一種發(fā)動機振動圖譜提取方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)動機減振技術領域，尤其是涉及一種發(fā)動機振動圖譜提取方法。
【背景技術】
[0002] 振動控制技術的構建依賴于對代表振動特征的有限、敏感特征參數(shù)及其變化規(guī)律 的提取;其復雜性在于整機典型結構件組成部分的多樣性和組合的多變性;其難度在于在 復雜系統(tǒng)中，從大量的設計參數(shù)中提取有代表性的特征參數(shù)，實現(xiàn)圖譜的構建，指導發(fā)動機 結構選型及結構振動仿真。
[0003] 目前，對于發(fā)動機結構設計普遍采用"畫一制一試"的基本模式，亟待開發(fā)一種發(fā) 動機振動圖譜，通過對發(fā)動機表面關心區(qū)域振動參數(shù)(加速度、速度、位移等)在頻率域內(nèi)隨 發(fā)動機性能參數(shù)變化的譜線族以及關心的頻率點處表面振動參數(shù)云圖的獲取，摸清發(fā)動機 表面振動參數(shù)在空間分布和頻域內(nèi)隨性能和結構參數(shù)的變化規(guī)律，更深入的掌握存量發(fā)動 機振動特性;為新開發(fā)機型性能和結構參數(shù)選擇提供設計參考依據(jù);為結構振動仿真模型 的校驗與修正提供依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種發(fā)動機振動圖譜提取方法，以形成發(fā)動機振動圖 譜為新開發(fā)機型性能和結構參數(shù)選擇提供設計參考依據(jù)。
[0005] 為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：
[0006] -種發(fā)動機振動圖譜提取方法，包括如下步驟：
[0007] 1)振動圖譜重要特征、控制參數(shù)與影響參數(shù)的定義；
[0008] 2)振動響應提取區(qū)域與位置定義，進行整機振動測試的測點布置；即根據(jù)不同國 際標準、國家標準或用戶要求，進行整機測試和仿真測點選取及定位，完成發(fā)動機振動響應 提取區(qū)域與位置定義，其將用于后期試驗數(shù)據(jù)關聯(lián)與存儲，以及整機振型顯示。
[0009] 3)典型發(fā)動機機型選取，并對步驟2)中測點進行表面振動信號測量及測量數(shù)據(jù)的 仿真校對，通過對測試數(shù)據(jù)的二次處理得到步驟1)中定義的重要特征、控制參數(shù)與影響參 數(shù)的數(shù)據(jù)；
[0010] 4)將上述3)得到的測試數(shù)據(jù)與整機三維模型或0DS圖進行關聯(lián)，完成關心區(qū)域振 動位置頻譜提取及組集；
[0011] 5)因為通過試驗測試方法獲取各測點試驗數(shù)據(jù)畢竟有限，利用物理模型和仿真一 致性技術，運用仿真的方法可獲取其余非試驗測點的振動狀態(tài);通過多種機型的試驗測試 以及仿真分析工作，利用步驟3)反復的進行應用和校核，逐步減少試驗測點數(shù)量，形成發(fā)動 機振動圖譜提取方法；
[0012] 6)通過步驟5)振動提取方法形成發(fā)動機振動圖譜，再通過大量試驗及仿真數(shù)據(jù)結 合，形成系列機型圖譜族。
[0013] 進一步的，步驟1)中重要特征:根據(jù)實際或預測的發(fā)動機運行工況，可直觀顯示整 機不同工況的振動烈度最大值；
[0014] 控制參數(shù)及影響參數(shù)包括:發(fā)動機結構布置形式，發(fā)動機強化程度，發(fā)動機轉(zhuǎn)速、 扭矩、當量振動烈度。
[0015] 進一步的，步驟2)中還要形成用于指導試驗及數(shù)據(jù)存儲的0DS圖形。
[0016]進一步的，步驟3)中包含如下內(nèi)容：
[0017] 對發(fā)動機各穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)工況進行試驗測試，使用振動信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行各 測點三向振動原始時域信號采集，選取關心頻率范圍，利用頻域數(shù)據(jù)處理方法，得到單測點 單方向振動加速度數(shù)據(jù)，進行傅里葉積分，得到單測點單方向的振動速度數(shù)據(jù)，再進行傅里 葉積分，得到單測點單方向的振動位移數(shù)據(jù)；
