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螺栓连接是机械系统中最常见的一种连接方式，两个独立的零部件通过螺栓连接形 成螺栓连接结构，广泛存在于高铁制动盘、航空发动机、汽车减速箱等机械制造领域的 关键基础装备中。不同零部件之间通过非连续结合界面进行动力耦合和能量传递，界面 的接触状态和力学行为变化可导致机械系统的振动特性、摩擦磨损特性和可靠性发生根 本变化。 本成果针对螺栓连接结构及其固结界面的微观接触力学建模、界面接触特性参数量 化表征、界面非线性振动响应机理等进行研究，获得了结构的微观形貌参数、界面属性 参数、运行工况参数与界面接触特性及振动响应之间的非线性映射关系，揭示螺栓连接 结构的失效机理；提出了基于小波分解与支持向量机耦合的信号处理方法，形成螺栓连 接结构故障的智能诊断技术，对准确评估螺栓连接结构服役状态、提高机械装备工作可 靠性，具有重要的意义。

1. 具有自主知识产权，研究成果已授权发明专利 2 项，发表 SCI/EI 论文 10 余篇。 2. 成果来源：自然基金面上项目、北京纵横机电科技有限公司企业项目等。 3. 技术先进性：国际领先/国际先进/国内领先/国内先进： (1) 通过螺栓结构界面微观接触状态与宏观动力学建模分析， 可揭示连接结构的失 效机理； (2) 利用基于小波信号预处理与机器学习耦合的信号处理方法， 可解决非线性、多 因素耦合条件下的螺栓连接结构智能故障诊断。

通过螺栓结构动力学建模与界面接触属性分析，能够揭示连接结构的失效机理，为 状态评估与预防提供基础。利用基于小波信号预处理与机器学习耦合的信号处理方法， 可实现非线性、多因素耦合条件下的螺栓连接结构智能故障诊断。

性能指标：

故障检出率 90%以上。

肖会芳副教授，博导， 现任北京科技大学机械工程学院机电系副主任，长期从事机 械结构系统动力学建模与故障诊断、振动能量收集与利用等相关科研和教学工作。

铁路、航空航天、车辆等机械制造领域的关键基础装备。

经济效益分析：

通过降低机械结构与装备的故障率、提高生产效率和服役质量，年均累计经济效益 3000 万以上。

目前处于何种研发阶段： ☐研发 ☐小试 ☒中试 ☐小批量生产 ☐产业化； 样机： ☒ 有 ☐无 其他： ☐如选择“其他”，请说明： 。

已投入成本： 100 万元。

推广应用情况：北京纵横机电科技有限公司高速动车组制动盘螺栓故障诊断与检测 技术。对轮装式和轴装式两类制动盘的螺栓松动故障进行监测与诊断，通过机理分析和 信号处理方法，实现不同程度螺栓松动故障的智能诊断。

期望技术转移成交价格(大概金额)：面议。