[發(fā)明專利]模態(tài)阻尼識別方法、裝置和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610004250.1
• 申請日: 2016-01-05
• 公開（公告）號: CN105426644B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 邊杰
• 申請（專利權）人: 中國航空動力機械研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 胡亮

1.一種模態(tài)阻尼識別方法，其特征在于，包括步驟：

獲取轉子的幅頻數(shù)據(jù)和相頻數(shù)據(jù)，所述獲取轉子的幅頻數(shù)據(jù)和相頻數(shù)據(jù)的步驟包括：

安裝振動測試傳感器，在轉子系統(tǒng)的平衡凸臺處測量轉子系統(tǒng)的振動響應，從中測試出一組轉子瞬態(tài)響應數(shù)據(jù)，以獲取幅頻和相頻數(shù)據(jù)，所述振動測試傳感器為電渦流位移傳感器、加速度傳感器和光電傳感器，振動響應包括轉子撓度、振動加速度和轉速，在轉子動力特性試驗過程中，測量轉子撓度、支承轉子兩支座的振動加速度和轉子轉速；轉子撓度由4個電渦流位移傳感器測量，其中3個傳感器測量垂直振動，1個傳感器測量水平振動；支承轉子兩支座的振動加速度由4個加速度傳感器測量，其中2個傳感器測量垂直振動，2個傳感器測量水平振動；轉子的轉速由1個光電傳感器測量；

根據(jù)獲取的所述幅頻數(shù)據(jù)，繪制幅頻曲線，確定臨界轉速點；

根據(jù)獲取的所述相頻數(shù)據(jù)，繪制并擬合相頻曲線，獲取擬合的相頻曲線方程；

根據(jù)擬合的所述相頻曲線方程，計算出擬合的所述相頻曲線中所述臨界轉速點處的切線的斜率；并根據(jù)計算出的所述斜率，獲取模態(tài)阻尼比；

在所述臨界轉速點處，其中為頻率比，ω為旋轉角頻率，ω_n為無阻尼自然頻率，k為剛度系數(shù)，m為轉子的質量；

擬合的所述相頻曲線中所述臨界轉速點處的切線的斜率由下列公式獲得：

其中，K為臨界轉速點處的切線的斜率，為相位角，為相位角對頻率比的一階導數(shù)，

所述模態(tài)阻尼比由下列公式獲得：

ζ_n＝1/K

其中，ζ_n為模態(tài)阻尼比，K為臨界轉速點處的切線的斜率。

2.一種模態(tài)阻尼識別裝置，其特征在于，包括：

數(shù)據(jù)獲取模塊(10)，用于獲取轉子的幅頻數(shù)據(jù)和相頻數(shù)據(jù)；轉子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獲取模塊(10)通過振動測試傳感器，在轉子系統(tǒng)的平衡凸臺處測量轉子系統(tǒng)的振動響應，從中測試出一組轉子瞬態(tài)響應數(shù)據(jù)，以獲取幅頻和相頻數(shù)據(jù)；所述振動測試傳感器為電渦流位移傳感器、加速度傳感器和光電傳感器，振動響應包括轉子撓度、振動加速度和轉速，在轉子動力特性試驗過程中，測量轉子撓度、支承轉子兩支座的振動加速度和轉子轉速；轉子撓度由4個電渦流位移傳感器測量，其中3個傳感器測量垂直振動，1個傳感器測量水平振動；支承轉子兩支座的振動加速度由4個加速度傳感器測量，其中2個傳感器測量垂直振動，2個傳感器測量水平振動；轉子的轉速由1個光電傳感器測量；

確定模塊(20)，用于根據(jù)獲取的所述幅頻數(shù)據(jù)，繪制幅頻曲線，確定臨界轉速點；

方程獲取模塊(30)，用于根據(jù)獲取的所述相頻數(shù)據(jù)，繪制并擬合相頻曲線，獲取擬合的相頻曲線方程；

阻尼比獲取模塊(40)，用于根據(jù)擬合的所述相頻曲線方程，計算出擬合的所述相頻曲線中所述臨界轉速點處的切線的斜率；并根據(jù)計算出的所述斜率，獲取模態(tài)阻尼比；

在所述臨界轉速點處，其中為頻率比，ω為旋轉角頻率，ω_n為無阻尼自然頻率，k為剛度系數(shù)，m為轉子的質量；

擬合的所述相頻曲線中所述臨界轉速點處的切線的斜率由下列公式獲得：

其中，K為臨界轉速點處的切線的斜率，為相位角，為相位角對頻率比的一階導數(shù)，

所述模態(tài)阻尼比由下列公式獲得：

ζ_n＝1/K

其中，ζ_n為模態(tài)阻尼比，K為臨界轉速點處的切線的斜率。

3.一種模態(tài)阻尼識別系統(tǒng)，其特征在于，包括如權利要求2所述的模態(tài)阻尼識別裝置。