【技术实现步骤摘要】
本申请属于叶片抑振领域，特别涉及一种高涡叶片缘板阻尼结构阻尼特性试验装置及方法。
技术介绍
1、叶片采用干摩擦阻尼结构是一种有效的抑制叶片动力响应的方式，高压涡轮转子叶片通常采用缘板阻尼结构进行减振，由于干摩擦过程中存在强非线性理论，因此，理论分析难以给出解析解，而通过试验研究既能模拟真实的摩擦状态由有利于研究阻尼结构减振特性，是分析和优化缘板阻尼结构的重要手段。
2、为研究缘板阻尼结构阻尼效果，现有如下试验装置：
3、方案1：带缘板阻尼器结构涡轮叶片的减振试验装置，公开了一种弹簧悬挂压紧模拟离心力的测试装置，通过改变弹簧拉伸长度改变压紧力。
4、方案2：一种测量高压涡轮工作叶片阻尼效果的试验装置，公开了一种采用顶杆加载模拟离心力的装置，通过砝码加载压紧力。
5、方案1的试验试验装置存在以下缺点：1)加载方式采用弹簧对两个阻尼片进行分别加载，通过改变弹簧伸长量改变阻尼结构的压紧力，这种加载方式依赖弹簧刚度的稳定性，以及4根弹簧变形量是否一致，加载误差较大；2)试验件采用模拟试验件，无法模拟真实叶片以及阻尼结构的运动状态，对型号研制缺乏指导意义；3)激振方式采用激振器激振，激振器顶杆存在附加刚度，影响测量精度。
6、方案2的试验装置存在以下缺点：1)阻尼结构加载方式采用顶杆顶紧，要求顶杆准确的顶在阻尼结构且能够施加足够的载荷，由于阻尼结构体积较小，振动过程中容易导致顶杆位置偏移，加载不准确；2)顶杆只用于片装阻尼结构，对于棱柱型结构不能加载；3)力臂结构质量较大，未能给出
7、因此如何同时保证对高涡叶片测试的真实性和准确性是一个需要解决的问题。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供了一种高涡叶片缘板阻尼结构阻尼特性试验装置及方法，以解决现有技术中难以同时保证高涡叶片测试的真实性与准确性的问题。
2、本申请的技术方案是：一种高涡叶片缘板阻尼结构阻尼特性试验装置，包括电磁振动台、三联装叶片夹具体、阻尼结构、载荷施加机构和测量系统；所述三联装叶片夹具体连接于电磁振动台上，所述三联装叶片夹具体内均匀分布有三个榫槽结构并且三个榫槽结构上下对应设置，并且每个榫槽结构内均能够与真实涡轮叶片的榫齿工作面相连，所述阻尼结构安装于相邻两组真实涡轮叶片的缘板之间，所述载荷施加机构包括钢丝绳和砝码，所述钢丝绳与阻尼结构相连，所述砝码能够对钢丝绳施加拉力，通过载荷施加机构能够在一定的载荷范围内对阻尼结构施加离心载荷，所述测量系统能够对电磁振动台和真实涡轮叶片上的试验参数进行测量；所述电磁振动台采用扫频的方式对真实涡轮叶片施加激振。
3、优选地，载荷施加机构还包括杠杆支座、短杠杆和长杠杆；所述阻尼结构的中心打孔，形成中心孔，所述钢丝绳共有两组并分别与两组阻尼结构的中心孔相连，所述杠杆支座固定连接于电磁振动台台面上，所述杠杆支座上转动连接有转轴，所述短杠杆和长杠杆均呈l型并且短杠杆和长杠杆的弯折处与转轴固定连接，两组钢丝绳上下设置并且位于下方的钢丝绳与短杠杆的一端相连、位于上方的钢丝绳与长杠杆的一端相连，所述砝码共有两组并且两组砝码分别连接于长杠杆和短杠杆远离钢丝绳的一端，每组砝码处均能够选用不同质量的砝码进行加载。
4、优选地，所述长杠杆的中部开设有长条形空腔，所述短杠杆设于长条形空腔内。
5、优选地，所述三联装叶片夹具体对应每个榫槽的位置处均设有顶紧螺栓和顶块，所述顶紧螺栓与榫槽远离真实涡轮叶片的一端螺纹连接，所述顶块设于顶紧螺栓和真实涡轮叶片之间，转动顶紧螺栓能够带动顶块在榫槽内移动。
