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航空發(fā)動機(jī)葉片動頻和動應(yīng)力測量的主要特點(diǎn)是在高速旋轉(zhuǎn)下的測量。高速旋轉(zhuǎn)下測量一方面對傳感器(如應(yīng)變片)的安裝和防護(hù),對連接電纜的安裝、焊接和防護(hù)等均提出了一些特殊的要求;另一方面對信號傳遞裝置(如引電器等)要求也較為苛刻;此外,由于航空發(fā)動機(jī)的整機(jī)振動激振源復(fù)雜,再加上噪聲,因此對其振動信號的分析處理需要采用多種方法進(jìn)行反復(fù)研究比較,方可獲得比較理想的測試結(jié)果。葉片團(tuán)有繃率計算上面討論了葉片的激振力頻率和葉片振動的危險振型。
振動的葉片對刀具切削刃施加了巨大的應(yīng)變,造成裂紋,并且隨機(jī)械和熱應(yīng)力而增加。制造整體葉盤所必需的組件成本在3.3萬~8萬美元之間,而且刀具因磨損和裂紋需不斷更換。通常,在切削僅4米的材料就需要換刀。夾緊系統(tǒng)的初始實驗表明刀具使用時間可以增加2~3倍。夾緊系統(tǒng)終結(jié)葉片振動削減了制造成本,大約每個整體葉盤5500美元。在修理中,葉片不能從材料中一件一件銑削出來,因為所有葉片都已經(jīng)在那里。因此,如果它們的刃出現(xiàn)了磨損,制造商使用激光金屬沉積重新熔覆材料,之后銑削成想要的外形。分別對壓氣機(jī)和渦輪葉片進(jìn)行了共振特性分析,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了壓氣機(jī)和渦輪葉片的共振相干分析,得出了在該增壓器設(shè)定工作轉(zhuǎn)速下,葉片發(fā)生共振的概率,并評估了葉片的工作可靠性。工人可以嘗試使用夾緊器或橡膠將葉片夾持到位,但是不太可能很好地再調(diào)準(zhǔn)好它們。因此,工件之后必須重新測量,而且十分費(fèi)時,夾緊系統(tǒng)就可以起到幫助。夾緊系統(tǒng)將葉片夾持在一個固定位置,可以解決這個挑戰(zhàn)。葉片幾秒種就被固定在位置上,能夠立即進(jìn)行加工。該工藝與新整體葉盤工藝稍有不同,因為夾緊系統(tǒng)的元件排列在一個圓圈上,同時夾持所有葉片。它不會改變整體葉盤的幾何外形,哪怕一微米也不會。
葉片固有頻率測試分析已成為葉片檢驗程序中必不可少的環(huán)節(jié)之一。測試方法多采用頻譜分析法,即給葉片一個初始位移(或力)激勵,使其產(chǎn)生衰減振動,通過測量葉片的位移響應(yīng)并對其進(jìn)行頻譜分析,即得到被測葉片的固有頻率。節(jié)雜振動而難以分開,按其各種振型固有振動頻率從低到離依次排列稱為一階、二階、三階、……振型。測試設(shè)備主要包括位移傳感器、數(shù)據(jù)采ji器和頻譜分析軟件?,F(xiàn)有的測試系統(tǒng)沒有充分考慮葉片頻率測試分析的特殊性,不構(gòu)成一個完整的專用測試分析系統(tǒng)。