[发明专利]燃气轮机叶片阻尼器系统振动接触特性实验测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种燃气轮机叶片阻尼器系统振动接触特性实验测试装置及方法，所述装置包括：安装支架；固定钳板，所述固定钳板内可拆卸的安装有轮缘；所述固定钳板安装有载荷施加装置；压电力传感器固定安装于所述安装支架上，每个压电力传感器均通过信号分离器与模拟件夹具相连接，所述模拟件夹具上固定安装有叶根模拟件；摩擦阻尼器；离心力加载装置；激光测振仪；激振探头，用于对燃气轮机叶片施加不同频率范围的阶跃正弦信号；电磁激振器；电涡流位移传感器，用于测量振动响应信号；多通道数据采集系统；信号发生器和功率放大器。本发明能够提升燃气轮机叶片阻尼器系统振动接触特性实验测试的精确性和可靠性。

技术领域

本发明属于金属材料干摩擦阻尼机理测试技术领域，特别涉及一种燃气轮机叶片阻尼器系统振动接触特性实验测试装置及方法。

背景技术

在叶轮机械领域，利用干摩擦装置耗散叶片的动能可实现降低叶片振动幅值、维护叶片安全服役的目的。例如，摩擦阻尼器通常放置在燃气轮机压气机和透平叶片的底部，并通过离心力与各个叶片的叶根平台保持接触。如果摩擦阻尼器设计得很好，叶片的振动会引起叶根平台下部和摩擦阻尼器之间的相对运动，在接触中产生摩擦阻尼力，并部分耗散振动能量。

目前，文献中有几种接触模型可以用来模拟摩擦阻尼器与叶根平台之间的接触；然而，由于叶片阻尼器构成的复杂非线性系统，它的实际动力学尚未完全了解，叶片上的实验数据获得的动力学信息不足以提供足够的信息来理解摩擦阻尼特性。

综上，亟需一种新的燃气轮机叶片阻尼器系统振动接触特性实验测试装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃气轮机叶片阻尼器系统振动接触特性实验测试装置及方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明搭建了燃气轮机叶片与不同形式阻尼器构成的摩擦阻尼系统，能够提升燃气轮机叶片阻尼器系统振动接触特性实验测试的精确性和可靠性。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种燃气轮机叶片阻尼器系统振动接触特性实验测试装置，包括：

安装支架，用于作为实验测试装置的安装支撑；

固定钳板，所述固定钳板固定安装于所述安装支架上；所述固定钳板内可拆卸的安装有轮缘，所述轮缘用于可拆卸的固定安装燃气轮机叶片的叶根部；所述固定钳板安装有载荷施加装置，用于为燃气轮机叶片施加离心载荷；

压电力传感器，所述压电力传感器的数量为多个，均固定安装于所述安装支架上；每个压电力传感器均通过信号分离器与模拟件夹具相连接；所述模拟件夹具上固定安装有叶根模拟件；

摩擦阻尼器，所述摩擦阻尼器的一侧与所述叶根模拟件相接触，另一侧用于与燃气轮机叶片的叶根部相接触，构成燃气轮机叶片阻尼器系统；

离心力加载装置，用于为所述摩擦阻尼器施加离心力；

激光测振仪，用于采集获取所述燃气轮机叶片阻尼器系统的接触面处的运动位移信号；

激振探头，所述激振探头用于设置于燃气轮机叶片的叶根部，用于对燃气轮机叶片施加不同频率范围的阶跃正弦信号；

电磁激振器，所述电磁激振器与所述激振探头相连接；

电涡流位移传感器，所述电涡流位移传感器的信号采集端用于设置于燃气轮机叶片的顶部预设位置，用于测量振动响应信号；

多通道数据采集系统，所述多通道数据采集系统的输入端与所述电涡流位移传感器的信号输出端相连接；所述多通道数据采集系统用于输出叶片的幅频响应曲线；

信号发生器和功率放大器，用于对所述多通道数据采集系统输出的幅频响应曲线进行处理，获得固有频率处的单频正弦信号，并输送至所述电磁激振器。