[發明專利]一種轉子葉片氣動載荷模擬裝置與方法在審
| 申請號： | 202310358229.1 | 申請日： | 2023-04-06 |
| 公開（公告）號： | CN116519276A | 公開（公告）日： | 2023-08-01 |
| 發明（設計）人： | 田紹華;李浩琪;楊志勃;胡華輝;金若塵;趙玉柱;李文博;吳淑明;陳雪峰;楊來浩 | 申請（專利權）人： | 西安交通大學 |
| 主分類號： | G01M13/00 | 分類號： | G01M13/00 |
| 代理公司： | 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429 | 代理人： | 覃婧嬋 |
| 地址： | 710049 *** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 轉子 葉片 氣動 載荷 模擬 裝置 方法 | ||
本公開揭示了一種轉子葉片氣動載荷模擬裝置，包括：基座，基座上設置有氣動載荷模塊和夾持模塊，其中，所述夾持模塊用于對轉子葉片進行夾持；所述氣動載荷模塊用于對由所述夾持模塊夾持的轉子葉片進行氣動載荷模擬實驗。本公開所述裝置結構簡單，成本低，模擬葉片受到的激勵多向角度可調，激勵頻率覆蓋范圍廣，激勵形式與實際旋轉更為接近。
技術領域
本公開屬于轉子葉片模態測試領域，具體涉及一種轉子葉片氣動激勵模擬裝置與方法。
背景技術
渦輪機械是航空、艦船、能源工業等系統內廣泛應用的重要裝。轉子葉片是渦輪機械的關鍵零部件之一，通常以工作在高溫高壓高轉速的惡劣工況下。葉片常常受到氣動載荷、不對中、轉子不平衡等復雜力作用，導致產生異常振動，影響其正常運轉。其中氣動載荷是對葉片振動的重要影響因素之一。了解氣動載荷對葉片振動的影響，有利于改進葉片的結構設計，同時對轉子葉片健康監測有指導性作用。
轉子葉片的振動按照振動頻率是否為轉速的整數倍可分為同步振動和異步振動。根據大量的實驗可得葉片旋轉過程中往往受到氣流的激勵頻率與轉頻呈整倍數關系。但是想要通過應變片測得葉片旋轉過程中的受氣流激勵產生的共振頻率較為困難，由于葉片旋轉需要用到復雜的引電滑環系統和遙測系統，大大增加了成本。
發明內容
針對現有技術中的不足，本公開的目的在于提供一種轉子葉片氣動激勵模擬裝置，本裝置結構簡單，且采用空氣壓縮機為轉子葉片提供氣動載荷，更接近于實際工況。
為實現上述目的，本公開提供以下技術方案：
一種轉子葉片氣動載荷模擬裝置，包括：
基座；
基座上設置有氣動載荷模塊和夾持模塊，其中，
所述夾持模塊用于對轉子葉片進行夾持；
所述氣動載荷模塊用于對轉子葉片進行氣動載荷模擬。
優選的，所述氣動載荷模塊包括：
驅動組件，用于驅動氣動載荷模塊對轉子葉片進行氣動載荷模擬。
優選的，所述驅動組件包括：伺服電機，伺服電機連接有減速器。
優選的，所述氣動載荷模塊還包括：氣動載荷組件，用于在驅動組件的驅動下對轉子葉片進行氣動載荷模擬。
優選的，所述氣動載荷組件包括：氣動滑環，氣動滑環的一側連接驅動組件，另一側連接有噴嘴轉盤。
優選的，所述夾持模塊包括：四軸微動平臺，四軸微動平臺上設置有葉片工裝，葉片工裝夾持有葉片。
優選的，所述葉片根部粘貼有應變片。
本公開還提供一種轉子葉片氣動載荷模擬方法，包括以下步驟：
S100：通過有限元仿真計算得到葉片的一階模態頻率fn；
S200：選取和合適的噴嘴數量N和電機轉頻范圍[fr1，fr2]；
S300：將葉片安裝至葉片工裝上，將葉片工裝通過兩顆螺栓安裝至四軸微動平臺上；
S400：調整四軸微動平臺的四軸將葉片調整到合適的位置及角度；
S500：將應變片粘貼于葉片根部，并將應變片連接至數據采集系統；
S600：啟動伺服電機，控制噴嘴轉盤的轉速維持在60*fr1，噴嘴轉盤在轉動過程中噴射氣流對葉片施加氣體激勵。
優選的，所述方法還包括以下步驟：
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