旋转叶片振动性能参数测试技术研究

论文摘要

旋转机械是全球各行各业常见的一种关键设备,是我国国民经济和国防事业中广泛应用的重要装置。旋转叶片的振动性能直接影响旋转机械的安全性和可靠性,因叶片振动超标引起的各种旋转机械故障已经层出不穷。随着旋转叶片振动故障诊断技术不断发展,各种叶片振动的测量测试方法受到广泛研究。本文基于叶尖定时(BTT)原理对旋转叶片振动性能参数测试技术进行了深入研究,设计并完成叶片振动性能的测试实验,取得良好的实验结果。主要内容如下:1、通过振动理论计算出叶片各阶振型下的固有频率并建立了叶片振动模型,分析了叶片的幅频响应和相频响应,讨论了叶片测振的速矢端迹法理论,为实验开展奠定基础。2、对叶片的固有频率、模态、谐波响应等动态性能做了计算机仿真分析,从而预测实际叶片的振动形态并估计出叶片振动参数。3、根据气体激振的特点,建立叶片激振力模型,分析了激振力的频谱特征并做了计算机仿真,为叶片各阶共振强度的对比分析提供理论依据。4、设计了叶片切向弯曲振动和扭振的测试方案,论述了获取叶片振动固有频率的速矢端迹法及最大共振幅度的获取方法。5、在叶片振动性能参数测试实验中,通过对振动数据进行平滑去噪处理,采用LM法对数据进行非线性曲线拟合,准确获取了叶片振动的确切参数,结果可信度高。从而验证了测试方法的有效性并绘制出叶片振动的坎贝尔图,为叶片动态性能的评价提供了可靠依据。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 旋转叶片振动检测技术研究背景及意义
• 1.1.1 叶片安全可靠的重要意义
• 1.1.2 国内外旋转叶片振动检测技术的发展动态
• 1.2 旋转叶片振动性能参数测试要求及主要测试方法
• 1.2.1 旋转叶片振动性能参数测试要求
• 1.2.2 旋转叶片振动性能参数测试的主要方法
• 1.3 本文研究的主要内容
• 1.4 本章小结
• 第二章 叶片振动相关理论
• 2.1 旋转叶片的简述
• 2.1.1 叶片的材料与结构
• 2.1.2 叶片受损形式和原因
• 2.2 叶片振动的基本形式
• 2.3 叶片振动的主要参数
• 2.4 叶片的振型
• 2.5 叶片振动固有频率的计算
• 2.5.1 叶片的静频率
• 2.5.2 叶片的动频率
• 2.6 叶片的错频技术
• 2.7 本章小结
• 第三章 叶片振动分析与ANSYS仿真
• 3.1 叶片振动的等效模型
• 3.2 速矢端迹法理论分析
• 3.3 有限元方法及ANSYS简介
• 3.4 叶片固有频率和模态分析
• 3.5 叶片谐波响应分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 叶尖定时测振系统及应用
• 4.1 叶尖定时测振原理
• 4.2 叶尖定时测振系统构成
• 4.2.1 叶尖定时传感器
• 4.2.2 信号接收转换模块
• 4.2.3 信号预处理与高速采集卡
• 4.2.4 叶片振动分析软件
• 4.3 测振系统在叶片振动测试中的应用
• 4.3.1 叶片切向弯曲振动的测试
• 4.3.2 叶片扭振的测试
• 4.4 本章小结
• 第五章 实验数据处理与结果分析
• 5.1 某型号设备旋转叶片振动测试实验
• 5.2 实验数据简单说明
• 5.3 叶片振动参数的获取
• 5.3.1 数据平滑
• 5.3.2 曲线拟合
• 5.3.3 结果分析
• 5.4 叶片振动数据分析结果
• 5.4.1 叶片振动的动频曲线
• 5.4.2 叶片振动的坎贝尔图
• 5.5 本章小结
• 第六章 全文总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