基于光纤栅的压气机振动监测研究
发布时间：2022-10-10 19:55
燃机作为能量转换的机械设备被广泛使用在能源,电力,军事领域中,并在这些领域中发挥着重要的作用。但由于燃气轮机结构复杂,在运行过程中容易发生各种故障,一旦发生故障会产生巨大的安全事故和经济损失,因此保证燃机保持正常高效的工作状态是一项十分重要的研究任务。压气机作为燃机三大结构之一,其安全运行是保证燃机持续高效率输出的一大前提。本文基于光纤布拉格光栅（FBG,Fiber Bragg Grating）传感器对压气机结构展开了研究,分别对压气机涡轮叶片静态固有频率和振动模态及压气机的机匣振动进行研究,实现了对压气机振动的整体研究,为压气机在复杂工作状况下的故障诊断奠定基础。首先,对光纤光栅的传感原理和封装技术进行了研究。基于本文的研究要求分别选择基片式封装方法和管式封装方法将光纤光栅封装成应变传感器和温度传感器,并采用有限元方法对各传感器的结构参数进行优化,选择最佳应变传递系数和温度响应时间下的传感器尺寸参数作为传感器的实际尺寸;在本文中对比了光纤光栅的多种复用技术,选择空分-时分混合复用技术来进行光纤光栅阵列的复用解调。其次,对压气机涡轮叶片进行了基本研究。使用光纤光栅对压气机的涡轮叶片结构...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 燃机压气机发展现状
1.2.2 故障诊断预防技术发展概况
1.2.3 压气机故障监测技术发展概况
1.3 光纤光栅传感技术发展概况
1.4 本论文研究的主要工作
第2章 光纤光栅传感理论研究
2.1 光纤光栅传感原理
2.1.1 光纤布拉格光栅的原理
2.1.2 光纤光栅应变温度传感原理
2.2 光纤光栅封装技术研究
2.2.1 光纤光栅封装结构
2.2.2 光纤光栅应变传感器封装结构优化
2.2.3 光纤光栅温度传感器封装结构优化
2.3 光纤光栅阵列复用技术
2.3.1 光栅时分复用技术
2.3.2 光栅空分复用技术
2.3.3 光栅波分复用技术
2.3.4 光栅混合复用技术
2.4 本章小结
第3章 压气机叶片振型监测
3.1 压气机涡轮叶片简介
3.2 燕尾榫头曲面型叶片模型结构
3.3 叶片仿真模拟分析
3.3.1 叶片固有频率和基本模态
3.3.2 叶片表面传感器布置设计
3.4 叶片敲击实验测试
3.5 叶片旋转特性分析
3.6 本章小结
第4章 压气机机匣振动监测
4.1 压气机机匣简介
4.2 贴片式应变传感器和管式温度传感器设计
4.2.1 贴片式应变传感器设计
4.2.2 管式温度传感器设计
4.3 压气机机匣上传感器布置和监测
4.3.1 压气机机匣振动时域信号分析
4.3.2 压气机机匣振动频域信号分析
4.3.3 压气机机匣振动喘振测试
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]燃气轮机关键部件故障诊断方法研究[J]. 崔建国,刘瑶,郑蔚,蒋丽英. 机械设计与制造. 2018(11)
[2]海洋石油设施燃气轮机齿轮箱的状态监测方法研究及应用[J]. 刘超. 石油工程建设. 2018(05)
[3]装甲车辆燃气轮机工作状态精确监测与实时控制[J]. 刘健,魏曙光. 中国设备工程. 2018(18)
[4]某多级轴流压气机故障振动分析[J]. 邓晓亮,任帅. 电子世界. 2018(17)
[5]LM2500系列燃气轮机在舰船中得到日益增多的应用[J]. 吉桂明. 热能动力工程. 2018(08)
[6]燃气轮机发电厂防雷接地系统改造[J]. 励敏,郭世明. 上海电力学院学报. 2018(04)
[7]燃气轮机防喘压差保护停机原因分析及措施[J]. 贾锐. 科技视界. 2018(21)
[8]某型号燃气轮机发电机组组装的技术要点分析[J]. 高超,石光,洪洋. 内燃机与配件. 2018(12)
[9]燃气轮机起动过程典型故障综述[J]. 魏昌淼,赵骏,刘朝阳. 燃气轮机技术. 2018(02)
[10]浅析微小型燃气轮机在发电领域的扩展发展[J]. 李莎莎. 山东工业技术. 2018(09)
博士论文
[1]光纤光栅传感技术与工程应用研究[D]. 孙丽.大连理工大学 2006
硕士论文
[1]基于复用技术的光纤光栅传感解调系统的研究[D]. 李进.长春工业大学 2018
[2]燃气轮机关键部件健康预测方法研究[D]. 李慧华.沈阳航空航天大学 2018
[3]一种航空发动机附件机匣振动故障诊断研究[D]. 谭亮.大连理工大学 2017
[4]叶片振动及碰摩响应研究[D]. 宋慧斌.北京化工大学 2017
[5]基于粒子群模拟退火算法的光纤光栅复用解调技术的研究[D]. 李彩玲.燕山大学 2016
