專利名稱：一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片大量程振動(dòng)幅值檢測(cè)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件強(qiáng)度測(cè)試領(lǐng)域，具體涉及一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片大量程振動(dòng)幅值檢測(cè)裝置及方法。
背景技術(shù)：
在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)中，一般都是通過(guò)監(jiān)視葉片葉尖振幅值來(lái)監(jiān)控葉片疲勞強(qiáng)度考核應(yīng)力值，通常情況下通過(guò)讀數(shù)顯微鏡對(duì)葉片振幅值進(jìn)行讀取，圖I為現(xiàn)有裝置結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，現(xiàn)有裝置包括夾具、讀書(shū)顯微鏡、動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀和第三毫伏表，但當(dāng)葉片振幅值超過(guò)20_時(shí)，讀數(shù)顯微鏡就很難進(jìn)行測(cè)量了。·

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片大量程振動(dòng)幅值檢測(cè)裝置及方法，以解決航空發(fā)動(dòng)機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)大型風(fēng)扇、壓氣機(jī)葉片振動(dòng)疲勞試驗(yàn)中大量程振動(dòng)幅值監(jiān)測(cè)困難問(wèn)題。一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片大量程振動(dòng)幅值檢測(cè)裝置，該裝置包括電源、夾具、第一橋路盒、第二橋路盒、第一毫伏表、第二毫伏表和讀數(shù)顯微鏡，還包括螺旋升降支架、第一電流探針和第二電流探針，其中，所述的螺旋升降支架上設(shè)置有用于固定第一電流探針和第二電流探針的橫向固定架，第一電流探針輸出端連接第一橋路盒的輸入端，第一橋路盒的輸出端連接第一毫伏表的輸入端；第二電流探針的輸出端連接第二橋路盒的輸入端，第二橋路盒的輸出端連接第二毫伏表的輸入端；所述的電源連接被測(cè)葉片，被測(cè)葉片固定于夾具上。采用航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片大量程振動(dòng)幅值檢測(cè)裝置進(jìn)行振幅檢測(cè)的方法，包括以下步驟步驟I、在被測(cè)葉片上進(jìn)行應(yīng)變片的位置部署；步驟2、在葉片一階彎曲振動(dòng)固有頻率下，確定被測(cè)葉片上應(yīng)變片所對(duì)應(yīng)的振動(dòng)應(yīng)力分布情況，并找出最大振動(dòng)應(yīng)力點(diǎn)；步驟3、采用讀數(shù)顯微鏡讀取最大應(yīng)力點(diǎn)在不同振動(dòng)應(yīng)力下被測(cè)葉片的葉尖振動(dòng)幅值，并用擬合方程計(jì)算出疲勞考核應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的葉片振動(dòng)幅值，調(diào)節(jié)螺旋升降支架上第一電流探針和第二電流探針之間的距離，并調(diào)整螺旋升降支架的螺旋升降桿的高度，使被測(cè)葉片位于第一電流探針和第二電流探針的中間位置；步驟4、啟動(dòng)裝置使被測(cè)葉片振動(dòng)，采用電流探針檢測(cè)被測(cè)葉片的振幅；若被測(cè)葉片同時(shí)振動(dòng)觸碰兩個(gè)電流探針，即第一毫伏表和第二毫伏表同時(shí)顯示出電壓值，則被測(cè)葉片位于第一電流探針和第二電流探針的中間位置，此時(shí)，檢測(cè)得到被測(cè)葉片的幅值即為疲勞考核應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的葉片振動(dòng)幅值；若被測(cè)葉片振動(dòng)觸碰其中一個(gè)電流探針，即其中一個(gè)毫伏表顯示出電壓值，則微調(diào)螺旋升降桿的高度直至第一毫伏表和第二毫伏表同時(shí)顯示出電壓值，則被測(cè)葉片位于第一電流探針和第二電流探針的中間位置，此時(shí)，檢測(cè)得到被測(cè)葉片的幅值即為疲勞考核應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的葉片振動(dòng)幅值。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片大量程振動(dòng)幅值檢測(cè)裝置及方法，本發(fā)明解決了葉片疲勞試驗(yàn)中大量程振動(dòng)幅值監(jiān)測(cè)困難的問(wèn)題，為振動(dòng)疲勞試驗(yàn)葉片葉尖振幅監(jiān)測(cè)技術(shù)提供了一種全新的測(cè)試手段，拓展了葉片疲勞試驗(yàn)振動(dòng)應(yīng)力測(cè)試技術(shù)。


