專利名稱：帶冠葉片阻尼減振動(dòng)力響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械振動(dòng)測(cè)試儀器領(lǐng)域，尤其涉及一種測(cè)試帶冠葉片振動(dòng)性能的 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
渦輪機(jī)械中的葉片是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部分，葉片也會(huì)受到周期性激振力的作 用而產(chǎn)生振動(dòng)響應(yīng)和動(dòng)應(yīng)力，從而導(dǎo)致葉片的振動(dòng)疲勞損壞，據(jù)相關(guān)資料表明，葉片振動(dòng)故 障占動(dòng)力機(jī)械故障的30%多，因此，降低葉片共振動(dòng)應(yīng)力，提高葉片的安全可靠性就顯得愈 加重要。由于帶冠葉片的氣動(dòng)特性和減振特性都明顯優(yōu)于拉筋和凸肩葉片，目前，采用帶冠 結(jié)構(gòu)葉片已成為發(fā)展趨勢(shì)。帶冠阻尼結(jié)構(gòu)的減振機(jī)理主要有摩擦阻尼減振和碰撞阻尼減振兩種進(jìn)行摩擦阻 尼減振時(shí)，葉片扭轉(zhuǎn)恢復(fù)作用在葉冠接觸面相互擠壓產(chǎn)生接觸正壓力，葉冠接觸面相互滑 動(dòng)消耗能量達(dá)到減振的目的；進(jìn)行碰撞阻尼減振時(shí)，葉冠與葉冠間存在一定間隙(即冠間 間隙)，依靠冠間碰撞的方式消耗能量達(dá)到減振目的。由于葉冠與葉冠之間碰撞或摩擦運(yùn)動(dòng) 的非線性特性，再加上帶冠葉片在汽流激振力作用下產(chǎn)生的振動(dòng)特性本就十分復(fù)雜，使得 目前理論和數(shù)值方法很難準(zhǔn)確預(yù)測(cè)帶冠葉片的振動(dòng)響應(yīng)及阻尼減振效果；而進(jìn)行有限元模 擬仿真又耗時(shí)太多，且在對(duì)實(shí)體模型的分析參數(shù)設(shè)置和迭代過程中需要簡(jiǎn)化處理，易受計(jì) 算機(jī)容量和計(jì)算效率的影響，通常很難涉及到穩(wěn)態(tài)振動(dòng)。因此，進(jìn)行帶冠葉片阻尼減振的實(shí) 驗(yàn)研究成為探討帶冠葉片阻尼減振機(jī)理的十分重要手段，可為帶冠葉片的阻尼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè) 計(jì)提供十分重要的指導(dǎo)。從已發(fā)表的大量文獻(xiàn)來看，人們帶冠葉片的干摩擦阻尼的特性已經(jīng)有了較深刻的 認(rèn)識(shí)和理解，在接觸面摩擦力的建模及受摩擦約束葉片的響應(yīng)分析方面取得了較大的進(jìn) 展。目前，對(duì)帶冠葉片摩擦減振實(shí)驗(yàn)的研究較少，這方面的實(shí)驗(yàn)研究也還只限于兩葉片之 間的摩擦運(yùn)動(dòng)規(guī)律的探討；且尚沒有建立一種有效的比較符合工程實(shí)際需要的接觸碰撞模 型。同時(shí)，對(duì)這兩種阻尼減振方式的減振效果的對(duì)比還尚未開展。對(duì)于具體什么長(zhǎng)度的葉片 宜采用哪種減振方式才能取得最好的減振效果，以及如何進(jìn)行帶冠葉片阻尼的優(yōu)化設(shè)計(jì)， 尚缺乏成熟的理論指導(dǎo)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題就在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本實(shí)用 新型提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、適用范圍廣、測(cè)試精度高、可同時(shí)用來進(jìn)行帶冠葉片碰 撞振動(dòng)和摩擦振動(dòng)動(dòng)力響應(yīng)測(cè)試的帶冠葉片阻尼減振動(dòng)力響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案—種帶冠葉片阻尼減振動(dòng)力響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)、信號(hào)激勵(lì) 單元以及信號(hào)測(cè)試單元，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括底座以及固定于底座上的加載裝置和用于夾持兩 塊以上帶冠葉片的夾具，所述加載裝置包括加載用葉冠，所述加載用葉冠與帶冠葉片頂部的葉冠平行并在加載時(shí)接觸，所述信號(hào)激勵(lì)單元與一塊帶冠葉片相連并對(duì)該帶冠葉片施加 激振力，所述信號(hào)測(cè)試單元與其余未被激振的帶冠葉片相連。