[发明专利]一种整体叶盘叶片固有频率的测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及零件频率的测试领域，特别提供了一种整体叶盘叶片固有频率的测试方法。

背景技术

目前国内对零部件固有频率的测试方法基本分为两类，“敲击法”测试和“共振法”测试。

“敲击法”测试，用于普通单个零部件测试，通过对试验件所受的激励和拾取的振动信号做传函分析，得出试件的固有频率。该方法测试精度较差，无法识别试件各阶频率所对应的振动形态。

“共振法”测试，利用电磁振动台激振试件，当试件共振时用“抛沙法”确定试件的振型，对应得出其固有频率。该方法只适合简单的结构件，且对于共振不明显的试件“抛沙法”确定振型很难实现。以上两种方法各自有着严格的技术条件，但很难满足航空技术领域对整体叶盘叶片固有频率测试的实验精密度、频率范围宽、剔除盘片耦合振动的技术要求。

发明内容                                       

本发明的目的在于提供一种整体叶盘叶片固有频率的测试方法，以解决以往的测试方法中存在的实验精密度低、频率范围窄、无法剔除盘片耦合振动的问题。

本发明提供一种整体叶盘叶片固有频率的测试方法，该方法将阻尼减振技术和模态识别技术相结合，扩展了应用范围，其特征在于：具体的测试过程如下，

——固定阶段：使用夹具将整体叶盘固定在振动台上；

——阻尼阶段：使用高吸收性物质将整体叶盘叶片中非检测的叶片进行阻尼，优选橡胶泡沫；

——节点划分：将被测叶片平均划分为4～8份，得到 8～16个节点；

——激振测试：使用力锤对各个节点进行敲击，通过力锤上的传感器和被测试叶片上的传感器将振动信号传送到放大器中进行放大，然后使用数采系统进行采集，最终传送到计算机中进行数据分析，优选力锤的材质为铝；

——数据校验：将计算机最终输出的数据分析结果进行相干性分析、真假信号的识别、模态试验结果分析和模态置信度检验，最后对测得的叶盘叶片频率进行修正。

其中，相干性分析是在频域上描述系统输入或输出的两个信号的相关程度的实值函数。相干性分析（相干函数）是度量任意两个信号的因果程度的实值函数，可用来检测频响函数计算的有效性。在实际工程中，实测的输入输出两者的相干函数通常都小于1，计算的有效性要求相应的相干函数值大于0.75，如果相干性好的话，则可以说明力锤敲击的质量好，激励作用与叶片响应的效果很好，试验具有较好的可信度，说明了测得的叶盘叶片固有频率的可信度高。

所述真假信号的识别具体为由传递函数的实部和虚部来判断的，首先将振动的传递函数写成分量形式                                               ，然后画出实频和虚频曲线，进行真假信号的识别。如图10所示，若实频的拐点对应着虚频的峰值，此时对应的频率即为传递函数中的某阶频率，则其为真信号，反之则是假信号。

若对于每次敲击所得的叶片传函数均进行了传函-相位和实部-虚部两种表示方法的相互校验，可以提高传函数的质量。

所述的模态试验结果分析为整体MDOF参数识别方法，其中，整体MDOF参数识别方法；包括：复模态指示函数法(CMIF)，多参考最小二乘复频域法（p-LSCF)和频域直接参数估计法(FDPR)，有理多项式正交分解法(RFOP)。而且，最小二乘复频域（p-LSCF)是一种MIMO频域识别方法，与传统的一些时域方法相比，例如最小二乘复指数法等，有着更好的功能优越性，它是新一代的模态识别技术，在短短的几年内，在试验模态分析的领域内，已成为新的标准和具有革命性的分析方法，此外，传统的SDOF峰值和圆拟合方法为最基本的模态参数识别方法，只适用于简单的结构和模态密度比较低的情况。

所述的模态置信度检验为MAC检验，在得到了比较合理的模态参数之后，我们还要用不同的方法从不同的方面进一步检验。MAC检验是一个用来对两个形状做数量比较的方法。假如两个形状相同，它们的MAC值将是1；假如不同，MAC值将小于1；假如相互垂直，MAC值将为0。其中，通过MAC检验，为后期的模态识别提供了研究方向，甄别出了高置信度的模态为重模态的可能，剔除了误模态和重模态对试验精度的影响。

本发明提供的整体叶盘叶片固有频率的测试方法，其优点在于：实验精密度高、频率范围宽、很好的剔除盘片耦合振动的问题。

附图说明

图1为橡胶管困扎叶片后单片的传递函数曲线图；

图2为泡沫块阻尼后的单叶片传递函数曲线图；