一种航空发动机转子连接刚度非接触式测量方法及装置制造方法及图纸

本申请属于发动机试验技术领域，具体涉及一种航空发动机转子连接刚度非接触式测量方法及装置。该方法包括步骤S1、在不同的发动机转速下，获取由X射线束穿透航空发动机后射入到闪烁屏上的多个图像，其中，每个图像对应于一个发动机转速；步骤S2、获得各所述图像中发动机转子安装边附近多个位置点的动态径向变形量，其中，各位置的动态径向变形量是指，在不同发动机转速下，该位置点相对于设定值的位移变化量；步骤S3、根据所述动态径向变形量确定航空发动机转子安装边不同位置点的连接刚度。本申请实现了发动机转子安装边变形的非接触测量，获得安装边位置的径向变形量，直接表达安装边位置在工作状态下刚度水平。安装边位置在工作状态下刚度水平。安装边位置在工作状态下刚度水平。

【技术实现步骤摘要】
一种航空发动机转子连接刚度非接触式测量方法及装置


[0001]本申请属于发动机试验
，具体涉及一种航空发动机转子连接刚度非接触式测量方法及装置。

技术介绍

[0002]航空发动机转子结构设计中广泛使用螺栓连接的止口配合连接结构，连接结构在工作状态下的刚度表现，直接影响到发动机工作可靠性。
[0003]针对航空发动机转子连接刚度的非接触测量方法及基于测试结果的刚度分析尚属空白，目前对于转子连接刚度分析主要采用有限元建模仿真分析的方法，该方法存在以下缺点：
[0004]1.仿真方法主要分析安装边配合面处贴合接触程度、配合紧度变化，通过连接稳定性间接说明该位置处刚度在工作状态下的变化，不能直接定量评价转子连接结构刚度。
[0005]2.仿真方法通过建立连接位置局部模型，设定有限载荷条件，不能完全反应整机结构和载荷对连接结构的影响。
[0006]3.仿真方法能够分析有限的稳态点，计算状态有限。
[0007]4.仿真方法计算结果精度未经试验验证。