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)所述加載用葉冠固定于一環(huán)狀加載圓盤上，所述環(huán)狀加載圓盤通過臺(tái)架固定于支 架上，所述支架固定于底座上且支架上沿著帶冠葉片的長(zhǎng)度方向開設(shè)有長(zhǎng)方孔，所述臺(tái)架 套設(shè)于長(zhǎng)方孔內(nèi)。所述底座上開設(shè)有用于調(diào)節(jié)所述帶冠葉片長(zhǎng)度的調(diào)位孔。所述相鄰帶冠葉片之間設(shè)有厚調(diào)距塊，所述帶冠葉片與夾具之間設(shè)有薄調(diào)距塊。所述信號(hào)激勵(lì)單元包括信號(hào)發(fā)生器、功率放大器以及激振器，所述信號(hào)發(fā)生器的 輸出端與所述功率放大器的輸入端相連，所述功率放大器的輸出端與所述激振器相連，所 述激振器與帶冠葉片相連。所述功率放大器的監(jiān)視端口設(shè)有示波器。所述信號(hào)測(cè)試單元包括傳感器、信號(hào)分析儀以及計(jì)算機(jī)，所述傳感器與未被激振 的帶冠葉片相連，所述傳感器的輸出端與所述信號(hào)分析儀相連，所述信號(hào)分析儀與所述計(jì) 算機(jī)相連。所述帶冠葉片為等截面直葉片、等截面扭葉片、變截面直葉片或變截面扭葉片，所 述帶冠葉片的葉冠為平行四邊形葉冠或Z型葉冠。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于1、本實(shí)用新型的帶冠葉片阻尼減振動(dòng)力響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，可 同時(shí)進(jìn)行帶冠葉片的碰撞阻尼減振實(shí)驗(yàn)和摩擦阻尼減振實(shí)驗(yàn)，分析相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)阻尼減 振的影響規(guī)律，所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析對(duì)改進(jìn)或建立帶冠葉片阻尼振動(dòng)(摩擦或碰撞)動(dòng) 力學(xué)模型、指導(dǎo)帶冠葉片阻尼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。2、本實(shí)用新型的帶冠葉片阻尼減振動(dòng)力響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，針對(duì)以碰撞減振為主的 松散型葉冠相鄰的葉冠間存在間隙，可通過改變夾具間調(diào)距塊的厚度來改變冠間間隙；針 對(duì)摩擦減振為主的緊配型葉冠，工作時(shí)在離心力作用下帶冠葉片產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)恢復(fù)力，使相鄰 的葉冠接觸面相互壓緊產(chǎn)生接觸正壓力；且通過加載圓盤來給葉冠接觸面施加所需要的接 觸正壓力，能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)試在不同帶冠葉片長(zhǎng)度、不同葉冠形式、不同葉冠接觸角、不同冠間 間隙、不同初始正壓力、不同葉冠接觸角度和不同激振力下，帶冠葉片發(fā)生碰撞振動(dòng)或摩擦 振動(dòng)時(shí)的切向彎曲振動(dòng)動(dòng)力響應(yīng)；然后通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得帶冠葉片振動(dòng)的幅頻曲線，進(jìn)而 分析這些系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)碰撞減振或摩擦減振效果的影響規(guī)律，對(duì)帶冠葉片的減振性能進(jìn) 行評(píng)價(jià)。3、本實(shí)用新型的帶冠葉片阻尼減振動(dòng)力響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過信號(hào)激勵(lì)單元向受 激振的帶冠葉片施加初始正壓力，并通過信號(hào)測(cè)試單元測(cè)試和分析帶冠葉片的振動(dòng)性能， 具有測(cè)試精度高的優(yōu)點(diǎn)。