[发明专利]一种行波激励作用下整体叶盘节径运动测试装置及方法

权利要求书

1.一种行波激励作用下整体叶盘节径运动测试方法，基于行波激励作用下整体叶盘节径运动测试装置实现，所述测试装置包括工控机、模拟输出板卡、板卡机箱、功率放大器、非接触式磁场激振器、模态力锤、加速度传感器、数据采集分析仪和上位机、整体叶盘；

所述工控机的以太网输出端连接板卡机箱的以太网输入端，所述模拟输出板卡置于板卡机箱的插槽内，所述模拟输出板卡的输出端连接功率放大器的输入端，所述功率放大器的输出端连接非接触式磁场激振器的输入端，所述非接触式磁场激振器固定安装于整体叶盘下方，所述加速度传感器粘贴于整体叶盘的叶片上表面，所述加速度传感器的输出端连接数据采集分析仪的输入端，所述数据采集分析仪的以太网输出端连接上位机，所述模态力锤置于整体叶盘内环上方，所述模态力锤的冲击端接触整体叶盘上表面，所述模态力锤的电控输入端电连接数据采集分析仪，其特征在于，

所述测试方法包括如下步骤：

步骤1：工控机编写信号发生器程序，使其可以产生并控制多通道行波激励信号；

步骤2：调节功率放大器使各通道增益相同，同时将非接触式磁场激振器通过专用夹具固定在整体叶盘叶尖测点下方一定距离；

步骤3：在工控机编写的信号发生器程序中设置各通道激振信号参数；

步骤4：对整体叶盘进行模态测试，获得整体叶盘各阶固有频率，而后上位机对整体叶盘进行有限元模态分析，根据模态测试结果修正有限元模型，直至模态测试结果和模态分析结果吻合；

步骤5：根据整体叶盘各阶固有频率值确定扫频测试范围，对整体叶盘进行扫频激励测试，得到整体叶盘的各阶共振频率：

步骤5.1：在工控机信号发生器中设置各通道信号参数和扫频激励参数；

步骤5.2：启动功率放大器和非接触式磁场激振器对整体叶盘进行扫频激励测试；

步骤5.3：加速度传感器实时采集整体叶盘的振动响应信号并输出至数据采集分析仪；

步骤5.4：数据采集分析仪实时记录并处理整体叶盘的振动响应信号，并输出至上位机；

步骤5.5：上位机根据整体叶盘的振动响应信号获取整体叶盘各阶共振频率；

步骤6：根据步骤5获得的整体叶盘各阶共振频率，对整体叶盘进行定频阶次激励测试：

步骤6.1：在工控机信号发生器中设置各通道激振信号参数，根据激励阶次设置各激振信号之间相位差；

步骤6.2：启动功率放大器和非接触式磁场激振器对整体叶盘定频激励，使其处于稳态振动状态；

步骤6.3：对叶片进行编号，从1号2号叶片叶尖两个测点开始测试，按照叶片编号依次进行12次测试，完成一周测点的振动响应测试，同时加速度传感器获得整体叶盘一周测点的振动响应信号并通过数据采集分析仪上传至上位机；

步骤6.4：径向向内移动两个加速度传感器，从而完成多周测点振动响应信号拾取，同时加速度传感器获得整体叶盘多周测点的振动响应信号并通过数据采集分析仪实时传给上位机；

步骤6.5：改变激励阶次，重复步骤6.1～步骤6.4，完成多个行波激励下整体叶盘多周测点振动响应信号拾取；

步骤7：根据整体叶盘表面多周测点的振动响应数据，上位机绘制出整体叶盘在行波激励作用下的模态振型，并辨识节径运动规律；

步骤7.1：上位机对整体叶盘表面多周测点的振动响应数据进行时域响应信号降噪处理和加窗处理；

步骤7.2：上位机对时域响应信号降噪处理后的数据进行提取处理；

步骤7.3：根据整体叶盘的尺寸参数、测点数量及测点布置情况，上位机绘制出整体叶盘测点的线框模型；

步骤7.4：上位机将各测点振动响应数据加载到各自对应的线框模型测点坐标上，绘制出整体叶盘的模态振型，通过对比模态振型节径变化辨识节径运动规律。

2.根据权利要求1所述的一种行波激励作用下整体叶盘节径运动测试方法，其特征在于，所述工控机内置LabVIEW程序编辑器，所述工控机自行开发程序用作行波信号发生器，产生并控制行波激励信号。

3.根据权利要求1所述的一种行波激励作用下整体叶盘节径运动测试方法，其特征在于，所述模拟输出板卡与板卡机箱对工控机输出的行波激励信号转为模拟信号输出，所述板卡机箱输出的模拟信号传输出至功率放大器。