[发明专利]一种非接触式全尺寸叶片-轮盘系统振动阻尼测试系统及方法

权利要求书

1.一种非接触式全尺寸叶片-轮盘系统振动阻尼测试系统，其特征在于，包括基础台架(5)、压缩机(1)、安装于叶片上用于测量叶片应变的无线传感器(9)、无线信号接收装置(7)、流量测量装置(3)、压力测量装置(4)、数据采集分析控制平台(8)、气流阀门(2)和电动机(6)；

测试叶片(13)与测试轮盘(14)固定在基础台架(5)上，通过压缩机(1)提供测试所需气流，测试气流能够依次通过气流阀门(2)、流量测量装置(3)、压力测量装置(4)进入基础台架(5)，电动机(6)用于带动测试叶片(13)与测试轮盘(14)旋转，安装于叶片上用于测试叶片应变的无线传感器(9)用于将叶片应变量信号通过无线信号接收装置(7)传递到数据采集分析控制平台(8)。

2.根据权利要求1所述的一种非接触式全尺寸叶片-轮盘系统振动阻尼测试系统，其特征在于，基础台架(5)中心开设有通流通道(11)，且通流通道(11)长度L＞20倍测试轮盘直径D。

3.根据权利要求1所述的一种非接触式全尺寸叶片-轮盘系统振动阻尼测试系统，其特征在于，基础台架(5)包括有叶栅隔板(10)，叶栅隔板(10)能够根据测试叶片-轮盘系统的不同进行更换，以确保获得不同上级叶片设计下的叶片-轮盘系统振动阻尼。

4.根据权利要求3所述的一种非接触式全尺寸叶片-轮盘系统振动阻尼测试系统，其特征在于，叶栅隔板(10)上设有开口槽(12)，开口槽(12)数目依据测试要求气流激振频率f确定，通过叶栅隔板(10)模拟上级叶片进气，引发测试叶片的气流激振。

5.根据权利要求1所述的一种非接触式全尺寸叶片-轮盘系统振动阻尼测试系统，其特征在于，测试轮盘(14)固定于基础台架(5)上，通过轴承(15)与电动机(6)相连。

6.根据权利要求1所述的一种非接触式全尺寸叶片-轮盘系统振动阻尼测试系统，其特征在于，基础台架(5)能够安装整级全尺寸叶片-轮盘系统对其进行振动阻尼测试。

7.根据权利要求1所述的一种非接触式全尺寸叶片-轮盘系统振动阻尼测试系统，其特征在于，压缩机(1)用于提供测试气流，数据采集分析控制平台(8)通过调节压缩机(1)输出功率与气流阀门(2)实现气流控制，使得测试气流达到所需测试工况气流条件。

8.根据权利要求1所述的一种非接触式全尺寸叶片-轮盘系统振动阻尼测试系统，其特征在于，数据采集分析控制平台(8)用于实时采集流量测量装置(3)、压力测量装置(4)反馈的信号，获得测试气流的流量与压力信息，用于控制测试气流，实现测试气流的闭环调节，保障气流能够达到所需气流条件。

9.根据权利要求1所述的一种非接触式全尺寸叶片-轮盘系统振动阻尼测试系统，其特征在于，电动机(6)通过轴承(15)与测试轮盘(14)相连，能够带动测试叶片-轮盘系统进行旋转，数据采集分析控制平台(8)能够控制电动机(6)转速，进而达到控制测试叶片-轮盘系统转速的目的。

10.一种非接触式全尺寸叶片-轮盘系统振动阻尼测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，通过压缩机(1)产生测试气流，测试气流依次通过气流阀门(2)、流量测量装置(3)和压力测量装置(4)进入通流通道(11)，流量测量装置(3)、压力测量装置(4)将气流流量数据和气流压力数据传递至数据采集分析控制平台(8)，数据采集分析控制平台(8)通过调节气流阀门(2)开度和调节压缩机(1)输出功率实现控制测试气流流量与压力的功能；

步骤2，测试气流通过通流通道(11)整流，达到稳定流动状态，通过叶栅隔板(10)，依据叶栅隔板(10)设有的开口槽(12)引发气流激振频率f，通过叶栅隔板(10)后测试气流达到测试叶片-轮盘系统；

步骤3，电动机(6)通过轴承(15)与测试叶片-轮盘系统相连，数据采集分析控制平台(8)通过控制电动机(6)转速实现控制测试叶片-轮盘系统转速的功能，电动机(6)通过轴承(15)带动测试叶片(13)与测试轮盘(14)旋转，从而激发测试叶片-轮盘系统振动进入共振区，当测试叶片-轮盘系统转速n与气流激振频率f满足：f＝nm/60时，m为任意自然数，测试叶片-轮盘系统进入对应的模态共振区；

步骤4，测试叶片(13)上安装有所述测量叶片应变的无线传感器(9)，传感器发射的叶片应变信号可以被所述无线接收装置(7)接收并传输至数据采集分析控制平台(8)，数据采集分析控制平台(8)将叶片-轮盘系统振动响应时域数据通过傅里叶变换转换为频域数据，依据结构动力方程，求解出给定进气条件下的叶片-轮盘系统振动阻尼。