欠采样在航空发动机涡轮叶片频率测量中的应用.pdf

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1、第27卷第2期燃气涡轮试验与研究Vo1．27．NO．22014年4月GasTurbineExperimentandResearchApt．，2014摘要：突破了奈奎斯特采样定理的要求f采样率必须大于输入信号频率2倍的限制)，将欠采样法应用于航空发动机构件的高频测量。通过叶片固有特性分析和在叶片上粘贴加速传感器两种方法，对欠采样法进行了验证；并在此基础上采用非接触激光位移传感器，实现了欠采样条件下频率较高的某型发动机涡轮叶片频率的准确测量。结果表明，欠采样方法应用于试件的固有频率测量切实可行，且在航空发动机构件的高

2、频测量中有较大应用价值。关键词：航空发动机；涡轮叶片；固有频率；高频测量；欠采样；奈奎斯特采样定理中图分类号：V232．4；V263．45文献标识码：A文章编号：1672—2620(2014)02—0050—04ApplicationofUnder-SamplinginTurbineBladeFrequencyMeasurementforAero--EnginesFUShun—guo，ZHUJing，ZHAOXing—ruing，ZHENGHong—bing(ChinaGasTurbineEstablishmen

3、t，Jiangyou621703，China)Abstract：TheNyquistsamplingtheoremastrictsthatthesampleratemustbeatleasttwicethantheimportsig—nalfrequency．Thelimitwasbrokenandunder—samplingmethodwasappliedtohighfrequencymeasure—mentofaero-enginecomponents．Theresultswereverifiedbyboth

4、calculativeanalysisofinherentcharac—teristicsandtestdatafrommountinganaccelerometeronaturbinebladeintheunder—samplingconditions．Furthermorethebladefrequencywasaccuratelymeasuredthroughanon-contactlaserdisplacementsensorusingunder—samplingmethod．Itisprovedthat

5、itisfeasibletomeasurethenaturalfrequencyofspecimenbasedonunder——samplingmethodandthemethodcouldbeappliedwidelyinhighfrequencymeasurementofaero—enginecomponents．Keywords：aero—engine；turbineblade；inherentfrequency；highfrequencymeasurement；under——sampling；Nyquis

6、tsamplingtheorem1引言增加。叶片各阶固有频率和振型是结构承受力载荷设计中的重要参数，研究叶片振动需从这些参数人现代航空发动机叶片随着技术要求的不断提手。。实际工作中，叶片振动频率广泛，其中以低高，其工作条件越来越恶劣，由此造成叶片故障频阶频率最为危险。所以在发动机装配前，都要对发，且往往造成灾难性后果。据统计，叶片故障占航其进行固有频率测试。空发动机故障的62％以上n，国内外航空发动机几乎叶片频率测量通常是在满足奈奎斯特采样定理都发生过叶片类故障。因此对叶片振动特性的的前提下进行。根据奈奎斯特采样

7、定理，动态测试准确测量是发动机研制过程中的重要环节。的采样频率必须高于输入信号最高频率的2倍，这发动机工作过程中不可避免地会产生振动，若就给小尺寸、大刚度的高固有频率整体叶盘结构叶激振频率与叶片固有频率一致时，就会发生共振。片的固有频率测量带来了难度。本文参考常虹、叶片共振时，振动能量剧增，导致叶片破坏概率大大收稿日期：2013—10—09；修回日期：2014—03—26作者简介：符顺国(1983一)，男，陕西汉中人，工程师，主要从事航空发动机振动试验工作。第27卷燃气涡轮试验与研究5l王玉兰u等在欠采样算法方面

8、的研究，首次将欠采验证。通过有限元计算和改变叶片振动特性来判断样应用在航空发动机频率测量中，从理论分析和测其正确性，再利用欠采样原理，对高频叶片进行频率试手段两方面着手，来实现对某型发动机高压涡轮测量。整体叶盘结构叶片固有频率的测量。试验数据采集选用法国OROS公司0ROS36动态信号分析仪，位移传感器采用德国米铱公司激光2欠采样频率参数识别原理位移传感器及B&K公司的加