[發明專利]基于有限參考點的結構部件全息振型測試方法

在審

• 申請號: 202111020610.4
• 申請日: 2021-09-01
• 公開（公告）號: CN113761470A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 薛愛軒;王騏;郝飛;丁民;海云飛;符朝陽;施恒;楊曉祥
• 申請（專利權）人: 國家電投集團河南電力有限公司開封發電分公司;國家電投集團河南電力有限公司
• 主分類號: G06F17/16
• 分類號: G06F17/16;G01M7/02
• 代理公司: 南京蘇博知識產權代理事務所(普通合伙) 32411
• 代理人: 柳強

本發明涉及部件故障診斷技術領域，具體涉及一種基于有限參考點的結構部件全息振型測試方法；將結構上測點分為觀測點和參考點；參考點為實際測點，數量有限。觀測點為虛擬測點。對測點進行錘擊試驗，獲得觀測點和參考點響應數據；計算觀測點和激勵力之間的頻響函數H₁(ω)，計算參考點振動和激勵力之間的頻響函數H₂(ω)；選定分析頻率ω，提取出頻響函數中相應頻率點處的數值作為一組試驗數據；在不同點上開展錘擊試驗，采用同樣方法，得到全部試驗數據；構建觀測點和參考點振動之間的關聯性識別矩陣，識別傳遞率系數；由參考點振動以及傳遞率系數，計算觀測點振動；根據全部測點振動繪制部件全息振型，提高振型圖的準確性。

技術領域

本發明涉及部件故障診斷技術領域，尤其涉及一種基于有限參考點的結構部件全息振型測試方法。

背景技術

全息振型分析技術通過在結構部件表面布置大量振動測點，對這些振動測點開展同步、并行采集，根據這些實時、同步、并行采集到的大量振動測點數據，可以繪制出結構部件的全息振型，為了全面了解結構部件表面全息振動分布狀態，需要在目標結構上布置大量密集的振動測點，受工作環境、結構空間、測試條件等多方面因素限制，旋轉機械表面結構部件上不可能布置大量的振動測點，導致獲得的振動信息有限。

目前測試僅僅在結構體兩端布置振動測點，結構部件上其余各點振動都是通過線性插值的方法來獲得，這類方法把結構部件看作為剛體，由此得到的結構部件振型表現為典型的剛體運動狀態，即：整個結構部件呈現為上下平動或左右交叉運動，繪制出來的全息振型圖和實際情況偏差較大，部件振型圖的準確性不佳。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于有限參考點的結構部件全息振型測試方法，旨在解決現有技術中的部件振型圖的準確性不佳的技術問題。

為實現上述目的，本發明采用的一種基于有限參考點的結構部件全息振型測試方法，包括如下步驟：

將部件上的測點分為觀測點和參考點，參考點數量有限，其上布置振動傳感器；

通過錘擊試驗獲取頻響函數數據；

根據頻響函數數據構建識別矩陣，識別觀測點和參考點之間的傳遞率系數；

根據參考點振動，計算觀測點振動，繪制結構部件全息振型。

其中，在通過錘擊試驗獲取頻響函數數據的步驟中，獲取方法為：

在結構部件選定測點上進行錘擊試驗，獲得一組激勵力作用下觀測點振動響應和參考點振動響應數據；

計算觀測點振動和激勵力之間的頻響函數H₁(ω)，計算參考點振動和激勵力之間的頻響函數H₂(ω)；

選定分析頻率ω，從頻響函數中提取出與該頻率對應的數值作為一組試驗數據；

在不同的觀測點和參考點上開展錘擊試驗，采用同樣的方法，獲取全部測點錘擊試驗數據，構建出識別矩陣。

其中，在根據參考點振動，計算觀測點振動，繪制結構部件全息振型的步驟中，繪制結構部件全息振型的過程為：

通過動力學計算或模態測試的方法，得到結構部件k階振動模態；

根據動力學理論中模態疊加原理，運行狀態下結構部件上各點振動是各階模態振型的加權疊加。

其中，在根據動力學理論中模態疊加原理，運行狀態下結構部件上各點振動是各階模態振型的加權疊加的步驟中：

在表面布置k個振動測點，記為：x₁，x₂，…，x_k，運行狀態下結構部件上各點振動是各階模態振型的加權疊加，表示為：