[发明专利]一种叶片非接触振动应力测量值换算方法

权利要求书

1.一种叶片非接触振动应力测量值换算方法，包括：

1)转子和静子轴向错动的修正：定义发动机坐标系为右手直角坐标系：X沿发动机轴向，顺气流方向为正，Z沿发动机垂向，竖直向上为正，Y轴由右手法则确定，通过下式确定转子和静子的轴向错动量X0，X0＝X1-(X2+X3)

其中：X1是相对冷态，测量传感器相对于基准位的轴向位移；

X2是相对冷态，转子叶片的安装边相对于所述基准位的轴向位移；

X3是热态变形，转子叶片的叶尖相对于转子叶片的安装边的轴向位移；

2)叶片振动变形的修正：

利用轴向错动量X0对叶尖测点附近建立节点组，确定转子叶片的叶尖的实测点，结合叶尖的实测振动位移和经由有限元法所得的相对振动位移分布，获得缩放系数K，通过经由有限元法确定的相对振动应力分布σ^i′除以相对振动位移分布缩放系数K获得真实振动应力分布σⁱ，

通过如下过程获得缩放系数K：

a)在转子叶片的振动达到一侧极限位置时，通过叶尖的实测点和相对振动位移分布确定第一极限位置点O1的第一轴向坐标Z1和第一轴向振动位移U1z，第一轴向坐标Z1和第一轴向振动位移U1z、传感器轴向坐标Tz与比例缩放系数K满足Z1+U1z/K＝Tz；

b)转子叶片的振动到达另一侧极限位置时，通过叶尖的实测点和相对振动位移分布确定第二极限位置点O2的第二轴向坐标Z2和第二轴向振动位移U2z，第二轴向坐标Z2和第二轴向振动位移U2z、传感器轴向坐标Tz与比例缩放系数K满足Z2+U2z/K＝Tz；

c)第一轴向振动位移和第二轴向振动位移之和与实测振动位移相等，算出缩放系数K。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基准位是发动机中介机匣前安装边。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在转子和静子轴向错动的修正中，在对转子建模时：

转子叶片采用带厚度的平面应力单元模拟，保证转子叶片的重心的轴向位置和真实叶片一致；

连接构件模拟为带厚度的平面应力单元；

转子的其余部件采用轴对称单元模拟；

各径向及轴向止口接触面均采用接触单元模拟，并考虑配合紧度。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其中，在转子和静子轴向错动的修正中，在对静子建模时：

整环结构使用二维轴对称单元进行模拟；

分块结构使用带厚度的平面应力单元进行模拟。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法用于航空发动机叶片的非接触振动应力测量值换算。