文章来源：IEEETransactions on Education ( Volume: 46, Issue: 1, Feb 2003 )
　　中文题目：轴承故障检测的基本振动信号处理
　　项目背景：
　　阿拉巴马大学工程学院的教师开发了应用光谱分析的多学科课程，要想完成该课程的学生必须能够使用和理解双通道光谱分析仪,这意味着学生必须对时域和频域分析有基本的了解。
　　论文所解决问题及意义：
　　本篇论文主要提出了滚动轴承故障检测的实验室模块，介绍了滚动轴承的基本工作特性背景，并给出了计算特征故障频率的公式。
　　论文重点内容：
　　一、基本介绍
　　A.滚动轴承
　　滚动轴承的主要部件包括内圈、外圈、滚动体以及保持架（一些轴承有附加部件，例如用于调心滚子轴承的导向环和密封圈），通常被用于具有高承载能力的应用场合。

　　B.轴承失效机制
　　机械损伤、裂纹损伤、磨损损伤、润滑剂缺陷以及腐蚀等原因都有可能造成轴承失效。
　　C.特征故障频率
　　设想滚珠轴承的外圈失效机制而产生缺陷，每当其中一个球滚过缺陷时，都会产生高水平的短时间（冲击）力，从而导致轴承振动，Z终轴承以固有频率“振铃”响应，响应由于阻尼迅速衰减（如下图所示）。每次其中一个小球滚过缺陷时都会发生激励和响应，因此响应波形的基频就是元件在缺陷上滚动的速率。这是检测轴承故障时感兴趣的基本频率。

　　二、基本轴承故障检测技术
　　在轴承上测量的振动主要受高度不平衡和不对准部件的影响，同时包括与摩擦和其他来源相关的随机振动。
　　这一块主要分为五部分进行讲述：合成信号、传统光谱分析的应用、调幅和希尔伯特变换、包络分析以及时域统计-峰度。其中合成信号中各个信号分量（方波近似、随机噪声、振铃脉冲序列）以及复合信号的总和的波形图如下所示：

　　下图则显示了使用合成波形及其分量的光谱来解释应用于轴承故障检测时简单频谱分析的局限性（方波近似的光谱、随机噪声、振铃脉冲序列以及图5中的复合波形）：

　　包络分析通常用幅度调制和解调来解释。幅度调制被定义为高频载波信号与低频调制信号的相乘，而幅度解调的步是纠正信号，可以通过使用希尔伯特变换来实现。此外峰度系数用于检测轴承故障的度量。
　　结论：
　　滚动轴承故障检测的指导模块是为应用光谱分析中的现有课程而开发的，同时也可以作为独立教程使用，或者纳入机器状态监测课程中。本篇论文在回顾了滚动轴承的基本操作以及理想化的轴承故障振动特征之后，用MATLAB生成的合成信号说明了常规频谱分析的缺点。对包容分析进行错误分析的基础和有效性进行了研究。Z后，提出了一套图形驱动的程序来说明轴承故障检测技术。