圖I為現(xiàn)有裝置結(jié)構(gòu)示意圖；其中，2-夾具；14_第三毫伏表；10_葉片；11_動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀；12_讀數(shù)顯微鏡；13-應(yīng)變片；圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 其中，I-電源；2-夾具；3_第一橋路盒；4_第二橋路盒；5_第一毫伏表；6_第二毫伏表；7_螺旋升降支架；8_第一電流探針；9_第二電流探針；圖3為本發(fā)明一種實(shí)施例檢測(cè)方法流程圖；圖4為本發(fā)明一種實(shí)施例應(yīng)變片結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明一種實(shí)施例最大應(yīng)力點(diǎn)分析示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步說(shuō)明。如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片大量程振動(dòng)幅值檢測(cè)裝置，該裝置包括電源I、夾具2、第一橋路盒3、第二橋路盒4、第一毫伏表5、第二毫伏表6和讀數(shù)顯微鏡12，還包括螺旋升降支架7、第一電流探針8和第二電流探針9，其中，所述的螺旋升降支架7上設(shè)置有用于固定第一電流探針8和第二電流探針9的橫向固定架，第一電流探針8輸出端連接第一橋路盒3的輸入端,第一橋路盒3的輸出端連接第一毫伏表5的輸入端；第二電流探針9的輸出端連接第二橋路盒4的輸入端，第二橋路盒4的輸出端連接第二毫伏表6的輸入端；所述的電源I連接被測(cè)葉片10，被測(cè)葉片10固定于夾具2上。采用航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片大量程振動(dòng)幅值檢測(cè)裝置進(jìn)行振幅檢測(cè)的方法，如圖3所示，包括以下步驟步驟I、在被測(cè)葉片上進(jìn)行應(yīng)變片的位置部署；如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例中，應(yīng)變片粘貼在被測(cè)葉片葉盆的進(jìn)氣邊緣和排氣邊緣，上述位置的振動(dòng)應(yīng)力值較大，應(yīng)變片沿著被測(cè)葉片的軸向粘貼，粘貼密度根據(jù)被測(cè)葉片振動(dòng)應(yīng)力變化的程度而定，應(yīng)力變化急劇時(shí)，應(yīng)變片應(yīng)進(jìn)行密集粘貼。步驟2、在葉片一階彎曲振動(dòng)固有頻率下，確定被測(cè)葉片上應(yīng)變片所對(duì)應(yīng)的振動(dòng)應(yīng)力分布情況，并找出最大振動(dòng)應(yīng)力點(diǎn)；采用專用工裝夾將葉片固定于電磁振動(dòng)臺(tái)上，確保連接剛性足夠，通過(guò)電磁振動(dòng)臺(tái)找出被測(cè)葉片一階彎曲振動(dòng)固有頻率，本實(shí)施例中為33HZ，在該頻率下小振幅測(cè)試出葉片振動(dòng)應(yīng)力分布情況,確定出一階彎曲振動(dòng)固有頻率情況下被測(cè)葉片上最大振動(dòng)應(yīng)力點(diǎn)的位置。若無(wú)法一次確定最大振動(dòng)應(yīng)力點(diǎn)的位置，在第一次應(yīng)變片粘貼的基礎(chǔ)上，重新粘貼應(yīng)變片，重新確定最大振動(dòng)應(yīng)力點(diǎn)的位置，直至準(zhǔn)確找到被測(cè)葉片一階彎曲振動(dòng)固有頻率下的最大振動(dòng)應(yīng)力點(diǎn)。如圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例采用YE6261數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集被測(cè)葉片上應(yīng)變片所對(duì)應(yīng)的振動(dòng)應(yīng)力值，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析找出最大振動(dòng)應(yīng)力點(diǎn)的位置。步驟3、采用讀數(shù)顯微鏡讀取5 6組最大應(yīng)力點(diǎn)在不同振動(dòng)應(yīng)力下被測(cè)葉片的葉尖振動(dòng)幅值，并用擬合方程計(jì)算出疲勞考核應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的葉片振動(dòng)幅值，調(diào)節(jié)螺旋升降支架上第一電流探針和第二電流探針之間的距離，并調(diào)整螺旋升降支架的螺旋升降桿的高度，使被測(cè)葉片位于第一電流探針和第二電流探針的中間位置；在一階彎曲振動(dòng)固有頻率下，本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)采用讀數(shù)顯微鏡測(cè)試出被測(cè)葉片小振幅幅值，測(cè)試最大應(yīng)力點(diǎn)的5 6組不同振動(dòng)應(yīng)力下葉片葉尖振動(dòng)幅值，(葉尖處振幅值不得超過(guò)被測(cè)葉片考核振動(dòng)應(yīng)力振幅的30%)，采用擬合方程計(jì)算出疲勞考核應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的葉片振動(dòng)幅值S (單位mm,全幅值),具體公式如下、=2"xfI權(quán)利要求
