[發明專利]發動機殼體振動概貌圖的綜合化構建方法

有效

• 申請號: 201611040741.8
• 申請日: 2016-11-21
• 公開（公告）號: CN106599387B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 高慧中;孫濤;劉景云
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0五研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

本發明公開了一種發動機殼體振動概貌圖的綜合化構建方法，用于解決現有發動機殼體振動概貌圖的構建方法實用性差的技術問題。技術方案是首先采用統一轉速、穩態固支的方式，分次測量被測設備在各個區域的振動信息；其次綜合各測點在殼體上的位置信息對測量獲得的原始振動信息進行補償計算，并利用此數據計算各測點在某一中心頻率下的三分之一倍頻程振動數值；再根據殼體外形結構建立三維模型，并依照實際分布情況建立測點分布模型；最終遵循測點坐標與測量順序，將多個以區域表面振動矩陣拼接，使存在的振動信息轉化為可完整表達殼體振動特性的矩陣，并將其中數據與殼體模型的測點一一對應，建立三維振動概貌圖模型，實用性好。

技術領域

本發明涉及一種發動機殼體振動概貌圖的構建方法，特別涉及一種發動機殼體振動概貌圖的綜合化構建方法。

背景技術

筒狀發動機具有結構緊湊、體積比功率大等優點，在飛機、火箭、艦船、水下航行器等運載工具上被廣泛使用，被視為整機的“心臟”。隨著機械載體的功能要求不斷提高，需要在大幅提高發動機功率的同時，嚴格控制甚至降低噪聲，提高隱身性能。

筒狀發動機殼體的表面積較大，由于殼體和多個液壓管路、隔振圈等連接，不同位置的振動特性差別很大，長時間的惡劣工況會加速內部各組件的磨損與老化，非常有必要在殼體上盡可能密的布置振動測量點并對測試信號進行處理。

發表在《魚雷技術》雜志2013年第6期的論文《動力裝置振動測量結果不一致性分析》，利用置換分析法和1/3倍頻程變工況分析法進行了深入分析，將加速度傳感器采集的振動特性數字化，為正確評判動力裝置振動和完善振動測量標準提供了試驗依據。但不可忽視的是，其分析結果的2維曲線形式僅能描述指定測點在整個分析頻段內的振動特性，無法從宏觀角度構建被測物的完全振動情況。如何以圖像的形式直觀、清晰地反映出殼體振動的分布特征，為發動機的減振降噪提供基礎信息，成為了該研究領域內新的突破方向。然而接觸式測振系統受不規則表面、殼體發熱、數采器物理通道數限制和接觸式傳感器附加質量等多項問題的影響，無法同時測量成千上萬點的振動。基于多普勒技術的激光測振設備已經在國外相關研究工作中得到了廣泛使用，其可布置測點多、抗干擾能力強、無附加質量的優異性能為特殊研究對象的測量開辟了新的可能。然而獲取的原始數據并不具備顯式的表述能力，一套切實可行的數據信息處理方法是十分必要的。

截至目前，激光測振技術在國內的應用仍處在小范圍推廣階段，可借鑒的數據處理技術還比較缺乏，特別是關于建立可視化三維振動信息的方法更是鳳毛麟角。2015年中船重工集團第705研究所的智力成果報告——《一種在固支運轉條件下測量魚雷動力裝置殼體振動全貌的方法》中，曾提出了以發動機試車臺拖動動力系統工作來模擬其殼體工作狀態下的振動，分次分區域進行激光測振，完成殼體振動全貌測試的方法，解決了在固支、運轉條件下全面、安全地測量筒狀發動機殼體振動的難題，但每次的測量結果只能代表一個曲面的振動分布。但此報告沒有給出不同曲面的振動圖形進行合成的方法，因此無法反映發動機殼體振動的三維分布。

發明內容

為了克服現有發動機殼體振動概貌圖的構建方法實用性差的不足。本發明提供一種發動機殼體振動概貌圖的綜合化構建方法。該方法首先采用統一轉速、穩態固支的方式，分次測量被測設備在各個區域的振動信息；其次綜合各測點在殼體上的位置信息對測量獲得的原始振動信息進行補償計算，并利用此數據計算各測點在某一中心頻率下的三分之一倍頻程振動數值；再根據殼體外形結構建立三維模型，并依照實際分布情況建立測點分布模型；最終遵循測點坐標與測量順序，將多個以區域表面振動矩陣拼接，使存在的振動信息轉化為可完整表達殼體振動特性的矩陣，并將其中數據與殼體模型的測點一一對應，建立三維振動概貌圖模型，實用性好。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種發動機殼體振動概貌圖的綜合化構建方法，其特點是包括以下步驟：

步驟一、設激光頭共分n次完成對整個殼體表面的掃描，每次采集所得的原始數據為每個區域下各點的一組時域數列其中n(i)表示第n個面的第i個測點；