[发明专利]发动机壳体振动概貌图的综合化构建方法

说明书

本发明公开了一种发动机壳体振动概貌图的综合化构建方法，用于解决现有发动机壳体振动概貌图的构建方法实用性差的技术问题。技术方案是首先采用统一转速、稳态固支的方式，分次测量被测设备在各个区域的振动信息；其次综合各测点在壳体上的位置信息对测量获得的原始振动信息进行补偿计算，并利用此数据计算各测点在某一中心频率下的三分之一倍频程振动数值；再根据壳体外形结构建立三维模型，并依照实际分布情况建立测点分布模型；最终遵循测点坐标与测量顺序，将多个以区域表面振动矩阵拼接，使存在的振动信息转化为可完整表达壳体振动特性的矩阵，并将其中数据与壳体模型的测点一一对应，建立三维振动概貌图模型，实用性好。

技术领域

本发明涉及一种发动机壳体振动概貌图的构建方法，特别涉及一种发动机壳体振动概貌图的综合化构建方法。

背景技术

筒状发动机具有结构紧凑、体积比功率大等优点，在飞机、火箭、舰船、水下航行器等运载工具上被广泛使用，被视为整机的“心脏”。随着机械载体的功能要求不断提高，需要在大幅提高发动机功率的同时，严格控制甚至降低噪声，提高隐身性能。

筒状发动机壳体的表面积较大，由于壳体和多个液压管路、隔振圈等连接，不同位置的振动特性差别很大，长时间的恶劣工况会加速内部各组件的磨损与老化，非常有必要在壳体上尽可能密的布置振动测量点并对测试信号进行处理。

发表在《鱼雷技术》杂志2013年第6期的论文《动力装置振动测量结果不一致性分析》，利用置换分析法和1/3倍频程变工况分析法进行了深入分析，将加速度传感器采集的振动特性数字化，为正确评判动力装置振动和完善振动测量标准提供了试验依据。但不可忽视的是，其分析结果的2维曲线形式仅能描述指定测点在整个分析频段内的振动特性，无法从宏观角度构建被测物的完全振动情况。如何以图像的形式直观、清晰地反映出壳体振动的分布特征，为发动机的减振降噪提供基础信息，成为了该研究领域内新的突破方向。然而接触式测振系统受不规则表面、壳体发热、数采器物理通道数限制和接触式传感器附加质量等多项问题的影响，无法同时测量成千上万点的振动。基于多普勒技术的激光测振设备已经在国外相关研究工作中得到了广泛使用，其可布置测点多、抗干扰能力强、无附加质量的优异性能为特殊研究对象的测量开辟了新的可能。然而获取的原始数据并不具备显式的表述能力，一套切实可行的数据信息处理方法是十分必要的。

截至目前，激光测振技术在国内的应用仍处在小范围推广阶段，可借鉴的数据处理技术还比较缺乏，特别是关于建立可视化三维振动信息的方法更是凤毛麟角。2015年中船重工集团第705研究所的智力成果报告——《一种在固支运转条件下测量鱼雷动力装置壳体振动全貌的方法》中，曾提出了以发动机试车台拖动动力系统工作来模拟其壳体工作状态下的振动，分次分区域进行激光测振，完成壳体振动全貌测试的方法，解决了在固支、运转条件下全面、安全地测量筒状发动机壳体振动的难题，但每次的测量结果只能代表一个曲面的振动分布。但此报告没有给出不同曲面的振动图形进行合成的方法，因此无法反映发动机壳体振动的三维分布。

发明内容

为了克服现有发动机壳体振动概貌图的构建方法实用性差的不足。本发明提供一种发动机壳体振动概貌图的综合化构建方法。该方法首先采用统一转速、稳态固支的方式，分次测量被测设备在各个区域的振动信息；其次综合各测点在壳体上的位置信息对测量获得的原始振动信息进行补偿计算，并利用此数据计算各测点在某一中心频率下的三分之一倍频程振动数值；再根据壳体外形结构建立三维模型，并依照实际分布情况建立测点分布模型；最终遵循测点坐标与测量顺序，将多个以区域表面振动矩阵拼接，使存在的振动信息转化为可完整表达壳体振动特性的矩阵，并将其中数据与壳体模型的测点一一对应，建立三维振动概貌图模型，实用性好。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种发动机壳体振动概貌图的综合化构建方法，其特点是包括以下步骤：

步骤一、设激光头共分n次完成对整个壳体表面的扫描，每次采集所得的原始数据为每个区域下各点的一组时域数列其中n(i)表示第n个面的第i个测点；