鱼雷涡轮机叶轮模态测试技术研究

发布时间：2023-02-19 17:24

　　鱼雷涡轮发动机具有功率大、体积小、重量轻等特点,是提高鱼雷航速,研究超重型鱼雷和闭式循环鱼雷动力系统的首选之一。由于雷上携带能源的有限性和空间结构的局限性,目前研究出的适合鱼雷用的涡轮机类型为单级冲动式超音速部分进气涡轮机。为了避免鱼雷涡轮机叶轮在发动机升速、部分进气脉冲激振力影响下发生共振,增大振动噪声甚至危及发动机的安全运行,非常有必要准确测量出叶轮的模态参数。传统模态测试通常采用压电式加速度传感器测量振动响应,由于鱼雷涡轮机叶轮体积小、质量轻、叶片短且位置相互交错,使用振动加速度传感器必然会增加与叶轮无关的附加质量,并且测点数量和位置严重受限,难以获得准确的模态固有频率和清晰的模态振型,因此非常有必要探索出适用于鱼雷涡轮机叶轮模态测试的方法。从目前公开资料来看,无论传统的附加质量大的振动加速度传感器还是各种新兴的小附加质量甚至无附加质量的振动测量工具,诸如激光测振仪、PVDF压电薄膜和电阻应变片,都没有用于鱼雷涡轮机叶轮模态测试的实践报道。为了系统全面的研究鱼雷涡轮机叶轮的模态测试,本文首先研究了基于模态置信度MAC矩阵和驱动点留数DPR的模态测点、激励点优选方法,实现测点和激励...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 测点优化
        1.2.2 激振技术
        1.2.3 振动信号采集技术
        1.2.4 模态参数识别
    1.3 论文研究目标及研究内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
第二章 模态分析理论及测试原理
    2.1 模态分析理论
        2.1.1 有限元模态分析理论
        2.1.2 实验模态基本理论
        2.1.3 传感器附加质量对模态参数的影响
    2.2 激励方法
        2.2.1 激励方式
        2.2.2 激励装置
        2.2.3 激励信号
    2.3 振动信号测量原理
        2.3.1 压电式加速度传感器测振原理
        2.3.2 激光测振原理
        2.3.3 PVDF压电薄膜测振原理
        2.3.4 电阻应变片测振原理
    2.4 本章小结
第三章 叶轮模态有限元仿真及测点优选研究
    3.1 叶轮结构特点及三维实体模型
        3.1.1 叶轮结构特点
        3.1.2 叶轮三维实体建模
    3.2 叶轮模态有限元仿真分析
        3.2.1 叶轮有限元模型建立
        3.2.2 叶轮有限元计算结果分析
    3.3 叶轮模态测点和激励点优选研究
        3.3.1 响应测点优选准则
        3.3.2 激励点优选准则
        3.3.3 测点优选配置
        3.3.4 激励点优选配置
    3.4 小结
第四章 基于接触式传感器的叶轮模态试验
    4.1 模态试验方案和测试系统
        4.1.1 测点布置方法
        4.1.2 试件支承状态
        4.1.3 激励方法
        4.1.4 测试方案及系统
    4.2 基于接触式测振技术的叶轮模态测试结果
        4.2.1 基于压电式加速度传感器的模态测试结果
        4.2.2 基于PVDF压电薄膜的模态测试结果
        4.2.3 基于电阻应变片的模态测试结果
    4.3 本章小结
第五章 基于非接触式激光测振的叶轮模态试验
    5.1 模态试验方案和测试系统
        5.1.1 测点布置方法
        5.1.2 激励方法
        5.1.3 测试方案及系统
    5.2 基于非接触式测振技术的叶轮模态测试结果
    5.3 本章小结
第六章 叶轮模态试验总结
    6.1 不同方法测量叶轮模态结果对比
    6.2 鱼雷涡轮机叶轮模态测试方法
        6.2.1 有限元模型建立
        6.2.2 测点、激励点优选
        6.2.3 试验设备
        6.2.4 试验方法
    6.3 本章小结
第七章 全文总结
    7.1 本文主要研究工作
    7.2 本文主要创新点
    7.3 可进一步研究的问题
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及参加科研工作情况



本文编号：3746645