6、优选地，所述测量系统包括加速度传感器、台面加速度闭环控制系统、应变测量系统和位移测量系统；所述加速度传感器安装于电磁振动台的台面上，所述台面加速度闭环控制系统与加速度传感器电连接，所述应变测量系统包括应变片和动态电阻应变仪，所述应变片与动态电阻应变仪电连接，所述应变片粘贴于真实涡轮叶片的根部，所述位移测量系统能够通过激光对叶片的振动位移进行测量。
7、作为一种具体实施方式，一种高涡叶片缘板阻尼结构阻尼特性试验方法，包括：
8、对电磁振动台、三联装叶片夹具体、阻尼结构、载荷施加机构和测量系统分别进行安装，在安装完成后对载荷施加机构和测量系统进行调试，直至调试完成；
9、控制电磁振动台工作对真实涡轮叶片进行扫频试验，确定真实涡轮叶片一阶共振响应频率，根据一阶共振相应频率确定正式试验扫频范围；
10、根据不同转速下阻尼结构的离心力选择不同质量的砝码进行加载，通过加速度传感器控制电磁振动台以加速度a进行扫频，测量真实涡轮叶片的动态应变和叶尖位移，分析并确定阻尼结构与缘板间压紧力f对阻尼效果的影响，并计算正式试验所需的缘板间压紧力f；
11、根据计算得到的缘板间压紧力f并以不同的台面加速度对真实涡轮叶片进行扫描，通过应变测量系统和位移测量系统测量真实涡轮叶片的动态应变和叶片位移量，分析并确定激振力p对阻尼效果的影响；
12、保持叶片处于一阶共振状态，改变激振力p和压紧力f，测量真实涡轮叶片的动态应变和叶片位移量，分析并确定动态应变与位移峰值随随激振力p、与压紧力f的变化规律。
13、本申请的一种高涡叶片缘板阻尼结构阻尼特性试验装置，包括电磁振动台、三联装叶片夹具体、阻尼结构、载荷施加机构和测量系统；三联装叶片夹具体连接于电磁振动台上，三联装叶片夹具体内均匀分布有三个榫槽结构并且三个榫槽结构上下对应设置，并且每个榫槽结构内均能够与真实涡轮叶片的榫齿工作面相连，载荷施加机构包括钢丝绳和砝码，钢丝绳与阻尼结构相连；真实涡轮叶片通过榫齿工作面与三联装叶片夹具体相连，从而形成悬臂结构，使得振动响应更加准确。叶片的固定形式采用榫齿工作面顶紧式，模拟叶片旋转时离心力产生的榫槽受力状态，与压紧式相比，能够确保叶片与阻尼结构的安装状态与其在涡轮盘上位置一致，能够更准确地反应涡轮叶片的真实工作情况。
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1.一种高涡叶片缘板阻尼结构阻尼特性试验装置，其特征在于：包括电磁振动台(1)、三联装叶片夹具体(2)、阻尼结构(6)、载荷施加机构和测量系统；所述三联装叶片夹具体(2)连接于电磁振动台(1)上，所述三联装叶片夹具体(2)内均匀分布有三个榫槽结构并且三个榫槽结构上下对应设置，并且每个榫槽结构内均能够与真实涡轮叶片(5)的榫齿工作面相连，所述阻尼结构(6)安装于相邻两组真实涡轮叶片(5)的缘板之间，所述载荷施加机构包括钢丝绳(7)和砝码(11)，所述钢丝绳(7)与阻尼结构(6)相连，所述砝码(11)能够对钢丝绳(7)施加拉力，通过载荷施加机构能够在一定的载荷范围内对阻尼结构(6)施加离心载荷，所述测量系统能够对电磁振动台(1)和真实涡轮叶片(5)上的试验参数进行测量；所述电磁振动台(1)采用扫频的方式对真实涡轮叶片(5)施加激振。