4、本實(shí)用新型的帶冠葉片阻尼減振動(dòng)力響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，可以適用于各種結(jié)構(gòu)、 各種型號(hào)的帶冠葉片及其葉冠，其適用范圍十分廣。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的框架結(jié)構(gòu)示意圖；[0022]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中實(shí)驗(yàn)臺(tái)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例中壓力加載方式和正壓力的轉(zhuǎn)換關(guān)系示意圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例中帶冠葉片在激振力為6. 25N、不同冠間間隙時(shí)的幅頻 響應(yīng)曲線示意圖；圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例的帶冠葉片在冠間間隙為0. 5mm、不同激振力頻率下的 加速度時(shí)域波形和功率譜示意圖；其中(a)為本實(shí)用新型實(shí)施例的帶冠葉片在冠間間隙為0.5mm、激振力頻率為 30Hz時(shí)的加速度時(shí)域波形示意圖；(b)為本實(shí)用新型實(shí)施例的帶冠葉片在冠間間隙為0. 5mm、激振力頻率為30Hz時(shí) 的功率譜示意圖；(c)為本實(shí)用新型實(shí)施例的帶冠葉片在冠間間隙為0. 5mm、激振力頻率為36. 87Hz 時(shí)的加速度時(shí)域波形示意圖；(d)為本實(shí)用新型實(shí)施例的帶冠葉片在冠間間隙為0. 5mm、激振力頻率為36. 87Hz 時(shí)的功率譜示意圖；(e)為本實(shí)用新型實(shí)施例的帶冠葉片在冠間間隙為0. 5mm、激振力頻率為40Hz時(shí) 的加速度時(shí)域波形示意圖；(f)為本實(shí)用新型實(shí)施例的帶冠葉片在冠間間隙為0. 5mm、激振力頻率為40Hz時(shí) 的功率譜示意圖；圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例的帶冠葉片在不同初始正壓力下時(shí)的幅頻響應(yīng)曲線示 意圖。圖例說明1、實(shí)驗(yàn)臺(tái)；101、底座；102、支架；1021、臺(tái)架；103、夾具；104、調(diào)位孔；105、帶冠葉 片；1051、加載用葉冠；106、長(zhǎng)方孔；21、厚調(diào)距塊；22、薄調(diào)距塊；3、加載圓盤；4、信號(hào)發(fā)生 器；5、功率放大器；6、示波器；7、激振器；8、傳感器；9、信號(hào)分析儀；10、計(jì)算機(jī)。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型的帶冠葉片阻尼減振動(dòng)力響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括實(shí) 驗(yàn)臺(tái)1、信號(hào)激勵(lì)單元以及信號(hào)測(cè)試單元，實(shí)驗(yàn)臺(tái)1包括底座101以及固定于底座101上的 加載裝置和用于夾持兩塊以上帶冠葉片105的夾具103，加載裝置包括加載用葉冠1051，加 載用葉冠1051與帶冠葉片105頂部的葉冠平行并在加載時(shí)接觸，信號(hào)激勵(lì)單元與一塊帶冠 葉片105相連并對(duì)該帶冠葉片105施加激振力，信號(hào)測(cè)試單元與其余未被激振的帶冠葉片 105相連。本實(shí)施例中，加載用葉冠1051固定于一環(huán)狀加載圓盤3上，環(huán)狀加載圓盤3通過 臺(tái)架1021固定于支架102上，支架102固定于底座101上且支架102上沿著帶冠葉片105 的長(zhǎng)度方向開設(shè)有長(zhǎng)方孔106，臺(tái)架1021套設(shè)于長(zhǎng)方孔106內(nèi)；可以通過加載裝置在其上 的加載用葉冠1051接觸面上施加所需求的初始正壓力，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)試不同初始正壓力條 件下帶冠葉片105的摩擦振動(dòng)動(dòng)力響應(yīng)。