[發明專利]一種測量細長軸轉子內阻尼的方法

有效

• 申請號: 201710235214.0
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN106895971B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 鄭世強;陳誠;劉剛;韓邦成;王燦
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司11251
• 代理人: 楊學明,顧煒

1.一種測量細長軸轉子內阻尼的方法，其特征在于：通過如下步驟實現：

(a)錘擊靜態水平放置的細長軸轉子，貼裝在轉子表面的振動加速度傳感器檢測到振動信號，采集振動加速度傳感器輸出信號X_OUT和Y_OUT，采集的信號分別經過低通濾波電路后以差動形式接入放大電路，輸出電壓U_OUT，X_OUT和Y_OUT為振動傳感器采集的原始信號，U_OUT為輸出的電壓信號，直接連入示波器中；

(b)示波器將電壓信號U_OUT進行處理，處理成以周期為T_d的余弦信號，可以測出余弦信號的峰值，并且模態頻率ω_n可直接由示波器讀出，因為示波器處理之后的信號單位為dBV，即將電壓信號轉化為分貝信號，因而，讀出示波器第i個周期最大模態振幅U_{dB_i}和對應時間T_i以及第i+1個周期最大模態振幅U_{dB_i+1}和對應時間T_i+1，確定第i個周期最大模態振幅U_{dB_i}與第i+1個周期最大模態振幅U_{dB_i+1}之差的絕對值為ΔU_dB，并且如下式所示：

ΔU_dB＝|U_{dB_i}-U_{dB_i+1}|

其中i＝1，2，3，……，N，N為示波器采樣點數，第i個周期最大原始模態振幅U_i，即未進過示波器處理的第i個周期的最大電壓峰值，可用下式表示：

20lgU_i＝U_{dB_i}

其中第i+1個周期最大原始模態振幅U_i+1，即未進過示波器處理的第i+1個周期的最大電壓峰值，可用下式表示：

20lgU_i+1＝U_{dB_i+1}

其中：T_d為兩個峰值之間的時間差，即余弦信號周期，可用下式表示：

T_d＝T_i+1-T_i

(c)測出的ΔU_dB＝|U_{dB_i}-U_{dB_i+1}|經過以下算法公式，可直接求出內阻尼，轉子脈沖響應如下：

S(ti)=Ae-ζωntsin(ωdti+θ)]]>

其中：A為脈沖響應幅值；ζ為轉子內阻尼；ω_n為模態頻率；t_i為時間；θ是脈沖響應的相位角；

第i個周期最大原始模態振幅U_i，如下式所示：

Ui=Ae-ζωnTi]]>

第i+1個周期最大原始模態振幅U_i+1，如下式所示：

Ui+1=Ae-ζωnTi+1]]>

將U_i和U_i+1相比可得：

UiUi+1=eζωnTd]]>

兩邊取對數可得：

ζωnTd=ln(UiUi+1)=ln Ui-ln Ui+1]]>

化簡上式可得：

ζωnTd=ΔUdB20ln10]]>

即：

ζ=ΔUdB20ωnTdln10.]]>