[发明专利]一种航空发动机整体叶盘叶片静频测试装置及方法

权利要求书

1.一种航空发动机整体叶盘叶片静频测试装置，其特征在于，包括：夹持装置、传声器、前置放大器、信号采集处理器和计算机；

所述夹持装置用于夹持整体叶盘；

所述传声器设置于整体叶盘附近，用于采集待测叶片经激振产生的声波信号并转换为电压信号；

所述前置放大器与传声器相连接，用于对电压信号进行放大处理；

所述信号采集处理器与前置放大器相连接，用于对放大的电压信号进行分析调制去除其中的干扰信号后传输给计算机；

所述计算机对接收的电压信号进行自谱分析，获得声波信号中的各个频率成分及其对应的幅值谱，进而得到其中主要幅值对应的频率值，此频率值即是所要的叶片共振频率值。

2.如权利要求1所述的航空发动机整体叶盘叶片静频测试装置，其特征在于，所述夹持装置包括：上基座、下基座、上夹持盘、下夹持盘和液压机构；下基座由下水平座和下立柱组成；上基座由上水平座和上立柱组成；所述液压机构安装在下基座的下立柱中，上基座的上立柱端部设于下立柱内并与液压机构的输出柱塞杆连接，上基座在液压机构的推动下可沿下立柱上、下移动；

所述上夹持盘设置于上水平座上，下夹持盘设置于下水平座上，上夹持盘和下夹持盘相对设置，配合夹紧整体叶盘；上夹持盘通过紧固螺栓安装于上水平座上，通过旋转紧固螺栓调整夹紧力。

3.如权利要求2所述的航空发动机整体叶盘叶片静频测试装置，其特征在于，所述液压机构包括：第一液压缸、第二液压缸、杠杆手柄、油箱、吸油单向阀、送油单向阀和排油阀；所述第一液压缸通过吸油管路与油箱连接，所述吸油单向阀设于吸油管路上，吸油单向阀的进油口与油箱连接，出油口与第一液压缸连接；第一液压缸通过送油管路与第二液压缸连接，所述送油单向阀设于送油管路上，送油单向阀的进油口与第一液压缸连接，出油口与第二液压缸连接；第二液压缸通过排油管路和油箱连接，所述排油阀设于排油管路上，排油阀的阀门开关从下基座露出便于调节，所述杠杆手柄连接第一液压缸的活塞杆，第二液压缸的活塞杆连接上基座的上立柱。

4.一种航空发动机整体叶盘叶片静频测试方法，其特征在于，包括：

步骤1：用夹持装置夹紧叶盘座；

步骤2：在整体叶盘的叶片间加塞阻尼海绵来阻尼相邻叶片振动耦合，被测叶片不加阻尼海绵；

步骤3：将传声器固定在旋转支架上，保持传声器距离待测叶片3cm～5cm；

步骤4：连接好前置放大器、信号采集处理器和计算机，进行电磁干扰屏蔽，防止其他噪声信号干扰；

步骤5：根据设计给出的被测叶片频率计算值，设置分析频率，设置频率分辨率，运行参数，通道参数，打开观测的窗口，选择要观测的通道信号；

步骤6：用小木锤对待测叶片进行激振；

步骤7：传声器采集整体叶盘经激振产生的声波信号并转换为电压信号，前置放大器对电压信号进行放大处理后传输给信号采集处理器；

步骤8：信号采集处理器对放大的电压信号进行分析调制后传输给计算机；

步骤9：计算机对接收的电压信号进行自谱分析，获得声波信号中的各个频率成分及其对应的幅值谱；

步骤10：分析得到幅值谱中主要幅值对应的频率值，此频率值即是被测叶片的共振频率值。

5.如权利要求4所述的航空发动机整体叶盘叶片静频测试方法，其特征在于，所述步骤1中在夹紧叶盘座前，先在整体叶盘的叶盘座上安装塑质防护贴盘，以防止固定夹持过程中造成整体叶盘表面划碰伤。

6.如权利要求4所述的航空发动机整体叶盘叶片静频测试方法，其特征在于，所述阻尼海绵采用高密度泡沫海绵。

7.如权利要求4所述的航空发动机整体叶盘叶片静频测试方法，其特征在于，所述步骤2中在被测叶片左右相邻5～8片的叶片上加阻尼海绵。

8.如权利要求4所述的航空发动机整体叶盘叶片静频测试方法，其特征在于，所述步骤9具体为：

步骤9.1：激振产生的声波信号x(t)转换的时域信号为连续的随时间变化的样本函数X(t)，它的自相关函数为：

自相关函数描述一个时刻信号与另一个时刻信号之间的相互关系，是两个状态之间相关性的数量描述；

步骤9.2：对自相关函数R_XX(τ)进行快速傅立叶变换，即得到功率谱密度函数S_xx(f)；

其中，f为声波信号的频率；

步骤9.3：通过功率谱密度函数S_xx(f)获得声波信号中的各个频率成分及其对应的幅值谱，进而得到其中主要幅值对应的频率值，此频率值即是所要的叶片共振频率值。