噪声环境下压气机叶片断裂故障试验

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1、第32卷第6期沈阳航空航天大学学报VoL32No．6呈Q!!±：!!旦一———尘竺竺』竺竺些坚竺竺些竺些丝型坠—————』丝兰竺堕，’+。+。+。+。+。+、÷航空宇航工程}k。+．．+-+-+。+．-+·』文章编号：2095—1248(2015)06—0028一06噪声环境下压气机叶片断裂故障试验郭小鹏1，沙云东2，何俊杰1，王德友1(1，沈阳发动机设计研究所第十三研究室，沈阳l10015；2．沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院)，沈阳110136)摘要：针对某发动机高压转子叶片断裂故障，开展了发动机压气机

2、专项试验验证工作，并在试验中进行了压气机内部噪声测试。通过分析转子叶片振动大时噪声信号的频谱和特征频率的变化过程，得出高压转子叶片在故障时的振动为非同步振动的初步结论，并且特征频率的声源传播方向是由压气机后部向前传播，该结论对转子叶片断裂故障的分析讨论提供了有重要价值的参考依据。关键词：压气机叶片；噪声测试；非同步式振动；非定常流动；声共振中图分类号：V232．4文献标志码：Adoi：10．3969／iissn．2095一1248．2015．06．002Experimentofthefractureofcomp

3、ressor-bladeinnoisyen、riroIunentGU0Xiao—pen91，SHAYun．don92，HEJun_jiel，wANGDe—youl(1．The13山ResearchDept．，ShengyangAeroengineResearchInstitute，Shenyang110015，China；2．FacultyofAerospaceEngineering，ShenyangAerospaceUniVersity，Shenyang110136，China)Abstract：Regard

4、ingahigh—pressurerotorbladesfailureoftheengine，wec删edoutparticularexperimentalvedficationandtestedtheintemalnoiseofenginecompressor．Byanalyzingthechangeofnoisesignalsspectrumandthecharacteristicf把quencyofrotorbladeswimViolentVibmtion，iCisconcludedmathigh-pre

5、ssurerotorbladesVibratenon—syncllronouslyduringbreakdown，andthat山esoundsourcewimcharacte卜isticf诧quencypropagatesf如mtllerearofthecompressortothef如nt．TheconclusionsoftIleanalysispro—videvaluablereferencet0t11estudyofthemtorblades，breal(age．Keywords：compressorb

6、lade；acousticmeasurement；non-synchronousVibrations；unsteadybladeforcing；a-cousticresonance针对某型发动机转子叶片断裂故障，开展了整机和部件试验条件下叶片振动、流场、脉动压力和噪声的同步测试，其目的是探索叶片振动、流场和噪声三者的相互作用机制，阐明叶片振动的故障机理。经过前期的测试和分析，发现压气机转子叶片存在非同步式振动(NSV)。其特点是它与转子叶片转速呈非同步式，即转子叶片的振动是以轴转动频率的非整数倍进行的，并且出现

7、在发动机工作转速范围内，与典型的共振无关，是气动弹性现象的一种独特形式。所以一般来讲，当收稿日期：2014一12—03基金项目：国家重大基础研究项目资助(项目编号：×××××)作者简介：郭小鹏(1982一)男，河北涞水人，工程师，主要研究方向：航空发动机强度、振动及噪声，E—mail：guoxiaopen9312@163COm。第6期郭小鹏，等：噪声环境下压气机叶片断裂故障试验29发动机谐波与叶片特征频率一致时，则会产生较大振幅，如果再叠加由声波激起的共振应力，就会导致裂纹甚至折断‘1‘2。由于气流诱导振动是由

8、作用在结构上的不稳定气动载荷和结构本身的相互作用而引起，此时，叶片正处于被由非均匀压力区引发的非定常气动力激励的状态，这个压力区是由上游静叶的尾迹、下游静叶或者更多的非对称气流环境的潜在影响造成的。非同步式振动特征的发现，对发动机转子叶片断裂故障的排故攻关具有重要意义。1非同步振动物理模型非同步振动(NSV)是现代涡轮机械中遭遇的气动弹性现象的一种形式。其特点是它与转子叶片转速呈非同步