[发明专利]一种阻尼结构优化叶片测试实验台及其实验方法

权利要求书

1.一种阻尼结构优化叶片测试实验台，其特征在于：包括基础台架、叶根固定装置、阻尼结构装置和激振加载装置；其中，

基础台架包括底板(1)和对称焊接在底板(1)上的两个侧板(2)，两个侧板(2)的内侧对称焊接有两个垫块(3)，且两个侧板(2)上沿竖直方向上对称开设有若干第一直槽(4)；

叶根固定装置包括叶根槽(8)和紧固螺栓(9)，叶根槽(8)的中间开设有用于嵌入待测叶片叶根(5)的凹槽，凹槽的下方设置有用于给叶根(5)施加竖直向上载荷的紧固螺栓(9)；

阻尼结构装置包括用于固定待测叶片叶身(6)的叶片卡槽(10)，叶片卡槽(10)的两端分别设置有一个球盘(12)，每个球盘(12)分别与对称设置的两个摩擦阻尼块(11)点接触，每个摩擦阻尼块(11)分别设置在一个阻尼架(15)的一端，并通过螺杆和加载螺母(13)与设置在该阻尼架(15)上的静态力传感器(14)相连，每个阻尼架(15)的另一端通过伸长杆嵌于对应侧板(2)上的第一直槽(4)内，能够沿第一直槽(4)的方向上下移动，并通过螺母固定其位置；

激振加载装置包括激振器支架平板(16)和对称设置在其两侧的两个直板(18)，两个直板(18)分别通过螺栓在两个侧板(2)上，激振器支架平板(16)上开有若干支架弧形槽(17)，激振器(21)固定于平板(19)上，平板(19)上开有第二直槽(20)，平板(19)上设置在激振器支架平板(16)上，且激振器(21)通过若干支架弧形槽(17)调节其在水平方向的角度，通过第二直槽(20)调节其的伸出长度；激振器(21)和待测叶片之间通过激振杆相接触，激振杆中间放置有用于测量待测叶片激振力大小的动态力传感器。

2.根据权利要求1所述的一种阻尼结构优化叶片测试实验台，其特征在于：该测试实验台包括两套阻尼结构装置。

3.根据权利要求1所述的一种阻尼结构优化叶片测试实验台，其特征在于：第一直槽(4)边缘上刻有用于调整阻尼结构装置和激振加载装置在两个侧板(2)上位置的刻度。

4.根据权利要求1所述的一种阻尼结构优化叶片测试实验台，其特征在于：两个侧板(2)上沿竖直方向上各开设有6个第一直槽(4)。

5.根据权利要求1所述的一种阻尼结构优化叶片测试实验台，其特征在于：激振杆采用两端粗中间细的变截面结构。

6.权利要求1至5中任一项所述的一种阻尼结构优化叶片测试实验台的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)放置基础台架于基础平台上，根据测量需求，选择待测球盘(12)型号和目标施加阻尼位置，依次安装叶根固定装置、待测叶片、阻尼结构装置、激振加载装置、三维激光测振仪以及连接数据采集装置；保证叶根(5)嵌套于叶根槽(8)内，叶身(6)嵌套于阻尼结构装置的叶片卡槽(10)内，激振杆顶端贴紧待测叶片表面，旋紧各处螺栓以固定试验台各零件位置；

2)调整加载螺母(13)位置，调节摩擦阻尼块(11)与球盘(12)之间正压力大小，其具体数据由静态力传感器(14)测量得到，同时保证同一叶高位置的叶片两侧球盘(12)型号和摩擦阻尼正压力大小相等；调整激振器(21)位置，在垂直方向上对叶片表面施加激振作用，激振力大小与激振频率由数据采集装置对激振杆中间位置的动态力传感器测量得到；

3)启动数据采集装置和激振器(21)，待叶片振动状态稳定后，启动三维激光测振仪对叶片整体振动情况进行扫描，同时记录球盘(12)型号、摩擦阻尼正压力、阻尼结构施加高度、激振杆高度以及激振力大小；

4)分别改变加载螺母(13)位置、球盘(12)型号、激振器(21)频率、激振器支架高度以及阻尼结构装置高度，以控制摩擦阻尼正压力、摩擦阻尼接触面积、激振力大小、激振力频率、激振力施加位置以及摩擦阻尼作用施加位置的变化，重复步骤2)至步骤3)，并记录数据与相应的叶片振形图；

5)分析摩擦阻尼正压力、阻尼结构施加高度、激振杆高度、激振力大小、摩擦结构接触面大小对于叶片振动特性的影响，并绘制相应曲线。

7.根据权利要求6所述的一种阻尼结构优化叶片测试实验台的实验方法，其特征在于，还包括以下步骤：

6)换用较步骤1)中叶片的更长叶片模型进行试验测试，同时增加阻尼结构个数，对叶高方向多点施加摩擦阻尼作用，重复步骤1)至步骤4)，并记录数据与相应的叶片振形图；

7)分析摩擦阻尼正压力、阻尼结构施加高度、激振杆高度、激振力大小、摩擦结构接触面大小对于该叶片振动特性的影响，并绘制相应曲线。