2.如权利要求1所述的高涡叶片缘板阻尼结构阻尼特性试验装置，其特征在于：所述载荷施加机构还包括杠杆支座(8)、短杠杆(9)和长杠杆(10)；所述阻尼结构(6)的中心打孔，形成中心孔，所述钢丝绳(7)共有两组并分别与两组阻尼结构(6)的中心孔相
3.如权利要求2所述的高涡叶片缘板阻尼结构阻尼特性试验装置，其特征在于：所述长杠杆(10)的中部开设有长条形空腔，所述短杠杆(9)设于长条形空腔内。
4.如权利要求1所述的高涡叶片缘板阻尼结构阻尼特性试验装置，其特征在于：所述三联装叶片夹具体(2)对应每个榫槽的位置处均设有顶紧螺栓(4)和顶块(3)，所述顶紧螺栓(4)与榫槽远离真实涡轮叶片(5)的一端螺纹连接，所述顶块(3)设于顶紧螺栓(4)和真实涡轮叶片(5)之间，转动顶紧螺栓(4)能够带动顶块(3)在榫槽内移动。
5.如权利要求1所述的高涡叶片缘板阻尼结构阻尼特性试验装置，其特征在于：所述测量系统包括加速度传感器(13)、台面加速度闭环控制系统(14)、应变测量系统(15)和位移测量系统(16)；所述加速度传感器(13)安装于电磁振动台(1)的台面上，所述台面加速度闭环控制系统(14)与加速度传感器(13)电连接，所述应变测量系统(15)包括应变片和动态电阻应变仪，所述应变片与动态电阻应变仪电连接，所述应变片粘贴于真实涡轮叶片(5)的根部，所述位移测量系统(16)能够通过激光对叶片的振动位移进行测量。
6.一种高涡叶片缘板阻尼结构阻尼特性试验方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种高涡叶片缘板阻尼结构阻尼特性试验装置，其特征在于：包括电磁振动台(1)、三联装叶片夹具体(2)、阻尼结构(6)、载荷施加机构和测量系统；所述三联装叶片夹具体(2)连接于电磁振动台(1)上，所述三联装叶片夹具体(2)内均匀分布有三个榫槽结构并且三个榫槽结构上下对应设置，并且每个榫槽结构内均能够与真实涡轮叶片(5)的榫齿工作面相连，所述阻尼结构(6)安装于相邻两组真实涡轮叶片(5)的缘板之间，所述载荷施加机构包括钢丝绳(7)和砝码(11)，所述钢丝绳(7)与阻尼结构(6)相连，所述砝码(11)能够对钢丝绳(7)施加拉力，通过载荷施加机构能够在一定的载荷范围内对阻尼结构(6)施加离心载荷，所述测量系统能够对电磁振动台(1)和真实涡轮叶片(5)上的试验参数进行测量；所述电磁振动台(1)采用扫频的方式对真实涡轮叶片(5)施加激振。
2.如权利要求1所述的高涡叶片缘板阻尼结构阻尼特性试验装置，其特征在于：所述载荷施加机构还包括杠杆支座(8)、短杠杆(9)和长杠杆(10)；所述阻尼结构(6)的中心打孔，形成中心孔，所述钢丝绳(7)共有两组并分别与两组阻尼结构(6)的中心孔相连，所述杠杆支座(8)固定连接于电磁振动台(1)台面上，所述杠杆支座(8)上转动连接有转轴(12)，所述短杠杆(9)和长杠杆(10)均呈l型并且短杠杆(9)和长杠杆(10)的弯折处与转轴(12)固定连接，两组钢丝绳(7)上下设置并且位于下方的钢丝绳(7)与短杠杆(9)的一端相连、位于上方的钢丝...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜传宇，冷彦霖，张代龙，刘洋，赵一朵，杨洪旭，刘跃聪，张坤，宋鑫，关建华，
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：
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