[0018] 發(fā)動機振動測試完成后，通過計算求得當量振動烈度，當量振動烈度的計算公式 為：
[0020]其中：Vs是當量振動烈度，mm/s; vx，Vy，vz是X，y，z三個方向上各規(guī)定測點的振動速 度均方根值，mm/s; Nx，Ny，Nz為X，y，z三個方向上的測點數(shù)；
[0021] 完成全部試驗工況點測試后，將試驗數(shù)據(jù)進行二次處理，再利用矩陣圖形處理方 法形成整機負荷特性工況振動烈度分布圖，并將測點相關數(shù)據(jù)與2)步驟形成的0DS測點圖 進行關聯(lián)。
[0022] 進一步的，步驟3)中，完成全部試驗工況點測試后，將試驗數(shù)據(jù)進行二次處理，形 成瀑布圖、能量圖、各階次轉(zhuǎn)速切片、能量切片和部件振動貢獻率。
[0023] 相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：
[0024] 通過對發(fā)動機表面關心區(qū)域振動參數(shù)(加速度、速度、位移等)在頻率域內(nèi)隨發(fā)動 機性能參數(shù)變化的譜線族以及關心的頻率點處表面振動參數(shù)云圖的獲取，摸清發(fā)動機表面 振動參數(shù)在空間分布和頻域內(nèi)隨性能和結構參數(shù)的變化規(guī)律，更深入的掌握存量發(fā)動機振 動特性;通過大量試驗及仿真數(shù)據(jù)結合，完成系列機型圖譜族的繪制，滿足發(fā)動機振動測試 試驗過程及試驗結果的可追溯性，為新開發(fā)機型性能和結構參數(shù)選擇提供設計參考依據(jù)； 為結構振動仿真模型的校驗與修正提供依據(jù)。
【附圖說明】
[0025] 構成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實 施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：
[0026] 圖1為本發(fā)明實施例所述發(fā)動機振動圖譜提取方法的流程圖；
[0027] 圖2為本發(fā)明實施例單一工況點的振動烈度分布圖。
【具體實施方式】
[0028] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相 互組合。
[0029]下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0030] 本發(fā)明實施例發(fā)動機振動圖譜提取方法，如圖1所示，包括如下步驟：
[0031] a、振動圖譜重要特征、控制參數(shù)與影響參數(shù)的定義；
[0032] 振動圖譜的重要特征:根據(jù)實際或預測的發(fā)動機運行工況，可直觀顯示整機不同 工況的振動烈度最大值；
[0033] 控制參數(shù)及影響參數(shù)包括:發(fā)動機結構布置形式，發(fā)動機強化程度，發(fā)動機轉(zhuǎn)速、 扭矩、當量振動烈度。
[0034] b、振動響應提取區(qū)域與位置定義；
[0035] 進行整機振動測試的測點布置，并形成用于指導試驗及數(shù)據(jù)存儲的0DS圖形，其將 用于后期試驗數(shù)據(jù)關聯(lián)與存儲，以及整機振型顯示。
[0036] c、典型發(fā)動機機型選取與表面振動信號測量及測量數(shù)據(jù)的仿真校對；
[0037] 本實施例選取典型機型后，
[0038]首先，對發(fā)動機整機穩(wěn)態(tài)負荷特性工況進行試驗測試，測試結果見下表1，其中試 驗工況中必須包含外特性曲線，常用工況以及用戶指定關注工況。
[0039] 表1發(fā)動機穩(wěn)態(tài)試驗工況 「00401
[0041]之后，在各穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)工況試驗過程中，使用振動信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行各測點 三向振動原始時域信號采集，選取關心頻率范圍，利用頻域數(shù)據(jù)處理方法，得到單測點單方 向振動加速度數(shù)據(jù)，進行傅里葉積分，得到單測點單方向的振動速度數(shù)據(jù)，再進行傅里葉積 分