整體葉輪葉片振動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法

本發(fā)明公開了一種整體葉輪葉片振動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，該試驗(yàn)裝置包括振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)及整體葉輪，整體葉輪經(jīng)夾具軸向壓緊并固定在振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上；振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)連接有用于起振的振動(dòng)裝置；整體葉輪連接有用于檢測(cè)并記錄試驗(yàn)參數(shù)的檢測(cè)裝置；整體葉輪上的相鄰葉片之間設(shè)有用于使相鄰葉片互相阻尼的橡膠阻尼塊。首先對(duì)葉片固有特性分析方法和振動(dòng)響應(yīng)分析方法進(jìn)行了綜合性評(píng)述。本發(fā)明通過在整體葉輪上相鄰葉片問設(shè)置橡膠阻尼塊使得相鄰葉片問互相阻尼，保證了對(duì)整體葉輪上單個(gè)葉片進(jìn)行振動(dòng)疲勞試驗(yàn)時(shí)其他葉片不能自由振動(dòng)，既避免了對(duì)整體葉輪進(jìn)行等分切割的麻煩，又避免了因支撐葉片的剛性變化導(dǎo)致葉片固有頻率的改變，從而保證了振動(dòng)疲勞試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

高速旋轉(zhuǎn)葉片振動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)是電力工業(yè)、能源工業(yè)、航空、航運(yùn)業(yè)亟待解決的難題，傳統(tǒng)的接觸式測(cè)量方法很難做到同時(shí)監(jiān)測(cè)同級(jí)的所有葉片的振動(dòng)情況，因此國外一直在致力研究一種非接觸式旋轉(zhuǎn)葉片振動(dòng)測(cè)量新技術(shù)—葉端定時(shí)測(cè)量技術(shù)。

即葉端定時(shí)傳感器、高速脈沖信號(hào)采集及預(yù)處理、葉端定時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)的分析處理。槳葉的材料要求強(qiáng)度高、重量輕，目前多用玻璃鋼或其它復(fù)合材料(如碳纖維)來制造。設(shè)計(jì)開發(fā)了適應(yīng)高速實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)要求的全光纖葉端定時(shí)傳感器，所研制的葉端定時(shí)傳感器具有抗電磁干擾能力強(qiáng)、頻寬優(yōu)于100MHz，測(cè)量距離達(dá)到0.5mm 的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)了基于固定頻率脈沖填充法計(jì)數(shù)的高速脈沖信號(hào)采集及預(yù)處理電路，實(shí)現(xiàn)定時(shí)時(shí)間測(cè)量。

葉片是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主要零件之一,其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率和運(yùn)行可靠性。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù)，大約是每秒三米的微風(fēng)速度（微風(fēng)的程度），便可以開始發(fā)電。葉片的工作環(huán)境比較惡劣,除了承受高速旋轉(zhuǎn)的氣動(dòng)力、離心力和振動(dòng)負(fù)荷外,還要受到熱應(yīng)力的作用,很容易發(fā)生故障。以航空發(fā)動(dòng)機(jī)為例,據(jù)統(tǒng)計(jì)振動(dòng)故障率占發(fā)動(dòng)機(jī)中總故障率的60%以上,而葉片振動(dòng)故障率又占振動(dòng)故障率的70%以上。因此,有必要在葉片的設(shè)計(jì)過程中建立合適的有限元模型并進(jìn)行振動(dòng)固有特性分析和響應(yīng)分析。本文針對(duì)葉片固有特性和振動(dòng)響應(yīng)的分析方法進(jìn)行研究。首先對(duì)葉片固有特性分析方法和振動(dòng)響應(yīng)分析方法進(jìn)行了綜合性評(píng)述。