典型叶盘结构的故障识别与定位技术研究

发布时间：2023-03-05 02:29

　　航空发动机被誉为飞机的“心脏”,而叶盘(叶片-轮盘)在发动机的正常运转中起着举足轻重的作用。若叶盘发生损伤故障,则对飞机的安全飞行造成严重威胁。采用合理有效的损伤检测方法对叶盘结构的损伤故障识别十分关键。针对发动机叶盘的损伤故障,文章主要从曲率模态、模态应变能和实验验证三方面进行研究优化,为叶盘的故障识别定位提供依据。首先,介绍了航空发动机叶盘损伤的研究背景和意义,并且对国内外损伤故障的识别方法进行研究分析,重点介绍了曲率模态和模态应变能理论,为叶盘的故障识别定位研究奠定基础,并对航空发动机复杂的叶片结构进行简化,建立三维叶盘模型。其次,根据振动特性理论,建立曲率模态识别模型对叶盘结构的叶身、前缘等不同的损伤位置和不同的损伤程度进行识别定位;提出改进的曲率识别模型,对叶片的端部损伤故障进行识别研究,取得良好的识别效果。利用模态应变能理论的损伤识别方法,推导了基于模态应变能变化率和模态应变能密度差理论对损伤的识别机理,从能量的角度对结构单元故障进行判别,以叶盘模型作为算例进行分析,同时与曲率模态进行对比,实现了从多种角度对叶盘故障的识别与定位。最后,搭建以叶盘为对象的振动测试实验台,通过...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 结构损伤识别研究现状
        1.2.1 叶盘结构的研究进展
        1.2.2 结构损伤识别方法的分类
    1.3 本文主要研究的内容
第二章 基于有限元的叶盘模型建立
    2.1 有限元理论
        2.1.1 有限元法的基本思想
        2.1.2 ANSYS有限元分析
    2.2 叶盘有限元模型的建立
        2.2.1 叶盘模型分析
        2.2.2 典型叶盘模型的建立
    2.3 本章小结
第三章 基于曲率模态及其改进的叶盘故障识别定位
    3.1 曲率模态理论分析
    3.2 基于曲率模态的叶盘故障识别定位研究
        3.2.1 基于位移的损伤识别定位
        3.2.2 基于频率的损伤识别定位
        3.2.3 基于曲率模态的损伤识别定位
    3.3 基于改进曲率模态识别模型的叶盘故障识别定位
        3.3.1 改进曲率模态识别模型的建立
        3.3.2 叶片端部故障识别定位分析
    3.4 本章小结
第四章 基于模态应变能理论的叶盘故障识别定位
    4.1 模态应变能基本理论
        4.1.1 动力学特征方程
        4.1.2 模态应变能理论
    4.2 模态应变能变化率理论分析
    4.3 模态应变能密度差理论分析
    4.4 叶盘模型算例分析
        4.4.1 基于模态应变能变化率的故障识别定位分析
        4.4.2 基于模态应变能密度差的故障识别定位分析
        4.4.3 模态应变能与曲率模态的对比分析
    4.5 本章小结
第五章 叶盘故障实验模拟与验证
    5.1 叶盘振动试验台系统构成
    5.2 实验理论及方法分析
        5.2.1 实验原理
        5.2.2 实验方法
    5.3 故障叶盘的识别
        5.3.1 叶盘结构的实验结果
        5.3.2 故障识别结果的对比
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
作者简介



本文编号：3755513