[发明专利]一种光弹性试验模型的安全监控系统及监控方法

说明书

本发明公开了一种光弹性试验模型的安全监控系统及监控方法。该系统包括温控装置，包括箱体、设置于箱体内用于安装光弹性试验模型的离心加载装置、用于控制箱体内温度变化的温控模块；动力装置，用于驱动离心加载装置旋转从而带动光弹性试验模型离心旋转运动；振动测量仪，用于检测光弹性试验模型振动的振幅；根据振动测量仪检测的振幅值控制动力装置的运行：若振动值小于预设的振幅阈值，则增加动力装置的输出功率直到试验设置的最高转速为止；若振动值大于或等于预设的振幅阈值，则减小动力装置的输出功率或紧急制动。该安全监控系统既避免光弹性试验模型非正常破裂，又提高安全监控系统本身安全。

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，特别地，涉及一种光弹性试验模型的安全监控系统及监控方法。

背景技术

目前航空航天领域中，采用光弹性试验获得涡轮盘等试验件的应力分布是在产品原型设计中用来评估工作应力的重要技术手段，在产品设计强度分析上占据重要地位。光弹性试验对象为光弹性模型，而光敏树脂模型可应用于光弹性试验中，用于开展整体涡轮盘光弹性旋转试验。

现有技术的光弹性试验过程中，通常存在如下的问题：(1)当试验转速超过转速2200转/分、2700转/分的附近区域时多次发生光弹性试验模型非正常破裂的故障；(2)试验过程中光弹性试验模型非正常破裂，目前没有适合整体涡轮盘旋转状态下的安全监控方法，从而避免光弹性试验过程中模型非正常破裂的难题。

发明内容

本发明提供了一种光弹性试验模型的安全监控系统及监控方法，以解决现有的光弹性试验模型在试验过程中因共振而发生模型破裂的技术问题。

根据本发明的第一个方面，提供一种光弹性试验安全监控系统，包括：

温控装置，包括箱体、设置于箱体内用于安装光弹性试验模型的离心加载装置、用于控制所述箱体内温度变化的温控模块；

动力装置，用于驱动离心加载装置旋转从而带动光弹性试验模型离心旋转运动；

振动测量仪，用于检测光弹性试验模型振动的振幅；

根据所述振动测量仪检测的振幅值控制所述动力装置的运行：若振动值小于预设的振幅阈值，则增加所述动力装置的输出功率直到试验设置的最高转速为止；若振动值大于或等于预设的振幅阈值，则减小所述动力装置的输出功率或紧急制动。

进一步地，所述动力装置包括动力源和传动轴，所述传动轴的输入端通过传动轴承与动力源连接，输出端与离心加载装置连接，用于驱动离心加载装置旋转以带动光弹性试验模型离心旋转运动。

进一步地，所述动力装置还包括用于控制所述动力源运行的转速控制箱，所述转速控制箱包括转速控制单元和HMI控制界面；

所述系统还包括设置手柄的紧急制动装置，用于控制所述动力装置紧急制动；所述紧急制动装置与所述转速控制单元通信连接，当振动测量仪检测的振幅值突变或大于、等于预设的振幅阈值时，手动拍下紧急制动装置的手柄，以控制动力源紧急制动。

进一步地，所述振动测量仪包括处理单元、控制单元以及设置于传动轴承的轴承盖上的加速度传感器，所述控制单元、加速度传感器均与所述处理单元通信连接，所述加速度传感器用于实时采集传动轴承的轴承盖振动的振幅，轴承盖振动的振幅与所述光弹性试验模型的振幅对应，所述处理单元用于将加速度传感器的检测值与预设的振动阈值进行比较，所述控制单元用于根据处理单元的比较结果控制动力源的运行状态。

进一步地，所述振动测量仪还包括模数转换单元，用于将所述加速度传感器采集的电流模拟信息或电压模拟信息转换为与所述离心加载装置的振动对应的振幅。

进一步地，所述温控装置还包括用于实时检测所述箱体内温度的温度传感器，所述温度传感器与所述温控模块通信连接，所述温控模块用于根据温度传感器的检测结果调节箱体内的温度。