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整體葉輪葉片振動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法

本發(fā)明公開了一種整體葉輪葉片振動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，該試驗(yàn)裝置包括振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)及整體葉輪，整體葉輪經(jīng)夾具軸向壓緊并固定在振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上；振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)連接有用于起振的振動(dòng)裝置；整體葉輪連接有用于檢測并記錄試驗(yàn)參數(shù)的檢測裝置；整體葉輪上的相鄰葉片之間設(shè)有用于使相鄰葉片互相阻尼的橡膠阻尼塊。振動(dòng)的葉片對刀具切削刃施加了巨大的應(yīng)變，造成裂紋，并且隨機(jī)械和熱應(yīng)力而增加。本發(fā)明通過在整體葉輪上相鄰葉片問設(shè)置橡膠阻尼塊使得相鄰葉片問互相阻尼，保證了對整體葉輪上單個(gè)葉片進(jìn)行振動(dòng)疲勞試驗(yàn)時(shí)其他葉片不能自由振動(dòng)，既避免了對整體葉輪進(jìn)行等分切割的麻煩，又避免了因支撐葉片的剛性變化導(dǎo)致葉片固有頻率的改變，從而保證了振動(dòng)疲勞試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

葉片是風(fēng)電機(jī)組的主要部件，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度直接影響到風(fēng)電機(jī)組的工作效率和運(yùn)行可靠性。風(fēng)電機(jī)組葉片的工作環(huán)境除了承受變化的空氣動(dòng)力外，還受到本身慣性力以及機(jī)艙帶來的負(fù)荷，很容易發(fā)生振動(dòng)。

風(fēng)電機(jī)組的葉片上安裝振動(dòng)加速度傳感器。整體葉輪葉片振動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法本發(fā)明公開了一種整體葉輪葉片振動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，該試驗(yàn)裝置包括振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)及整體葉輪，整體葉輪經(jīng)夾具軸向壓緊并固定在振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上。由于風(fēng)速變化而引起葉片在軸向方向上產(chǎn)生振動(dòng)，該振動(dòng)加速度傳感器能夠?qū)θ~片振動(dòng)的加速度數(shù)值進(jìn)行采集測量，反應(yīng)葉片振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。由于風(fēng)電機(jī)組的機(jī)艙工作受到風(fēng)速流動(dòng)的推力和壓力，以及溫度變化等方面的影響，應(yīng)采取工作頻率范圍較寬、堅(jiān)固耐用以及受到外界干擾較小的傳感器。

高速旋轉(zhuǎn)葉片振動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測技術(shù)是電力工業(yè)、能源工業(yè)、航空、航運(yùn)業(yè)亟待解決的難題,傳統(tǒng)的接觸式測量方法很難做到同時(shí)監(jiān)測同級所有葉片的振動(dòng)情況,因此人們一直在研究非接觸式旋轉(zhuǎn)葉片振動(dòng)的測量新技術(shù)—葉端定時(shí)測量技術(shù)。(4)基于葉片流場分析的結(jié)果,應(yīng)用ANSYS軟件,對考慮S1、S2氣動(dòng)加載和集中載荷加載三種情況下的葉片振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行了計(jì)算和分析。它是一種利用旋轉(zhuǎn)著的葉片在有振動(dòng)與無振動(dòng)時(shí)到達(dá)葉端傳感器的時(shí)刻所存在的偏差來計(jì)算葉片振動(dòng)振幅和頻率的測量技術(shù)。隨著激光技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展,葉端定時(shí)測量技術(shù)在硬件技術(shù)上已完全成熟。但是在數(shù)據(jù)處理方法上還不夠完善。成為阻礙葉端定時(shí)技術(shù)發(fā)展的重大障礙。

非接觸式旋轉(zhuǎn)葉片振動(dòng)測量技術(shù)是采用葉端定時(shí)測量的方法對葉片振動(dòng)進(jìn)行測量。連接條件主要包括：葉根與葉輪連接條件、拉筋與葉片的連接方式、圍帶與葉片的連接方式。將兩個(gè)或多個(gè)葉端定時(shí)傳感器沿徑向安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)械相對靜止的殼體上，利用傳感器感受在它前面通過的旋轉(zhuǎn)葉片所產(chǎn)生的脈沖信號。如果葉片不發(fā)生振動(dòng)，可根據(jù)每個(gè)葉片在轉(zhuǎn)子上的角度和轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度計(jì)算出葉片到達(dá)傳感器的時(shí)間。但實(shí)際上葉片是振動(dòng)的，所以葉片的端部相對于轉(zhuǎn)動(dòng)方向?qū)?huì)向前或向后偏移，使得到達(dá)傳感器的實(shí)際時(shí)間與假設(shè)葉片不振動(dòng)時(shí)到達(dá)傳感器的時(shí)間不相等，即脈沖到達(dá)時(shí)間發(fā)生改變，產(chǎn)生一個(gè)時(shí)間差Δt，對該信號序列{Δt}進(jìn)行分析處理，即可得到葉片振動(dòng)信息。