叶尖定时测振系统与仿真研究

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1、中图分类号：TP274论文编号：102870515-S130学科分类号：080203硕士学位论文叶尖定时测振系统与仿真研究研究生姓名陈飞翔学科、专业机械设计及理论研究方向动态测试与信号处理指导教师岳林教授南京航空航天大学研究生院机电学院二О一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringBladeTip-timingMeasurementSystemandSimulati

2、onResearchAThesisinMechanicalEngineeringbyChenFeixiangAdvisedbyProf.YueLinSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringJanuary,2015承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位

3、或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：摘要旋转机械在当代工业中占据重要地位，但是由于叶片通常是在高温气流冲击下高速运转，极易发生故障，因此对叶片的振动测量非常重要。目前，非接触测量已经成为旋转叶片振动测量的热点，其中叶尖定时法运用最为广泛。本文基于叶尖定时算法对旋转叶片振动性能参数测试技术进行了深入研究，设计了叶片转子实验台并编写了叶尖定时信号预处理软件，最后进行了仿真实验

4、，得到了满意的辨识结果。主要的工作如下：1、分析叶片的振动类型，得出了叶片在弯曲振动和扭转振动两种情况下的静频率计算公式，以此确定了叶片材料和尺寸。借助ANSYS平台对叶片进行有限元仿真分析，得到了叶片前6阶模态与谐波动态响应。2、研究了叶片静频率的测量方法，使用声频法测得了叶片前3阶静频率。3、在研究叶片测振系统的测试原理的基础上，参与叶片转子实验台的搭建，主要包括叶尖定时传感器，电机，变频器等。4、基于MatlabGUI开发平台，采用比值算法，设计叶尖定时测量信号的处理软件，实现了叶尖定时信号到振动位移的转变。最后进行仿真实验，验证了软

5、件的有效性。关键词：叶尖定时法，叶片模态，传感器，参数辨识IABSTRACTRotatingmachineryhasbeenanimportantroleinmodernindustry,thebladesusuallyrotatinginhigh-speedandunderhightemperatureairimpact,theyareeasytomalfunction,sothebladesvibrationmeasurementareveryimportant.Atpresent,thenon-contactmeasurementha

6、sbecomethehotdestinationofrotatingbladevibrationmeasurement,includingtip-timingmethodwhichismostwidelyused.Inthisdissertation,blademodalfrequenciesandvibrationperformancetestingtechnologybladebasedontip-timingmethodhasbeenresearched,andbladerotorexperimentplatformwasestabl

7、ished,tiptimingsignalpreprocessingsoftwarewascompiledaswell,thoughthesimulationexperiment,goodresulthasbeenobtained.Themainworkisasfollows:1.Analysisthevibrationtypeoftheblade,getthecalculationformulaofthebladenaturalfrequenciesundertheconditionofbendingvibrationandtorsion

8、vibration,andthematerialandsizeofthebladeisdeterminedbytheformula.withthehelpofANSYSplatf