技术实现思路

[0008]为了解决上述问题，本申请提供了一种航空发动机转子连接刚度非接触式测量方法及装置，实现发动机转子安装边变形量的非接触测量，从而评价连接位置刚度水平。
[0009]本申请第一方面提供了一种航空发动机转子连接刚度非接触式测量方法，主要包括：
[0010]步骤S1、在不同的发动机转速下，获取由X射线束穿透航空发动机后射入到闪烁屏上的多个图像，其中，每个图像对应于一个发动机转速；
[0011]步骤S2、获得各所述图像中发动机转子安装边附近多个位置点的动态径向变形量，其中，各位置的动态径向变形量是指，在不同发动机转速下，该位置点相对于设定值的位移变化量；
[0012]步骤S3、根据所述动态径向变形量确定航空发动机转子安装边不同位置点的连接刚度。
[0013]优选的是，步骤S1中，通过CCD相机的平面反射镜曝光投影在闪烁屏上的多个图像。
[0014]优选的是，步骤S2中，通过图像检查软件IPT_IPS对所获得的转子连接安装边的图像进行距离测量。
[0015]优选的是，步骤S3中进一步包括：
[0016]步骤S31、选取其中一个位置点为参考点，在任一发动机转速下，确定其他位置点相对于参考点的动态变化量，根据所述动态变化量确定航空发动机转子安装边不同位置点
的连接刚度。
[0017]优选的是，步骤S31中，采用无量纲参数Rs表示动态变化量，其中，
[0018][0019]其中，Rsi(t)表示t时刻第i个位置点的无量纲参数，Ti(t)_y表示t时刻第i个位置点的位移，T5(t)_y表示t时刻参考点的位移，Ti(t＝0)_y表示t＝0时刻第i个位置点的位移，T5(t＝0)_y表示t＝0时刻参考点的位移。
[0020]本申请第二方面提供了一种航空发动机转子连接刚度非接触式测量装置，主要包括：
[0021]图像获取模块，用于在不同的发动机转速下，获取由X射线束穿透航空发动机后射入到闪烁屏上的多个图像，其中，每个图像对应于一个发动机转速；
[0022]动态径向变形量计算模块，用于获得各所述图像中发动机转子安装边附近多个位置点的动态径向变形量，其中，各位置的动态径向变形量是指，在不同发动机转速下，该位置点相对于设定值的位移变化量；
[0023]刚度评估模块，用于根据所述动态径向变形量确定航空发动机转子安装边不同位置点的连接刚度。
[0024]优选的是，所述图像获取模块包括CCD相机，所述CCD相机被配置成用于通过平面反射镜曝光投影在闪烁屏上的多个图像。
[0025]优选的是，所述动态径向变形量计算模块包括IPT_IPS软件调用单元，用于，通过图像检查软件IPT_IPS对所获得的转子连接安装边的图像进行距离测量。
[0026]优选的是，所述刚度评估模块进一步包括：
[0027]无量纲转化单元，用于选取其中一个位置点为参考点，在任一发动机转速下，确定其他位置点相对于参考点的动态变化量，形成无量纲参数，所述无量纲参数用于确定航空发动机转子安装边不同位置点的连接刚度。
[0028]优选的是，所述无量纲转化单元采用无量纲参数Rs表示动态变化量，其中，
[0029][0030]其中，Rsi(t)表示t时刻第i个位置点的无量纲参数，Ti(t)_y表示t时刻第i个位置点的位移，T5(t)_y表示t时刻参考点的位移，Ti(t＝0)_y表示t＝0时刻第i个位置点的位移，T5(t＝0)_y表示t＝0时刻参考点的位移。
[0031]本申请的关键点和保护点包括：
[0032]应用高能X射线测量技术对转子刚度进行非接触动态测量；采用移动坐标原点的无量纲化参数Rs评价工作状态下转子安装边刚度。
[0033]本申请的优点包括：
[0034]通过高能X射线刚度测量方法，实现发动机转子安装边变形的非接触测量，获得安装边位置的径向变形量，直接表达安装边位置在工作状态下刚度水平，填补了安装边刚度测量方法技术空白。通过对测试结果进行无量纲刚度分析，能够评价连接位置的刚度水平；本申请测量方法采用整机试验，测试结果能够反映整机结构和载荷对连接结构的影响；本申请能够实现动态采集，获取试车全历程刚度变化量。
附图说明
[0035]图1为本申请航空发动机转子连接刚度非接触式测量方法的一优选实施例的流程图。
[0036]图2为基于本申请一优选实施例的安装边位置点径向变形量示意图。
[0037]图3为基于本申请一优选实施例的无量纲参数变化曲线示意图。
具体实施方式
[0038]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
[0039]本申请第一方面提供了一种航空发动机转子连接刚度非接触式测量方法，应用于整机试验，如图1所示，该方法主要包括：
[0040]步骤S1、在不同的发动机转速下，获取由X射线束穿透航空发动机后射入到闪烁屏上的多个图像，其中，每个图像对应于一个发动机转速；
[0041]步骤S2、获得各所述图像中发动机转子安装边附近多个位置点的动态径向变形量，其中，各位置的动态径向变形量是指，在不同发动机转速下，该位置点相对于设定值的位移变化量；
[0042]步骤S3、根据所述动态径向变形量确定航空发动机转子安装边不同位置点的连接刚度。
[0043]在一些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机转子连接刚度非接触式测量方法，其特征在于，包括：步骤S1、在不同的发动机转速下，获取由X射线束穿透航空发动机后射入到闪烁屏上的多个图像，其中，每个图像对应于一个发动机转速；步骤S2、获得各所述图像中发动机转子安装边附近多个位置点的动态径向变形量，其中，各位置的动态径向变形量是指，在不同发动机转速下，该位置点相对于设定值的位移变化量；步骤S3、根据所述动态径向变形量确定航空发动机转子安装边不同位置点的连接刚度。2.如权利要求1所述的航空发动机转子连接刚度非接触式测量方法，其特征在于，步骤S1中，通过CCD相机的平面反射镜曝光投影在闪烁屏上的多个图像。3.如权利要求1所述的航空发动机转子连接刚度非接触式测量方法，其特征在于，步骤S2中，通过图像检查软件IPT_IPS对所获得的转子连接安装边的图像进行距离测量。4.如权利要求1所述的航空发动机转子连接刚度非接触式测量方法，其特征在于，步骤S3中进一步包括：步骤S31、选取其中一个位置点为参考点，在任一发动机转速下，确定其他位置点相对于参考点的动态变化量，根据所述动态变化量确定航空发动机转子安装边不同位置点的连接刚度。5.如权利要求4所述的航空发动机转子连接刚度非接触式测量方法，其特征在于，步骤S31中，采用无量纲参数Rs表示动态变化量，其中，其中，Rsi(t)表示t时刻第i个位置点的无量纲参数，Ti(t)_y表示t时刻第i个位置点的位移，T5(t)_y表示t时刻参考点的位移，Ti(t＝0)_y表示t＝0时刻第i个位置点的位移，T5(t＝0)_y表示t＝0时刻参考点的位移。6.一种航空发动机转子连接刚度非接触式测量装置，其特征在于，包括：图像获取模块，用于在不同的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏宇，吴法勇，黄耀宇，孔庆珊，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：发明
国别省市：