[发明专利]一种航空发动机转子联接刚度不均匀度测试与控制方法

权利要求书

1.一种航空发动机转子联接刚度不均匀度测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：建立分析模型：相邻的两个所述转子的端部均设置有法兰，所述法兰上沿其周向设置有多个螺栓，相邻的两个所述转子通过所述螺栓相联接，按力流规律分析螺栓联接结构与载荷传递特性，建立螺栓联接结构柔性、半刚性和非线性模型的理论模型，通过理论建模与仿真计算方法对不同螺栓联接结构/形貌/工艺参数下的转子结构螺栓联接状态进行分析，获取联接状态特征量，所述联接状态特征量包括界面压力和接触面积，对在不同螺栓联接结构/形貌/工艺下的联接刚度特征进行仿真实验，建立载荷/工艺——静动态联接特性参数——转子联接刚度的分析模型；

步骤2：转子联接刚度不均匀度的多跨点频响测试：以所述法兰界面以及所述螺栓为对象，开展确定边界条件的转子联接刚度不均匀度检测试验，建立转子联接刚度特征检测系统，并实施试验与测试分析；

所述步骤2的具体过程为：

步骤2.1：在相邻的两个转子联接螺栓两侧的圆周上画出两条标记线，并沿转子轴线方向分别画出多个短相交线，作为初始激励点和响应测点，分多个批次获取各个跨点频响特性曲线，每个所述批次是将转子沿其周向均分为多个区域，并作出针对所述批次的多对跨点频响曲线，每批试验后分析跨点频响特征参数的一致性，给出相对偏差变化率，使用模板比对匹配法考察跨点频响曲线的一致性；

步骤2.2：针对螺栓联接特性检测，在两个所述法兰的两侧分别设置激励点和加速度响应测试点，且要求跨越所述螺栓，分别做出跨点频响曲线；也分成多个批次获取各个跨点频响特性曲线，提取特征后进行螺栓联接特性一致性检验；

步骤2.3：针对所述螺栓联接的法兰贴合面检测，在两个所述法兰的两侧对应位置按等角度分别设置激励点和加速度响应测试点，分成多个批次获取各个跨点频响特性曲线，分别做出跨点频响曲线，提取特征后进行法兰联接贴合面特性一致性检验；

步骤2.4：按照力流法分析各段转子的载荷传递规律，用智能优化算法进行各激励点和响应点的优化配置，然后根据现场具体敲击情况进行细化寻优，寻找到最符合联接要求的激励点和响应测点；

步骤3：基于多跨点频响进行螺栓联接结构特性快速检测与定量识别的多测点优化配置；

步骤4：针对多跨点频响特性试验结果分析螺栓联接结构刚度特性，做细化谱分析、微弱特征提取和差异性模板比对匹配识别；

步骤5：对法兰表面接触应力、螺栓轴向预紧力、对中度及偏心量进行测量，并与多跨点频响特征识别结果进行融合分析。

2.根据权利要求1所述的一种航空发动机转子联接刚度不均匀度测试方法，其特征在于，所述步骤2中，确定边界条件指的是试验之前确认两段转子的边界状况完好一致性，排除影响各跨点频响特性参数的基础数据非一致性差异，并按照理论模型计算结果确定最佳分析频率，以提高跨点频响曲线的频率分辨率。

3.根据权利要求1所述的一种航空发动机转子联接刚度不均匀度测试方法，其特征在于，步骤2.1中，短相交线的个数为48，分3个批次获取各个跨点频响特性曲线，圆周30度划分为第一批，做出第一批12对跨点频响曲线，圆周15度为第二批，做出第二批12对跨点频响曲线，圆周7.5度为第三批，做出第三批24对跨点频响曲线；每批试验后分析跨点频响特征参数的一致性，给出相对偏差变化率，使用模板比对匹配法考察跨点频响曲线的一致性；

步骤2.2和步骤2.3中，分成3个批次获取各个跨点频响特性曲线，圆周30度划分为第一批，做出第一批12对跨点频响曲线，圆周15度为第二批，做出第二批12对跨点频响曲线，圆周7.5度为第三批，做出第三批24对跨点频响曲线。

4.根据权利要求1所述的一种航空发动机转子联接刚度不均匀度测试方法，其特征在于，所述步骤4中，控制试验中的背景噪声，采用多种类相对熵技术提取跨点频响的微弱特征参数，通过差异性模板比对和匹配识别方法进行联接刚度特性的测试试验验证。