[发明专利]一种航空发动机转子连接刚度非接触式测量方法及装置

说明书

本申请属于发动机试验技术领域，具体涉及一种航空发动机转子连接刚度非接触式测量方法及装置。该方法包括步骤S1、在不同的发动机转速下，获取由X射线束穿透航空发动机后射入到闪烁屏上的多个图像，其中，每个图像对应于一个发动机转速；步骤S2、获得各所述图像中发动机转子安装边附近多个位置点的动态径向变形量，其中，各位置的动态径向变形量是指，在不同发动机转速下，该位置点相对于设定值的位移变化量；步骤S3、根据所述动态径向变形量确定航空发动机转子安装边不同位置点的连接刚度。本申请实现了发动机转子安装边变形的非接触测量，获得安装边位置的径向变形量，直接表达安装边位置在工作状态下刚度水平。

技术领域

本申请属于发动机试验技术领域，具体涉及一种航空发动机转子连接刚度非接触式测量方法及装置。

背景技术

航空发动机转子结构设计中广泛使用螺栓连接的止口配合连接结构，连接结构在工作状态下的刚度表现，直接影响到发动机工作可靠性。

针对航空发动机转子连接刚度的非接触测量方法及基于测试结果的刚度分析尚属空白，目前对于转子连接刚度分析主要采用有限元建模仿真分析的方法，该方法存在以下缺点：

1.仿真方法主要分析安装边配合面处贴合接触程度、配合紧度变化，通过连接稳定性间接说明该位置处刚度在工作状态下的变化，不能直接定量评价转子连接结构刚度。

2.仿真方法通过建立连接位置局部模型，设定有限载荷条件，不能完全反应整机结构和载荷对连接结构的影响。

3.仿真方法能够分析有限的稳态点，计算状态有限。

4.仿真方法计算结果精度未经试验验证。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种航空发动机转子连接刚度非接触式测量方法及装置，实现发动机转子安装边变形量的非接触测量，从而评价连接位置刚度水平。

本申请第一方面提供了一种航空发动机转子连接刚度非接触式测量方法，主要包括：

步骤S1、在不同的发动机转速下，获取由X射线束穿透航空发动机后射入到闪烁屏上的多个图像，其中，每个图像对应于一个发动机转速；

步骤S2、获得各所述图像中发动机转子安装边附近多个位置点的动态径向变形量，其中，各位置的动态径向变形量是指，在不同发动机转速下，该位置点相对于设定值的位移变化量；

步骤S3、根据所述动态径向变形量确定航空发动机转子安装边不同位置点的连接刚度。

优选的是，步骤S1中，通过CCD相机的平面反射镜曝光投影在闪烁屏上的多个图像。

优选的是，步骤S2中，通过图像检查软件IPT_IPS对所获得的转子连接安装边的图像进行距离测量。

优选的是，步骤S3中进一步包括：

步骤S31、选取其中一个位置点为参考点，在任一发动机转速下，确定其他位置点相对于参考点的动态变化量，根据所述动态变化量确定航空发动机转子安装边不同位置点的连接刚度。

优选的是，步骤S31中，采用无量纲参数Rs表示动态变化量，其中，

其中，Rsi(t)表示t时刻第i个位置点的无量纲参数，Ti(t)_y表示t时刻第i个位置点的位移，T5(t)_y表示t时刻参考点的位移，Ti(t＝0)_y表示t＝0时刻第i个位置点的位移，T5(t＝0)_y表示t＝0时刻参考点的位移。

本申请第二方面提供了一种航空发动机转子连接刚度非接触式测量装置，主要包括：

图像获取模块，用于在不同的发动机转速下，获取由X射线束穿透航空发动机后射入到闪烁屏上的多个图像，其中，每个图像对应于一个发动机转速；