【技术实现步骤摘要】
一种整体叶盘多载荷振动实验装置及方法
本专利技术涉及一种整体叶盘振动试验装置,该装置可以实现多载荷下整体叶盘的振动试验测试,用于实验研究典型载荷作用下整体叶盘的振动响应行为。属于航空发动机
技术背景整体叶盘是先进航空发动机中的一种典型结构件,与传统的榫连式叶盘相比,它的叶片与轮盘加工成一体结构,不仅减轻了发动机转子的重量,而且增加发动机工作效率,显著提高了发动机的推重比。与传统叶盘相比,整体叶盘的轮盘较为轻薄,轮盘与叶片的刚度相差较少,振动的阻尼能力低,因此非常容易发生盘片耦合振动。由于耦合振动的存在,整体叶盘的频率-节径数曲线上会出现“频率转向”现象。在气动载荷阶次激励和基础激励载荷作用下,频率转向区附近由失谐引起的整体叶盘振动局部化现象最为明显,导致少数叶片的振幅和应力水平显著增大,极容易发生振动疲劳破坏甚至导致断裂。因此,在实验室环境下专利技术一种能够模拟多载荷的整体叶盘振动试验装置,研究多载荷作用下的整体叶盘振动响应是十分必要的。目前,研究多载荷下整体叶盘振动的试验装置未见报道。本专利技术提出对整体叶盘各个叶片顺序施加等相位差的正弦激励来模拟气动阶次激励、电磁振动台实现基础激励、压电薄膜同步测试各扇区振动的整体叶盘振动试验装置。整个试验装置简单易行,经济成本低,对于研究阶次激励和基础激励多载荷作用下的整体叶盘振动响应,具有重要的学术意义和工程参考价值。
技术实现思路
本专利技术旨在针对现有技术难题,本专利技术提供一种整体叶盘多载荷振动试验装置,可以实现多载荷的同 ...
【技术保护点】
1.一种整体叶盘多载荷振动实验装置,其特征在于,包括机箱、模拟输出板卡、压电陶瓷驱动电源、压电陶瓷激振器、加速度传感器、压电薄膜、数据采集分析仪、上位机、振动台、功率放大器、控制器和模态力锤;/n所述的上位机通过以太网输出端连接机箱的以太网输入端,所述模拟输出板卡置于机箱的插槽内组成模拟输出模块,机箱的输出端连接压电陶瓷驱动电源的输入端,压电陶瓷驱动电源的输出端连接多个压电陶瓷激振器;所述压电陶瓷激振器粘贴于整体叶盘结构靠近轮毂的叶根上表面,压电薄膜粘贴于整体叶盘靠近轮毂的叶根下表面,压电薄膜与数据采集分析仪相连,采集的应力应变信号传输给数据采集分析仪,数据采集分析仪的以太网输出端与上位机连接,上位机用于数据采集、参数设置、驱动信号生成;整体叶盘结构通过专用夹具固定在振动台上,振动台依次与功率放大器和控制器相连接;/n所述模态力锤置于整体叶盘内环上方,模态力锤的冲击端接触整体叶盘上表面,加速度传感器黏贴于叶盘结构内侧,加速度传感器和模态力锤输出端均连接数据采集分析仪。/n
【技术特征摘要】
1.一种整体叶盘多载荷振动实验装置,其特征在于,包括机箱、模拟输出板卡、压电陶瓷驱动电源、压电陶瓷激振器、加速度传感器、压电薄膜、数据采集分析仪、上位机、振动台、功率放大器、控制器和模态力锤;
所述的上位机通过以太网输出端连接机箱的以太网输入端,所述模拟输出板卡置于机箱的插槽内组成模拟输出模块,机箱的输出端连接压电陶瓷驱动电源的输入端,压电陶瓷驱动电源的输出端连接多个压电陶瓷激振器;所述压电陶瓷激振器粘贴于整体叶盘结构靠近轮毂的叶根上表面,压电薄膜粘贴于整体叶盘靠近轮毂的叶根下表面,压电薄膜与数据采集分析仪相连,采集的应力应变信号传输给数据采集分析仪,数据采集分析仪的以太网输出端与上位机连接,上位机用于数据采集、参数设置、驱动信号生成;整体叶盘结构通过专用夹具固定在振动台上,振动台依次与功率放大器和控制器相连接;
所述模态力锤置于整体叶盘内环上方,模态力锤的冲击端接触整体叶盘上表面,加速度传感器黏贴于叶盘结构内侧,加速度传感器和模态力锤输出端均连接数据采集分析仪。
2.根据权利要求1所述的一种整体叶盘多载荷振动实验装置,其特征在于,所述压电陶瓷驱动电源用于放大振动激励信号。
3.根据权利要求1所述的一种整体叶盘多载荷振动实验装置,其特征在于,所述压电陶瓷激振器接受压电陶瓷驱动电源传来的信号,基于压电陶瓷的逆压电效应,压电陶瓷激振器随着信号的变化发生变形,进而激励叶片产生振动,对整体叶盘各个叶片顺序施加等相位差的正弦激励来模拟气动阶次激励。
4.根据权利要求1所述的一种整体叶盘多载荷振动实验装置,其特征在于,所述加速度传感器用于模态测试中响应信号的采集,通过数据采集分析仪传输给上位机处理,即可获得共振时的节径振型。
5.根据权利要求1所述的一种整体叶盘多载荷振动实验装置,其特征在于,所述压电薄膜用于获取整体叶盘结构振动的应变信号,将应变信号转换为电信号,经数据采集分析仪传输给上位机。
6.根据权利要求1所述的一种整体叶盘多载荷振动实验装置,其特征在于,所述数据采集分析仪将采集到的信号进行处理,将采集到的响...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈玉刚,徐安杨,杜永恩,翟敬宇,蔡文哲,秦勇,
申请(专利权)人:大连理工大学,北京动力机械研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁;21
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