[0039]底座101上開設(shè)有用于調(diào)節(jié)帶冠葉片105長(zhǎng)度的調(diào)位孔104?？梢酝ㄟ^帶冠葉片 105深入調(diào)位孔104中的深度調(diào)節(jié)帶冠葉片105的長(zhǎng)度，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)試不同長(zhǎng)度的帶冠葉片 105的碰撞振動(dòng)動(dòng)力響應(yīng)。相鄰帶冠葉片105之間設(shè)有厚調(diào)距塊21，帶冠葉片105與夾具103之間設(shè)有薄調(diào) 距塊22。在進(jìn)行碰撞振動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以通過更換不同厚度的薄調(diào)距塊22調(diào)整葉冠之間的間 隙即冠間間隙，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)試帶冠葉片105在不同冠間間隙時(shí)的碰撞振動(dòng)動(dòng)力響應(yīng)。信號(hào)激勵(lì)單元包括信號(hào)發(fā)生器4、功率放大器5以及激振器7，信號(hào)發(fā)生器4的輸 出端與功率放大器5的輸入端相連，功率放大器5的輸出端與激振器7相連，激振器7通過 頂桿固定在一個(gè)帶冠葉片105上。調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器4可調(diào)節(jié)頻率大小，功率放大器5調(diào)節(jié) 激振力大小使帶冠葉片105發(fā)生振動(dòng)的力，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)試帶冠葉片105在不同激振力大小、 在不同激振力頻率下的摩擦振動(dòng)動(dòng)力響應(yīng)。信號(hào)測(cè)試單元包括傳感器8、信號(hào)分析儀9以及計(jì)算機(jī)10，傳感器8與與未被激振 的帶冠葉片105相連，傳感器8的輸出端與信號(hào)分析儀9相連，信號(hào)分析儀9與計(jì)算機(jī)10相 連?？赏ㄟ^傳感器8獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而通過信號(hào)分析儀9和計(jì)算機(jī)10分析得到帶冠葉片 105振動(dòng)的幅頻曲線，分析不同參數(shù)對(duì)碰撞減振或摩擦減振效果的影響規(guī)律，最終對(duì)帶冠葉 片105的減振性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。功率放大器5的監(jiān)視端口設(shè)有示波器6。測(cè)試時(shí)，可以通過讀取示波器6上的電壓 信號(hào)換算獲得相應(yīng)的激振力大小。帶冠葉片105為等截面直葉片、等截面扭葉片、變截面直葉片或變截面扭葉片，帶 冠葉片105的葉冠為平行四邊形葉冠或Z型葉冠。通過更換不同形式的葉冠和具有不同冠 間接觸角(接觸面與彎曲振動(dòng)方向的夾角)的葉冠，可以測(cè)試不同葉冠形式、不同葉冠接觸 角的帶冠葉片105在各種條件下的碰撞振動(dòng)動(dòng)力響應(yīng)和摩擦振動(dòng)動(dòng)力響應(yīng)。采用本實(shí)施例的帶冠葉片105阻尼減振動(dòng)力響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)長(zhǎng)400mm、帶Z型 冠間接觸角30°葉冠的帶冠葉片105，分別進(jìn)行碰撞振動(dòng)實(shí)驗(yàn)和摩擦振動(dòng)實(shí)驗(yàn)。1、碰撞振動(dòng)實(shí)驗(yàn)(1)安裝帶冠葉片如圖3所示，首先選取三塊具有30°冠間接觸角的ζ型葉冠， 并分別將兩塊葉冠緊固在2個(gè)長(zhǎng)400mm平板葉片頂端，將一塊葉冠裝設(shè)在實(shí)驗(yàn)臺(tái)1的加載 圓盤3上作為加載用葉冠1051 ；然后將帶冠葉片105裝入調(diào)位孔104中，并保持其葉冠與 加載用葉冠1051頂面在同一水平面上。在兩帶冠葉片105根部添加厚調(diào)距塊21 (厚鐵塊) 和薄調(diào)距塊22(薄鐵塊)調(diào)節(jié)冠間間隙，然后用夾具103將帶冠葉片105根部緊固在實(shí)驗(yàn) 臺(tái)1的底座101上，用游標(biāo)卡尺測(cè)量出葉冠間的具體冠間間隙值。