科学院机器人与智能制造创新研究院 沈阳 110169;3. 东北大学机械工程与自动化学院 沈阳 110819;4. 沈阳建筑大学机械工程学院 沈阳 110168

摘要：航天器在振动试验过程中容易发生螺栓松动故障，如果未能及时发现，螺栓松动故障加剧可能导致航天器发生不可修复的损坏。基于航天器振动试验行业标准，目前工程上普遍通过固有频率的变化来对航天器振动试验过程中进行状态监测，然而线性的动力学特性对早期螺栓松动故障并不灵敏。为了更灵敏地航天器振动试验过程中的螺栓松动故障进行状态监测，提出了基于非线性输出频响函数(Nonlinear output frequency response function，NOFRF)的螺栓松动状态监测方法，该方法使用数据驱动建模理论和广义相关线性方程(Generalized associated linear equations，GALE)方法辨识NOFRF，并通过蒙特卡洛方法量化噪声对NOFRF辨识带来的不确定性。最后，通过实验的方法验证了该方法比传统振动试验状态监测方法对早期的螺栓松动更加灵敏，可以更加有效地对航天器早期螺栓松动进行状态监测。

关键词：振动试验,螺栓松动,状态监测,非线性输出频响函数,不确定性；

基金资助：辽宁省自然科学基金(2023-MS-031)和中国科学院沈阳自动化研究所基础研究计划(2023JC2K02)资助项目。