一种旋转阻尼叶片振动磁激振模化试验装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110672292A(43)申请公布日2020.01.10(21)申请号201910964045.3(22)申请日2019.10.11(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号(72)发明人张荻蒋明宏赵伟谢永慧(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人陈翠兰(51)Int.Cl.G01M7/02(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种旋转阻尼叶片振动磁激振模化试验装置(57)摘要本发明公开了一种旋转阻尼叶片振动磁激振模化试验装置，包括阻尼叶盘系统、电磁激振装置和测振装置等；不同于传统直板叶片，本发明提供的阻尼叶盘系统的叶片由实际阻尼叶片按照相似准则模化而来，改变电磁激振装置安装个数和加载电流方式，对不同节径数进行轮系振动；为避免阻尼叶片叶顶的阻尼围带对测量结果造成干扰，调整位移传感器安装位置，并通过数据计算获得真实振动特征参数。本发明所测结果能够较准确地反映真实阻尼叶片的振动特性，并且能够对具有不同阻尼结构、不同形状、不同参数的阻尼叶片进行测量，为进一步研究阻尼叶片的模态特性以及阻尼减振特性提供有力工具。CN110672292ACN110672292A权利要求书1/2页1.一种旋转阻尼叶片振动磁激振模化试验装置，其特征在于，包括基础台架、驱动与传动装置、阻尼叶盘系统、测量台架、电磁激振装置以及测振装置；其中，驱动与传动装置和测量台架在基础台架上，驱动与传动装置用于带动阻尼叶盘系统旋转；电磁激振装置和测振装置安装在测量台架上；阻尼叶盘系统包括阻尼叶片(11)、缘板阻尼块(12)和轮盘(13)，阻尼叶片(11)顶部设置有阻尼围带(14)，叶根为枞树形，采用导磁材料制成；阻尼叶片(11)沿轴向安装到轮盘(13)上，轮盘(13)上开槽，槽内在每相邻两个阻尼叶片(11)之间安装有缘板阻尼块(12)；轮盘(13)中心部分开设有圆台状的安装孔(15)，用以将轮盘(13)安装在驱动与传动装置的输出端上；测量台架包括测量架(16)和刻度盘(17)，测量架(16)安装在基础台架上，刻度盘(17)安装在测量架(16)上，其上的刻度确定各器件的安装角度，刻度盘(17)上开设有螺孔(18)，用于安装电磁激振装置，刻度盘(17)上开设有螺孔(18)，用于安装电磁激振装置；电磁激振装置和测振装置均安装在测量架(16)上，电磁激振装置由一绕有线圈的永磁铁(19)构成，在线圈中通入直流电能够强化磁场永磁铁(19)产生的磁场，进而对旋转叶片产生作用力；测振装置包括通过传感器安装架(22)固定在测量架(16)上的多个光纤位移传感器(20)以及1个转速光纤位移传感器(21)，转速光纤位移传感器(21)用于测定驱动与传动装置的输出端转速，多个光纤位移传感器(20)用于测量叶片到达时间。2.根据权利要求1所述的一种旋转阻尼叶片振动磁激振模化试验装置，其特征在于，基础台架包括底部支架(1)、试验平台(2)、电机座(3)、轴承座(4)以及安装在外部的防护罩(5)，试验平台(2)安装在底部支架(1)，试验平台(2)上开设有槽孔(6)，用于安装电机座(3)、轴承座(4)以及防护罩(5)。3.根据权利要求2所述的一种旋转阻尼叶片振动磁激振模化试验装置，其特征在于，驱动与传动装置包括伺服电机(7)、联轴器(8)、主轴(9)和径向轴承(10)；伺服电机(7)通过联轴器(8)传递扭矩带动主轴(9)转动，主轴(9)由安装在轴承座(4)上的两个径向轴承(10)支撑，主轴(9)远离伺服电机(7)侧轴端悬空放置，为输出端。4.根据权利要求3所述的一种旋转阻尼叶片振动磁激振模化试验装置，其特征在于，阻尼叶片(11)首先采用几何相似方法由一实际阻尼围带叶片近似模化，叶片各部分对应长度比值为常数ml，对应角度相等；对于叶盘系统，有振动方程：式中M、C、K分别为系统的质量矩阵、粘性阻尼矩阵和刚度矩阵；为作用于围带、缘板阻尼块摩擦阻尼件处的非线性摩擦力项；f(t)为外部激振力项；将该式通过傅里叶变换离散为以下谐波项系数之和的形式：(Mω2r2+Cωr+K)A+G＝F(2)式中ω为系统旋转角速度；r为谐波阶次，对于特定的谐波项其为一常数；A为振动位移幅值向量；将摩擦力系数向量F与激振力系数向量G合并为一项E，则方程中每一项都满足下关系式：A＝f(m,c,k,ω,E)(3)2CN110672292A权利要求书2/2页根据泊金汉Π原理，选取m,ω,E作为重复变量，得到以下量纲为一的表示式：根据动力相似准则，对于模型与实际叶片这两个量纲为一的组合量应该分别相等，即：下标m表示模型叶片的参数，p表示实际叶片的参数；另外考虑到由此得到转速ω、阻尼系数c、刚度系数