本发明专利技术提供了特性化涡轮叶片的方法和系统,包括特性化一个或多个涡轮叶片的动态或用固有频率、标准化响应强度和/或级模态形状或节配置表示级的阶段。这种方法和系统包括叶片盘的流体(油)激励和对流体激励的定量模型化。此外或者替换性地,提供用于分析叶片盘(例如涡轮级)的模态形状或节配置的方法和系统,其基于对从受到流体激励的叶片盘获得的应变信号的相位分析,其中,该模态形状或节配置对应于通过叶片盘或围带相连的叶片的模式。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及涡轮机,并且尤其涉及,基于流体(例如油)激励下的传动箱测试和对 流体激励的模型化来特性化和比较叶片响应,并且涉及特性化一个或多个涡轮级的动态特 性,提供固有频率、标准化响应强度和级模态形状(也称作节配置)方面的级的特性化。
技术介绍
通常,标准式传动箱测试可用于特性化涡轮叶片;然而,这种公知的测试仅仅部分 地处理涡轮叶片设计的期望和需求。例如,这些测试的输出仅仅用于测量系统的固有频率, 而与轮子/叶片模态形式和强制激励相关的信息很少。因此,标准的传动箱测试只进行输 出_输出分析(例如,品质因子的确定)。此外,在这些标准式传动箱测试中,通常通过气体喷射的方式模拟激励,并因此不 能在太低的绝对压力下执行。而且,应当注意,气体喷射形成的激励力受到真空泵流速性能 的限制。这种限制就不会允许使用高的喷射流速,并因此不会在叶片上有高的冲击力。与上述一致地,本专利技术人不知道任何模型化或特性化(例如量化)气体喷射激励 (这种激励很难建模)的工程,用于复杂的特性化。模型化或特性化气体喷射激励(例如量 化)的困难还限制着标准式传动箱测试;例如,这种能力的缺乏会妨碍设计和/或优化这个 激励来激发一种或多种特定模式(例如,像用户所希望的那样)。尽管有软件(例如,LMS、B&K、AGILIS等)可用于对传动箱测试过程中获得的测试 数据信号执行后处理并且用于模态形状的特性化,但是,这种后处理软件代表着特性化模 态形状的特定算法并且具有多种限制。例如,这种后处理软件不能在整个分析激励期间形 成闭环。换句话说,测量、分析和/或特性化转动叶片(例如,涡轮机叶片的动态特性)的 技术通常受限于输出-输出型技术,并且,例如,既不使用激励模型化也不使用输入_输出 方法论。
技术实现思路
本专利技术的各种实施例提供用于测试、特性化和/或分析涡轮机的方法和装置,其 基于流体激励和对流体激励的定量模型化。本专利技术的各种实施例还另外或者替换性地提供 用于测试、特性化和/或分析叶片盘(例如涡轮级)的模态形状或节配置的方法和装置,其 基于对从受到流体激励的叶片盘获得的应变信号的相位分析,其中,该模态形状或节配置 对应于通过叶片盘或围带相连的叶片的模式。根据本专利技术的一些实施例,提供一种特性化涡轮叶片的方法,包括在转子上安装至少一个涡轮叶片;转动转子,由此转动该至少一个涡轮叶片;在该至少一个涡轮叶片的 转动期间,使液体冲击到该涡轮叶片上;以及,对由该冲击液体施加在该至少一个涡轮叶片 上的激励力提供定量模型。该液体可以是油,作为喷雾进行冲击。该液体在该至少一个涡 轮叶片上的这个冲击可以根据由该液体施加在该至少一个涡轮叶片上的激励力的定量模 型进行控制。可以根据该定量模型对从与这些涡轮叶片直接或间接相连的传感器收到的信 号进行处理。该处理包括分析来自传感器的相位信息以确定多个这样的至少一个涡轮叶片 中的模态形状/节配置。 在一些实施例中,提供一种特性化至少一个涡轮叶片的方法,包括对由液体施加 在该至少一个涡轮叶片上的激励力进行模型化;以及,根据该激励力模型控制该液体在该 至少一个涡轮叶片上的冲击。该激励力模型可提供作为时间的函数的激励力和/或提供激 励力频率分量或谐波含量。在一些实施例中,提供一种特性化至少一个涡轮叶片的方法,包括对从直接或间 接连到由液体机械地激发的涡轮叶片上的传感器收到的信号进行处理,其中,该处理是根 据由该液体施加在该至少一个涡轮叶片上的激励力的定量模型执行的。该处理可以包括确 定多个这种涡轮叶片中的模态形状/节配置。该激励力模型可提供作为时间的函数的激励 力和/或提供激励力频率分量或谐波含量。在一些实施例中,提供一种特性化至少一个涡轮叶片的方法,包括对从直接或间 接连到涡轮叶片上的传感器收到的相位信号进行处理从而确定多个这种涡轮叶片中的模 态形状/节配置。这些收到的相位信号可对应于由液体机械地激发的涡轮叶片。本专利技术的各种实施例还包括使由模态形状/节配置分析确定的涡轮叶片的响应 与激励的定量化相关联从而提供与至少一个模态形状/节配置相关的阻尼因子。本专利技术的各种实施例还包括至少一个计算机可读介质,和/或具有至少一个计算 机可读介质的系统,其中,该至少一个计算机可读介质存储着程序,在由至少一个计算机执 行该程序时,该程序在该至少一个计算机中运行,执行着上述方法或者本文其它描述和/ 或要求保护的方法中的一个或多个。本领域技术人员应当认识到,前述简要描述和下列详细描述都是对专利技术的示例和 解释,但不意图受其限制或限制本专利技术能获得的优势。