[6]机械结构损伤分析与故障识别方法研究[D]. 彭冰洁.武汉理工大学 2014
[7]基于光纤光栅传感的旋转叶片振动测试与分析[D]. 孙亮志.武汉理工大学 2013
[8]压气机叶片振动综合可靠性分析方法研究[D]. 蔡蔚荣.南京航空航天大学 2013
[9]地面重型燃气轮机压气机亚音级气动优化设计[D]. 朱东华.哈尔滨工业大学 2011
[10]燃气轮机涡轮叶片气动载荷与动态特性研究[D]. 于贵齐.大连理工大学 2011
本文编号：3690254
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 燃机压气机发展现状
1.2.2 故障诊断预防技术发展概况
1.2.3 压气机故障监测技术发展概况
1.3 光纤光栅传感技术发展概况
1.4 本论文研究的主要工作
第2章 光纤光栅传感理论研究
2.1 光纤光栅传感原理
2.1.1 光纤布拉格光栅的原理
2.1.2 光纤光栅应变温度传感原理
2.2 光纤光栅封装技术研究
2.2.1 光纤光栅封装结构
2.2.2 光纤光栅应变传感器封装结构优化
2.2.3 光纤光栅温度传感器封装结构优化
2.3 光纤光栅阵列复用技术
2.3.1 光栅时分复用技术
2.3.2 光栅空分复用技术
2.3.3 光栅波分复用技术
2.3.4 光栅混合复用技术
2.4 本章小结
第3章 压气机叶片振型监测
3.1 压气机涡轮叶片简介
3.2 燕尾榫头曲面型叶片模型结构
3.3 叶片仿真模拟分析
3.3.1 叶片固有频率和基本模态
3.3.2 叶片表面传感器布置设计
3.4 叶片敲击实验测试
3.5 叶片旋转特性分析
3.6 本章小结
第4章 压气机机匣振动监测
4.1 压气机机匣简介
4.2 贴片式应变传感器和管式温度传感器设计
4.2.1 贴片式应变传感器设计
4.2.2 管式温度传感器设计
4.3 压气机机匣上传感器布置和监测
4.3.1 压气机机匣振动时域信号分析
4.3.2 压气机机匣振动频域信号分析
4.3.3 压气机机匣振动喘振测试
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]燃气轮机关键部件故障诊断方法研究[J]. 崔建国,刘瑶,郑蔚,蒋丽英. 机械设计与制造. 2018(11)
[2]海洋石油设施燃气轮机齿轮箱的状态监测方法研究及应用[J]. 刘超. 石油工程建设. 2018(05)
[3]装甲车辆燃气轮机工作状态精确监测与实时控制[J]. 刘健,魏曙光. 中国设备工程. 2018(18)
[4]某多级轴流压气机故障振动分析[J]. 邓晓亮,任帅. 电子世界. 2018(17)
[5]LM2500系列燃气轮机在舰船中得到日益增多的应用[J]. 吉桂明. 热能动力工程. 2018(08)
[6]燃气轮机发电厂防雷接地系统改造[J]. 励敏,郭世明. 上海电力学院学报. 2018(04)
[7]燃气轮机防喘压差保护停机原因分析及措施[J]. 贾锐. 科技视界. 2018(21)
[8]某型号燃气轮机发电机组组装的技术要点分析[J]. 高超,石光,洪洋. 内燃机与配件. 2018(12)
[9]燃气轮机起动过程典型故障综述[J]. 魏昌淼,赵骏,刘朝阳. 燃气轮机技术. 2018(02)
[10]浅析微小型燃气轮机在发电领域的扩展发展[J]. 李莎莎. 山东工业技术. 2018(09)
博士论文
[1]光纤光栅传感技术与工程应用研究[D]. 孙丽.大连理工大学 2006
硕士论文
[1]基于复用技术的光纤光栅传感解调系统的研究[D]. 李进.长春工业大学 2018
[2]燃气轮机关键部件健康预测方法研究[D]. 李慧华.沈阳航空航天大学 2018
[3]一种航空发动机附件机匣振动故障诊断研究[D]. 谭亮.大连理工大学 2017
[4]叶片振动及碰摩响应研究[D]. 宋慧斌.北京化工大学 2017
[5]基于粒子群模拟退火算法的光纤光栅复用解调技术的研究[D]. 李彩玲.燕山大学 2016
[6]机械结构损伤分析与故障识别方法研究[D]. 彭冰洁.武汉理工大学 2014
[7]基于光纤光栅传感的旋转叶片振动测试与分析[D]. 孙亮志.武汉理工大学 2013
[8]压气机叶片振动综合可靠性分析方法研究[D]. 蔡蔚荣.南京航空航天大学 2013
[9]地面重型燃气轮机压气机亚音级气动优化设计[D]. 朱东华.哈尔滨工业大学 2011
[10]燃气轮机涡轮叶片气动载荷与动态特性研究[D]. 于贵齐.大连理工大学 2011
本文编号：3690254
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