[发明专利]一种发动机机体疲劳试验裂纹诊断方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及试验诊断领域，特别是涉及一种发动机机体疲劳试验裂纹诊断方法和装置。

背景技术

对发动机来说，疲劳是指材料在循环应力或循环应变的作用下，由于某点或某些点产生了局部的永久结构变化，从而在一定循环次数以后形成裂纹或发生断裂的过程。

在现有的发动机机体疲劳试验中，对机体疲劳裂纹的诊断，一般都是通过人工用肉眼进行观察。当发现疲劳裂纹时，有时裂纹已经扩展到很大，造成试验数据非常不精确；并且若发现裂纹不及时，有可能造成试验事故的发生。

在现有的机体疲劳试验中尚未有专门的机体疲劳裂纹诊断方法，对机体疲劳裂纹进行诊断，实现自动停关机。在实际试验中，需要有专人来值班看守，每隔一个小时都需要观测是否有裂纹产生，使其机体疲劳试验中人力成本增高；并且由于人工每隔一定时间来观察机体疲劳裂纹是否产生，造成实际记录的机体疲劳寿命结果并不精确，从而导致通过机体疲劳寿命得到的疲劳极限值与实际中的有误差，最终影响企业对机体可靠性的判断。

因此有必要对发动机机体疲劳试验裂纹的诊断方法进行研究，从而减少不必要的人力和财力。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种发动机机体疲劳试验裂纹的诊断方法和装置，以减少不必要的人力和财力。

本发明实施例公开了如下技术方案：

一种发动机机体疲劳试验裂纹诊断方法，包括步骤：

A.应变片和加速度传感器分别采集疲劳试验中发动机机体的应变信号和振动信号；

B.数据采集卡将所述应变信号和振动信号分别转换成数字信号，并发送所述转换成数字信号的应变信号和振动信号到工控机；

C.工控机分别从转换成数字信号的应变信号和振动信号中采集多个离散信号，对采集的多个离散应变信号进行小波分析，对分析结果进行信号奇异性监测，对采集的多个离散振动信号进行傅里叶变换，对转换结果进行特征值分析；

D.工控机判断奇异性监测和特征值分析的结果是否都出现异常，如果是，判定发动机出现疲劳裂纹，否则，返回步骤A。

优选的，在步骤B之后步骤C之前，还包括：

工控机对步骤B中所述转换成数字信号的应变信号进行巴氏低通滤波处理，对步骤B中所述转换成数字信号的振动信号进行小波去噪处理，剔除不真实成分。

优选的，所述工控机判断奇异性监测和特征值分析的结果是否出现异常包括：

预先设定奇异性和特征值的正常数值范围，奇异性监测和特征值分析的结果超出所述预先设定的正常数值范围则判断其出现异常。

优选的，所述步骤C中所述工控机分别从转换成数字信号的应变信号和振动信号中采集多个离散信号为：

工控机分别从转换成数字信号的应变信号和振动信号中各采集1024个离散信号。

优选的，所述应变片和加速度传感器分别采集疲劳试验中发动机机体的应变信号和振动信号为：

6个应变片和2个加速度传感器分别采集疲劳试验中发动机的6路应变信号和2路振动信号；

则所述步骤D为：

工控机判断根据任意一路应变信号得到的奇异性监测和根据任意一路振动信号得到的特征值分析的结果是否都出现异常，如果是，判定发动机出现疲劳裂纹，否则，返回步骤A。

一种发动机机体疲劳试验裂纹诊断装置，包括：应变片、加速度传感器、数据采集卡和工控机：

所述应变片，用于采集疲劳试验中发动机的应变信号；

所述加速度传感器，用于采集疲劳试验中发动机的振动信号；

所述数据采集卡与所述应变片和加速度传感器相连，用于将所述应变信号和振动信号分别转换成数字信号，并发送所述转换成数字信号的应变信号和振动信号到工控机；

所述工控机与数据采集卡相连，用于分别从转换成数字信号的应变信号和振动信号中采集多个离散信号，对采集的多个离散应变信号进行小波分析，对分析结果进行信号奇异性监测，对采集的多个离散振动信号进行傅里叶变换，对转换结果进行特征值分析，判断奇异性监测和特征值分析的结果是否都出现异常，如果是，判定发动机出现疲劳裂纹，否则，触发应变片和加速度传感器重新采集信号。

优选的，工控机还用于对所述转换成数字信号的应变信号进行巴氏低通滤波处理，对所述转换成数字信号的振动信号进行小波去噪处理，剔除不真实成分。

优选的，所述应变片的个数为6，所述加速度传感器的个数为2。

优选的，所述6片应变片中其中两片安装在凸轮轴孔油孔处，其余四片安装在主轴承盖处。