[发明专利]转子叶片多模态振动激励装置及其激励方法

说明书

公开了一种转子叶片多模态振动激励装置及其激励方法，电机经由联轴器带动主轴旋转，主轴与整体叶盘通过花键连接，气泵喷出的气体经由分流阀输送至激励喷嘴，对整体叶盘进行气动激励，处理单元连接转速传感器和叶端定时传感器，根据记录的所述转速时基信号和叶片到达时间信号，处理单元生成转子叶片的振动信息，本装置的激励喷嘴部分采用均布形式，能够根据试验需求激励出多阶振动模态或激励出某一高阶的单模态振动。解决了叶片难以产生高阶模态振动和多模态振动的问题，对于转子叶片非接触式测量叶端定时系统的构建具有重要意义。

技术领域

本发明涉及旋转机械转子叶片振动测试技术领域，特别是一种转子叶片多模态振动激励装置及其激励方法。

背景技术

转叶片是航空发动机中的重要零部件。航空发动机工作时的恶劣环境，容易使叶片产生振动，由于发动机失速、喘振等现象，实际叶片振动的状况十分复杂。每年航空公司在发动机的维修与监测上都要投入巨额的资金。为了在保障飞行安全的同时，降低航空发动机的运行维护成本，视情维修是当下航空公司追求的目标。为了确保叶片工作过程中的安全，必须采用实时监测手段，才能更及时有效地避免叶片故障的发生。

叶端定时技术作为一种非接触测量技术，在航空发动机旋转叶片的健康监测上有着重要作用。叶端定时技术通过在发动机机匣上安装传感器，检测叶片到达传感器的时间，从而计算出叶片顶端振动位移的大小并通过各类技术方法从中提取出叶片振动的各项参数。由于采用实际发动机试车试验条件要求高，消耗资源大，因此有必要搭建简易叶端定时试验台来模拟航空发动机的运行状况，从而验证各种叶端定时技术方法的可行性。实际发动机运行时工况复杂，叶片会受到高温、扰流等各种极端因素的影响，而且发动机的叶片尺寸较大，容易激励出固有频率。而试验台环境的单一性以及叶片尺寸小的特点使得叶片难以产生实际运行时的多模态振动和高阶模态振动。因此需要人为的施加一定的外部激励使叶片产生相应的振动，提供叶端定时技术各类技术方法所需的试验条件。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

为解决上述现有技术的不足之处，本发明提供一种转子叶片多模态振动激励装置及其激励方法，使得叶端定时试验台叶片振动产生多模态和高阶模态振动。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。

本发明的一个方面，一种转子叶片多模态振动激励装置包括，

电机，其安装在电机底座上，所述电机经由联轴器带动主轴旋转，

轴承，其安装于轴承座，所述轴承支撑所述主轴，所述轴承座设有测量主轴转速时基信号的转速传感器，

整体叶盘，其经由花键连接所述主轴，

传感器固定座，其环绕所述整体叶盘，所述传感器固定座上安装用于测量整体叶盘的叶片到达时间信号的叶端定时传感器，

气泵，其生成的高压气体经过分流阀进行分流，

喷嘴支架，其设有多个等间距分布的安装孔，所述安装孔对应于所述整体叶盘的叶片，

多个激励喷嘴，其经由所述安装孔固定，所述激励喷嘴经由软管连通所述分流阀以将分流的高压气体激励所述整体叶盘，

处理单元，其连接所述转速传感器和叶端定时传感器，其中，

根据记录的所述转速时基信号和叶片到达时间信号，处理单元生成转子叶片的振动信息。

所述的转子叶片多模态振动激励装置中，转速传感器测量的整体叶盘转速为n，等间距布置的激励喷嘴数目为k，基于叶片到达时间信号得到激励产生的谐波倍频为m，处理单元得到所述激励装置激发出的叶片振动频率其中EO为叶片振动的阶次。