1.一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片大量程振動(dòng)幅值檢測(cè)裝置，該裝置包括電源(I)、夾具(2)、第一橋路盒(3 )、第二橋路盒(4 )、第一毫伏表(5 )、第二毫伏表(6 )和讀數(shù)顯微鏡(12 )，其特征在于還包括螺旋升降支架(7)、第一電流探針(8)和第二電流探針(9)，其中，所述的螺旋升降支架(7)上設(shè)置有用于固定第一電流探針(8)和第二電流探針(9)的橫向固定架，第一電流探針(8)輸出端連接第一橋路盒(3)的輸入端，第一橋路盒(3)的輸出端連接第一毫伏表(5)的輸入端；第二電流探針(9)的輸出端連接第二橋路盒(4)的輸入端，第二橋路盒(4)的輸出端連接第二毫伏表(6)的輸入端；所述的電源(I)連接被測(cè)葉片(10)，被測(cè)葉片(10)固定于夾具(2)上。
2.采用權(quán)利要求I所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片大量程振動(dòng)幅值檢測(cè)裝置進(jìn)行振幅檢測(cè)的方法，其特征在于包括以下步驟 步驟I、在被測(cè)葉片上進(jìn)行應(yīng)變片的位置部署； 步驟2、在葉片一階彎曲振動(dòng)固有頻率下，確定被測(cè)葉片上應(yīng)變片所對(duì)應(yīng)的振動(dòng)應(yīng)力分布情況，并找出最大振動(dòng)應(yīng)力點(diǎn)； 步驟3、采用讀數(shù)顯微鏡讀取最大應(yīng)力點(diǎn)在不同振動(dòng)應(yīng)力下被測(cè)葉片的葉尖振動(dòng)幅值，并用擬合方程計(jì)算出疲勞考核應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的葉片振動(dòng)幅值，調(diào)節(jié)螺旋升降支架上第一電流探針和第二電流探針之間的距離，并調(diào)整螺旋升降支架的螺旋升降桿的高度，使被測(cè)葉片位于第一電流探針和第二電流探針的中間位置； 步驟4、啟動(dòng)裝置使被測(cè)葉片振動(dòng)，采用電流探針檢測(cè)被測(cè)葉片的振幅； 若被測(cè)葉片同時(shí)振動(dòng)觸碰兩個(gè)電流探針，即第一毫伏表和第二毫伏表同時(shí)顯示出電壓值，則被測(cè)葉片位于第一電流探針和第二電流探針的中間位置，此時(shí)，檢測(cè)得到被測(cè)葉片的幅值即為疲勞考核應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的葉片振動(dòng)幅值； 若被測(cè)葉片振動(dòng)觸碰其中一個(gè)電流探針，即其中一個(gè)毫伏表顯示出電壓值，則微調(diào)螺旋升降桿的高度直至第一毫伏表和第二毫伏表同時(shí)顯不出電壓值，則被測(cè)葉片位于第一電流探針和第二電流探針的中間位置，此時(shí)，檢測(cè)得到被測(cè)葉片的幅值即為疲勞考核應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的葉片振動(dòng)幅值。
全文摘要
本發(fā)明一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片大量程振動(dòng)幅值檢測(cè)裝置及方法，該裝置包括電源、夾具、橋路盒、毫伏表和讀數(shù)顯微鏡，還包括螺旋升降支架和電流探針，其中，所述的螺旋升降支架上設(shè)置有兩個(gè)用于固定電流探針的橫向固定架，第一電流探針輸出端連接第一橋路盒的輸入端，第一橋路盒的輸出端連接第一毫伏表的輸入端；第二電流探針的輸出端連接第二橋路盒的輸入端，第二橋路盒的輸出端連接第二毫伏表的輸入端；所述的電源連接被測(cè)葉片，被測(cè)葉片固定于夾具上；本發(fā)明解決了葉片疲勞試驗(yàn)中大量程振動(dòng)幅值監(jiān)測(cè)困難的問(wèn)題，為振動(dòng)疲勞試驗(yàn)葉片葉尖振幅監(jiān)測(cè)技術(shù)提供了一種全新的測(cè)試手段，拓展了葉片疲勞試驗(yàn)振動(dòng)應(yīng)力測(cè)試技術(shù)。
文檔編號(hào)G01H11/06GK102840968SQ20121026954
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者劉偉, 萬(wàn)利, 張萌鰲, 趙忠洋, 董妍 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司