另外,应当理解,本专利技术的前述概要 是本专利技术一些实施例的代表,既不代表也不囊括本专利技术范围内的所有主题和实施例。因此, 本文所参照且构成本文一部分的附图解释了本专利技术的实施例,并且与详细描述一起用作解 释本专利技术的原理。附图说明当按照结合附图给出的下列描述考虑本专利技术时,将会理解和更容易看出本专利技术的 实施例的方面、特征和优点,既关于结构又关于操作,在各个附图中,相同的附图标记表示 相同或相似的部分,其中图1示意性地描述示例性测试装置,用于在传动箱测试期间用液体(例如油)激 励一个或多个叶轮,依据本专利技术的一些实施例;图2A-2C示意性地描述示例性模型,依据本专利技术的一些实施例,用于获得由喷雾 液滴对转轮的叶片的冲击传递的力;图3示意性地描述叶片在不同时间值时的平面展开,依据本专利技术的一些实施例;图4示出与对激励力的模型化一致的冲击的柱状图,依据本专利技术的一些实施例; 图5A-C示出由图4所示的冲击的柱状图表示的示例性情况的{r,δ,ζ}参考系中 的力,依据本专利技术的一些实施例;图6示出在360°旋转中由相同尺寸的四个喷嘴传递给一个叶片的切向力,在相 同半径位置处沿着圆周均勻分布,在与图5A-C所示示例性情况相同的条件下,依据本专利技术 的一些实施例;图7示出图6的力分解,按照它在不同的XRev的傅里叶分量,依据本专利技术的一些 实施例;图8示出作为转速的函数的力的4XRev的分量,对应于图6和7的示例性情况模 型的示例性条件,依据本专利技术的一些实施例;图9是流程图,示出用于执行音调分析的示例性步骤,依据本专利技术的一些实施例;图10示出LO叶片(最后级)的Campbell图,对于依据本专利技术一些实施例所执行 的实验测试;图IlA和IlB分别示出测定响应和标准化测定响应,对于依据本专利技术一些实施例 所执行的实验测试的六个不同叶片在五个不同交叉点处;图12A-F示出响应的幅度,画成微应变对rpm,对于依据本专利技术一些实施例所执行 的实验测试的六个不同叶片;图12G-L示出各个相位数据,画成度对rpm,对应于图12A-F的幅度数据,对于依据 本专利技术一些实施例所执行的实验测试的六个不同叶片;图13是Campbell图,通过这个图,沿着第六个发动机工作状态推断出图12A-L的 数据,对于依据本专利技术一些实施例所执行的实验测试;图14示出对应于理论叶片相位和测定叶片相位的位移的极坐标图,对应于图 12A-L的数据,对于依据本专利技术一些实施例所执行的实验测试;图15示出对应于与第一模式交叉的4XRev的位移的极坐标图,对于依据本专利技术一 些实施例所执行的实验测试;图16A-L示出在5XRev交叉点处六个叶片的幅度数据(微应变对rpm)和相应的 相位数据(度本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种特性化涡轮叶片的方法,该方法包括步骤:在转子上安装至少一个涡轮叶片;转动转子,由此转动该至少一个涡轮叶片;在该至少一个涡轮叶片的转动期间,使液体冲击到该涡轮叶片上;以及对由该冲击液体施加在该至少一个涡轮叶片上的激励力提供定量模型。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-4-30 60/914,998一种特性化涡轮叶片的方法,该方法包括步骤在转子上安装至少一个涡轮叶片;转动转子,由此转动该至少一个涡轮叶片;在该至少一个涡轮叶片的转动期间,使液体冲击到该涡轮叶片上;以及对由该冲击液体施加在该至少一个涡轮叶片上的激励力提供定量模型。2.如权利要求1所述的方法,其中,该液体是油。3.如权利要求1所述的方法,其中,该液体经由至少一个喷嘴冲击到该至少一个涡轮 叶片上。4.如权利要求1所述的方法,其中,该液体在该至少一个涡轮叶片上的冲击根据由该 液体施加在该至少一个涡轮叶片上的激励力的所述定量模型进行控制。5.如权利要求1或4所述的方法,还包括步骤,对从与涡轮叶片直接或间接相连的传感 器收到的信号进行处理,其中,该处理是根据所述定量模型执行的。6.如权利要求5所述的方法,其中,该处理包括分析来自传感器的相位信息以确定多 个所述至少一个涡轮叶片中的模态形状/节配置。7.如权利要求6所述的方法,其中,这些传感器包括机械连到涡轮叶片的应力计。8.一种特性化至少一个涡轮叶片的方法,该方法包括步骤对由液体施加在该至少一个涡轮叶片上的激励力进行模型化;以及根据该激励力模型控制该液体在该至少一个涡轮叶片上的冲击。9.如权利要求8所述的方法,其中,该液体是油。10.如权利要求1或8所述的方法,其中,该激励力模型提供作为时间的函数的激励力 和/或提供激励力频率分量或谐波含量。11.如权利要求8所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员:尼古拉米他里童纳,斯蒂芬诺西翁科里尼,
申请(专利权)人:新比隆股份公司,
类型:发明
国别省市:IT[意大利]
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