整體葉輪葉片振動疲勞試驗裝置及試驗方法

本發(fā)明公開了一種整體葉輪葉片振動疲勞試驗裝置及試驗方法，該試驗裝置包括振動試驗臺及整體葉輪，整體葉輪經夾具軸向壓緊并固定在振動試驗臺上；振動試驗臺連接有用于起振的振動裝置；整體葉輪連接有用于檢測并記錄試驗參數的檢測裝置；整體葉輪上的相鄰葉片之間設有用于使相鄰葉片互相阻尼的橡膠阻尼塊。首先對葉片固有特性分析方法和振動響應分析方法進行了綜合性評述。本發(fā)明通過在整體葉輪上相鄰葉片問設置橡膠阻尼塊使得相鄰葉片問互相阻尼，保證了對整體葉輪上單個葉片進行振動疲勞試驗時其他葉片不能自由振動，既避免了對整體葉輪進行等分切割的麻煩，又避免了因支撐葉片的剛性變化導致葉片固有頻率的改變，從而保證了振動疲勞試驗結果的可靠性。

高速旋轉葉片振動實時監(jiān)測技術是電力工業(yè)、能源工業(yè)、航空、航運業(yè)亟待解決的難題，傳統(tǒng)的接觸式測量方法很難做到同時監(jiān)測同級的所有葉片的振動情況，因此國外一直在致力研究一種非接觸式旋轉葉片振動測量新技術—葉端定時測量技術。

即葉端定時傳感器、高速脈沖信號采集及預處理、葉端定時測量數據的分析處理。槳葉的材料要求強度高、重量輕，目前多用玻璃鋼或其它復合材料(如碳纖維)來制造。設計開發(fā)了適應高速實時監(jiān)測要求的全光纖葉端定時傳感器，所研制的葉端定時傳感器具有抗電磁干擾能力強、頻寬優(yōu)于100MHz，測量距離達到0.5mm 的特點。設計了基于固定頻率脈沖填充法計數的高速脈沖信號采集及預處理電路，實現(xiàn)定時時間測量。

葉片是航空發(fā)動機的主要零件之一,其結構強度直接影響到發(fā)動機的工作效率和運行可靠性。依據目前的風車技術，大約是每秒三米的微風速度（微風的程度），便可以開始發(fā)電。葉片的工作環(huán)境比較惡劣,除了承受高速旋轉的氣動力、離心力和振動負荷外,還要受到熱應力的作用,很容易發(fā)生故障。以航空發(fā)動機為例,據統(tǒng)計振動故障率占發(fā)動機中總故障率的60%以上,而葉片振動故障率又占振動故障率的70%以上。因此,有必要在葉片的設計過程中建立合適的有限元模型并進行振動固有特性分析和響應分析。本文針對葉片固有特性和振動響應的分析方法進行研究。首先對葉片固有特性分析方法和振動響應分析方法進行了綜合性評述。