叶尖定时测振系统与仿真研究

发布时间：2017-07-14 01:08

  本文关键词：叶尖定时测振系统与仿真研究

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【摘要】：旋转机械在当代工业中占据重要地位,但是由于叶片通常是在高温气流冲击下高速运转,极易发生故障,因此对叶片的振动测量非常重要。目前,非接触测量已经成为旋转叶片振动测量的热点,其中叶尖定时法运用最为广泛。本文基于叶尖定时算法对旋转叶片振动性能参数测试技术进行了深入研究,设计了叶片转子实验台并编写了叶尖定时信号预处理软件,最后进行了仿真实验,得到了满意的辨识结果。主要的工作如下:1、分析叶片的振动类型,得出了叶片在弯曲振动和扭转振动两种情况下的静频率计算公式,以此确定了叶片材料和尺寸。借助ANSYS平台对叶片进行有限元仿真分析,得到了叶片前6阶模态与谐波动态响应。2、研究了叶片静频率的测量方法,使用声频法测得了叶片前3阶静频率。3、在研究叶片测振系统的测试原理的基础上,参与叶片转子实验台的搭建,主要包括叶尖定时传感器,电机,变频器等。4、基于Matlab GUI开发平台,采用比值算法,设计叶尖定时测量信号的处理软件,实现了叶尖定时信号到振动位移的转变。最后进行仿真实验,验证了软件的有效性。
【关键词】：叶尖定时法 叶片模态 传感器 参数辨识
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH825
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-10
• 注释表10-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 引言11
• 1.2 叶片振动测量的研究目的及意义11-13
• 1.3 旋转叶片振动测量的研究现状13-14
• 1.3.1 接触式测量方法13
• 1.3.2 非接触式测量方法13-14
• 1.4 本文主要研究工作及难点14-16
• 1.4.1 叶尖定时法的关键技术及难点14
• 1.4.2 本论文的主要研究内容14-16
• 第二章 叶片振动相关理论及仿真分析16-32
• 2.1 叶片的振动类型16-17
• 2.2 叶片振动参数17-19
• 2.3 叶片的固有频率的理论计算19-26
• 2.4 叶片振动有限元分析26-31
• 2.4.1 有限元法及ANSYS简介26
• 2.4.2 模态分析26-29
• 2.4.3 谐响应分析29-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 叶片固有频率的声频法测量32-37
• 3.1 叶片固有频率测量方法32-34
• 3.1.1 接触式测量32-33
• 3.1.2 非接触式测量33-34
• 3.2 声频法测量34-36
• 3.3 本章小结36-37
• 第四章 叶尖定时系统及实验台介绍37-51
• 4.1 叶尖定时信号的获取37-39
• 4.1.1 叶尖定时法简介37-38
• 4.1.2 叶尖定时信号预处理38-39
• 4.2 传感器的选择39-42
• 4.2.1 同步传感器39
• 4.2.2 叶尖定时传感器39-42
• 4.3 叶片转子实验台42-44
• 4.3.1 叶片转子实验台简介42-43
• 4.3.2 三相高速电机43-44
• 4.3.3 ACS550变频器44
• 4.3.4 数据采集仪44
• 4.4 叶片振动位移预处理与分析软件44-50
• 4.4.1 时间数据预处理介绍44-49
• 4.4.2 叶片参数识别软件49-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第五章 叶片振动信号采集实验与仿真分析51-58
• 5.1 叶片振动实验台数据采集实验51-52
• 5.2 叶尖定时仿真信号参数辨识52-57
• 5.3 本章小结57-58
• 第六章 全文总结与展望58-59
• 6.1 本文主要工作总结58
• 6.2 后续研究展望58-59
• 参考文献59-63
• 致谢63-64
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文64

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本文编号：539069