發(fā)布時間：2020-10-11 14:02

　　 葉片是航空發(fā)動機、煙氣輪機、汽輪機、鼓風(fēng)機、燃?xì)廨啓C等大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備的核心部件,是設(shè)備正常運行和安全高效工作的重要保障。旋轉(zhuǎn)葉片工作在高轉(zhuǎn)速、高溫、高壓、高負(fù)荷的惡劣工況中,同時還受到離心力、氣流力、激振力、彎曲應(yīng)力等多種作用力的影響。久而久之,葉片便容易產(chǎn)生疲勞失效,直接危害大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備的安全運行,造成巨大經(jīng)濟損失。因此,對旋轉(zhuǎn)葉片的工作狀態(tài)進行實時監(jiān)測是非常有必要的。本文圍繞失諧葉片振動的非接觸測量問題,主要研究以下三方面內(nèi)容:(1)利用ANSYS軟件分別采用循環(huán)對稱分析法和移動界面模態(tài)綜合超單元法對諧調(diào)葉盤系統(tǒng)的靜頻、動頻和各節(jié)徑振型進行了仿真計算,通過對比兩種方法的仿真結(jié)果驗證了移動界面模態(tài)綜合超單元法具有較高的分析精度,然后采用超單元法對失諧葉盤系統(tǒng)的各階振型進行了仿真計算,并找出了它的振動規(guī)律。(2)利用MATLAB軟件中的SIMULINK建立了葉尖定時測振系統(tǒng)模型框圖,分別對恒轉(zhuǎn)速和變速掃頻兩種情況下的葉片同步振動信號進行了仿真分析,然后對假設(shè)參數(shù)已知的葉片同步振動信號采用了同步振動參數(shù)辨識算法進行參數(shù)辨識,得到了辨識的振動參數(shù),通過對比辨識參數(shù)與原已知參數(shù)驗證了該辨識算法具有較高的辨識精度。(3)對失諧葉片的振動進行了實驗測量。搭建實驗臺,采用共振法和葉尖定時法對失諧葉片振動進行了非接觸測量,采用同步振動參數(shù)辨識算法對實驗測得的失諧葉片振動信號進行重建,再將重建后的振動參數(shù)與ANSYS和MATLAB仿真獲得的葉片振動參數(shù)進行了對比,結(jié)果表明:兩種仿真軟件的計算結(jié)果是準(zhǔn)確可靠的。
【學(xué)位單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH113.1
【部分圖文】：

圖 1.1 某型號航空發(fā)動機實物圖Fig. 1.1 The physical map of a certain type aircraft engine表 1.1 我國航空領(lǐng)域幾起典型的轉(zhuǎn)動部件失效事故Tab. 1.1 Some typical rotating components failure accidents in Chinese aviation field失效部件及失效機理 造成的后果 發(fā)生的次數(shù)一級壓氣機葉片，疲勞斷裂+腐蝕損傷 發(fā)動機損壞 13 臺 13渦輪軸，低周大應(yīng)力疲勞斷裂 重大事故 14 起 14渦輪一級盤，盤體外徑變形伸長 大量盤件失效 多次一級渦輪盤，槽底應(yīng)力腐蝕＋疲勞裂紋 大量盤件失效 多次中軸承，疲勞斷裂 損害發(fā)動機 12渦輪二級葉片，高周疲勞斷裂 損害發(fā)動機 404本文的主要研究對象是葉片，為避免葉片疲勞失效可以采取如下措施：

圖 1.2 激光全息法光路原理圖Fig. 1.2 Optical paths principle figure of laser holographic method普勒法[7-9]技術(shù)主要是利用了光的反射與干涉原理，通過捕捉照射到振率和位移信號來獲得葉片的振動信息，該方法由英國學(xué)者 K體操作是利用多普勒激光振動計使激光照射到葉輪上，根據(jù)反射光與參考光的頻率經(jīng)過干涉后會有一個差值，兩光的頻的影響，即會對其進行頻率調(diào)制，再對輸出信號進行頻率解數(shù)。精度較高，耐高溫性強，并能獲得葉輪上同一級中任何葉片量系統(tǒng)比較復(fù)雜，成本較高，被測葉片轉(zhuǎn)速不能太高，且葉。多普勒法[10-12]勒法是一種利用聲信號辨識葉片振動參數(shù)的方法，由美國

圖 1.3 聲發(fā)射葉片振動監(jiān)測系統(tǒng)圖Fig. 1.3 Acoustic emission blades vibration monitoring system figure5）葉尖定時法[13-18]非接觸式旋轉(zhuǎn)葉片測振技術(shù)當(dāng)中，應(yīng)用最普遍的便是葉尖定時測振方法。葉的測量原理（以電渦流傳感器為例）是渦輪驅(qū)動葉輪旋轉(zhuǎn)，將轉(zhuǎn)速同步傳感對葉輪軸的位置，在軸上該處圓周上某角度作標(biāo)記，當(dāng)轉(zhuǎn)速同步傳感器發(fā)射到旋轉(zhuǎn)軸上的標(biāo)記處時便會探測到葉輪的轉(zhuǎn)速頻率信號；在機匣上安裝多個定時傳感器，葉輪旋轉(zhuǎn)時由于葉片會發(fā)生振動，因此相對于假想無振動時的葉片到達電渦流傳感器的時間會超前或者滯后，這樣實際測得的葉片經(jīng)過電渦時間就會與無振動時的理論時間產(chǎn)生偏差，通過采集箱采集旋轉(zhuǎn)葉片到達電時的電壓—時間脈沖信號，將它們反饋到計算機中，再對其進行數(shù)據(jù)處理，轉(zhuǎn)葉片的振動參數(shù)。圖 1.4 為渦輪機葉尖定時測振系統(tǒng)的工作原理圖。述各種非接觸測量法的測量原理各不相同，都有其獨特的優(yōu)點，然而前四種方法卻因為存在一定的局限性而沒有得到廣泛的應(yīng)用。
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2836685