[发明专利]一种基于记忆合金的风扇鸟撞后小不平衡自动配平组件及控制方法

权利要求书

1.一个基于记忆合金的风扇鸟撞后小不平衡自动配平组件，其特征在于：包括航空发动机风扇、压电加速度振动传感器和相位检测系统、电磁铁、电阻丝温度控制器和平衡元件；

4个压电加速度振动传感器分别安装在角度相隔90°的轴承座上，用于测量航空发动机风扇轴的振动信号；

相位检测系统用以分析得到受鸟撞击的叶片的相位；

所述平衡元件具有若干个，并且该若干个平衡元件围绕风扇轴均匀的安装在航空发动机风扇盘的同一个端面上；

每个平衡元件包括磁性质量块、垫片、安装在垫片上的镍钛记忆合金棒、用以加热镍钛记忆合金棒的电阻丝；所述垫片固定在航空发动机风扇盘上，磁性质量块安装在记忆合金棒的前端，当风扇工作状态正常时，由盘缘的电磁铁将质量块吸附；其中镍钛记忆合金棒具有双程形状记忆行为，当加热温度超过材料马氏体逆相变结束温度Af时，镍钛记忆合金棒弯曲并带动磁性质量块位移，冷却到低于材料马氏体相变结束温度Mf时，镍钛记忆合金棒伸直；

所述电磁铁具有若干个且数量与平衡元件相同，电磁铁安装在航空发动机风扇内，并且一个电磁铁与一个磁性质量块对应设置，当镍钛记忆合金棒伸直状态时，磁性质量块与电磁铁一一配合。

2.根据权利要求1所述的小不平衡自动配平组件，其特征在于：所述平衡元件沿风扇盘均布，通过螺钉安装在风扇盘上的凹槽中。

3.根据权利要求1或2所述的小不平衡自动配平组件，其特征在于：还包括整流器、单刀双掷开关、保护电阻；保护电阻与电磁铁串联，整流器与相位检测系统串联；单刀双掷开关的不动端与整流器串联，单刀双掷开关的动端与保护电阻、电磁铁一路连接，或者与电阻丝温度控制器、平衡元件一路连接。

4.根据权利要求3所述的小不平衡自动配平组件，其特征在于：单刀双掷开关的数量与平衡元件的数量相同；每个平衡元件均对应设置一个单刀双掷开关；相位检测系统的数量为1个，通过分析转速和安装在角度相隔90°的轴承座上的4个压电加速度振动传感器信号来确定受鸟撞击的叶片的准确相位。

5.根据权利要求3所述的小不平衡自动配平组件，其特征在于：所述镍钛记忆合金棒的形状记忆效应的实现过程为，先在Af以上的温度将镍钛记忆合金棒加工成圆弧状，再将其冷却，进行双程形状记忆训练，该训练结合反复形成应力诱变马氏体法和形状记忆合金循环法。

6.根据权利要求1所述的小不平衡自动配平组件，其特征在于：所述电磁铁对应平衡元件沿盘周向均布。

7.根据权利要求1至6所述中任一项小不平衡自动配平组件的控制方法，其特征在于：

通过压电加速度振动传感器测得鸟撞后风扇轴的振动信号，并通过相位检测系统得到受鸟撞击的叶片的相位后，选择与该相位在绕风扇轴180°的另一侧位置的平衡元件，将该平衡元件上的电阻丝加热镍钛记忆合金棒使该镍钛记忆合金棒弯曲，改变被撞击风扇叶片对应的磁性质量块在盘径向的位置，对不平衡的转子进行平衡和补偿，减小转子因不平衡带来的振动。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：先选择与该受鸟撞击的叶片的相位在绕风扇轴180 °的另一侧位置的一个平衡元件加热，若该一个平衡元件加热后转子仍不平衡，则选择与该平衡元件相邻的至少一个平衡元件一同加热，直至转子振动减缓到设定值或趋于稳定。