[发明专利]一种航空发动机导管局部振动监控方法

说明书

一种航空发动机导管局部振动监控方法，其特征在于：在试验器上进行的发动机导管振动疲劳考核试验是评定导管结构、材料强度的理想测量方法，测量条件是理想的固持边界条件，而导管在发动机安装条件下是整个管路系统状态，单个管路结构之间存在耦合和干涉，管路与邻近安装位置如机匣存在振动干涉，管路内部存在油压和气压脉动干涉等因素；采取在航空发动机整机状态下进行导管振动测试和监控。本发明的优点：设计上更为简单，有效。节省了传感器的安装空间、安装环节和消耗成本。比传统方法更精确、直观地反映微小部件的局部振动状态，保证发动机在工作同时进行在线实时监控，提高了发动机导管防振监控系统的智能化和自动化。

技术领域

本发明涉及振动监控智能观测的设计和振动信号处理方法领域，特别涉及了一种航空发动机导管局部振动监控方法。

背景技术

航空发动机是高速旋转的设备，其变化工况非常大，作为发动机的外部管路通常总是存在由旋转机械带来的不同程度的振动。然而，当航空发动机在高速运转下，如果振动过大，轻则导致管路的运油、运气的脉动，影响发动机的正常运行，重则有可能致使管路断裂而造成重大安全事故。因此对航空发动机外部管路进行监控，在发动机振动过大时对用户进行适当的提醒和保护，对发动机的安全运行十分必要。

目前，发动机导管振动测试方法是在试验器上进行，试验器包括电磁振动台、控制激励系统、导管夹具、测量导管振动的位移或加速度传感器和拾振系统等。通过激振导管在单频或扫频条件下测量导管的振动幅值从而确定导管的疲劳强度。传统方法只能判断单个或几个管路在特定边界条件下的疲劳安全性能，而对于发动机整机状态下的管路系统的振动特性却无法进行考核，而且振动台激励不能完全符合发动机真是工况，安装边界和管路内的载荷条件也无法与真实情况一致，所以传统方法无法真正实现发动机管路在实际工况中的振动状态评定。

经过多方面的调研、检索资料后，确认没有现成的可用试验设备，也没有可用的资料借鉴。

发明内容

本发明的目的是为了解决航空发动机外部管路在试验器上测试边界条件受限，而无法完成导管实际工况下的振动状态诊断和评定，通过本方法的实施完善发动机导管整机状态下的在线振动状态实时监控和报警保护。

本发明提供了一种航空发动机导管局部振动监控方法，其特征在于：在试验器上进行的发动机导管振动疲劳考核试验是评定导管结构、材料强度的理想测量方法，测量条件是理想的固持边界条件，而导管在发动机安装条件下是整个管路系统状态，单个管路结构之间存在耦合和干涉，管路与邻近安装位置如机匣存在振动干涉，管路内部存在油压和气压脉动干涉等因素。采取在航空发动机整机状态下进行导管振动测试和监控，采用具体技术措施如下：

步骤一、应变传感器的制作：

根据电阻应变原理，结合发动机导管结构分析，制作微小型电阻应变传感器，为了提高传感器的精度和抗干扰性，应变计和传输导线采用焊接方式，并在焊接区域进行绝缘处理，保证应变计和安装面的绝缘电阻值〉5Ω。传感器主要结构如图1所示

步骤二、应变传感器的安装:

结合发动机管路的结构，对整个管系的强度薄弱区(焊缝区)进行安装传感器，安装时考虑到焊缝位置有约5mm的热影响区，故在离焊缝3mm-5mm处安装传感器，传感器主应力测试方向与导管轴线方向一致，以充分拾取管路主振动状态为目的。

步骤三、应变调理和放大：

结合桥路测试原理，利用1/4桥接方式，将导管测试位置的应变转换成电信号，实现物理量向可测试电参量的转变。应用3线桥接方式减小测试导线的电阻损失，以提高桥路的测试精度。

步骤四、振动信号采集和分析：