(2)連接系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將激振器7的頂桿用螺母與帶冠葉片105固定，將傳 感器8用雙面膠固定在帶冠葉片105頂部(在每次實(shí)驗(yàn)時(shí)都需保證傳感器8貼在同一位 置)，然后按圖1所示連接好實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。本次實(shí)驗(yàn)中，信號(hào)發(fā)生器4采用YB1602型函數(shù)信 號(hào)發(fā)生器4，產(chǎn)生所需的簡(jiǎn)諧信號(hào)；功率放大器5采用GF-20W功率放大器5，接收到簡(jiǎn)諧信 號(hào)后輸出到JZ-2型電磁激振器7，其監(jiān)測(cè)接口接到Y(jié)B43020BF型示波器6，傳感器8采用 PV-901加速度傳感器，信號(hào)分析儀9采用SA-78FFT分析儀。(3)響應(yīng)測(cè)試通過調(diào)整信號(hào)發(fā)生器4信號(hào)強(qiáng)度和功率放大器5增益按鈕來保證 激振力在測(cè)試頻率范圍內(nèi)為一定值，讀出此時(shí)示波器6上的電壓信號(hào)即可獲得相應(yīng)的激振力大小(由于功率放大器5上的功率與激振器7的激振力大小成線性關(guān)系，因此可通過功 率放大器5上的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換獲得激振力大小)；然后在該激振力作用下調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器 4的頻率控制激振力的頻率輸出。為研究碰撞振動(dòng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，對(duì)每一個(gè)激振頻率，在200 個(gè)振動(dòng)周期后(FFT信號(hào)分析儀9上計(jì)數(shù))，在信號(hào)分析儀9的時(shí)域圖上讀取其振動(dòng)幅值，在 FFT幅頻譜上讀取器碰撞振動(dòng)信號(hào)成分的主要頻率及其幅值。將信號(hào)分析儀9上的振動(dòng)信 號(hào)的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)存貯卡上，即可在計(jì)算機(jī)10上進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取以及分析。通過上面的測(cè)試，分析得到長(zhǎng)400mm，冠間接觸角為30°的ζ型帶冠葉片105，在 激振力大小為6. 25Ν作用下，不同冠間間隙時(shí)的幅頻響應(yīng)曲線(幅值-頻率響應(yīng)曲線)如 圖5所示；在冠間間隙為0. 5mm時(shí)的不同激振力頻率下的加速度時(shí)域波形和功率譜圖如圖 6中(a) (f)所示。改變帶冠葉片105的長(zhǎng)度，更換不同冠間接觸角的葉冠，重復(fù)進(jìn)行上述步驟，可以 在不同激振力作用下對(duì)帶冠葉片105碰撞振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行測(cè)試。2、摩擦振動(dòng)實(shí)驗(yàn)(1)安裝帶冠葉片首先選取三塊具有30°冠間接觸角的ζ型葉冠，并分別將兩塊 葉冠緊固在2個(gè)長(zhǎng)400mm平板葉片頂端，將一塊葉冠裝設(shè)在實(shí)驗(yàn)臺(tái)1的加載圓盤3上作為加 載用葉冠1051 ；然后將加載用葉冠1051和帶冠葉片105上的冠間接觸面調(diào)成平行且相互 接觸，再在兩帶冠葉片105間與夾具103間加裝厚調(diào)距塊21 (厚鐵塊)和薄調(diào)距塊22 (薄 鐵塊)，然后用夾具103將帶冠葉片105根部緊固在實(shí)驗(yàn)臺(tái)1底座101上。(2)連接系統(tǒng)步驟同碰撞減振實(shí)驗(yàn)的步驟相同。(3)施加接觸面正壓力如圖4所示，首先根據(jù)冠間接觸角度、需要的接觸面正壓 力、F作用力位置和冠間接觸面位置通過公式換算出需要在加載盤上施加的作用力大小F， 轉(zhuǎn)換關(guān)系式為
Γ π 入丁 FLN =-
I cosa其中，F(xiàn)是施加在加載盤上的作用力，N為冠間接觸面上的作用力，α為冠間接觸 接觸角，設(shè)F和N對(duì)圍帶和加載盤系統(tǒng)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力臂分別為L(zhǎng)和Icos α，根據(jù)上式測(cè)得相 關(guān)參數(shù)后確定不同的初始正壓力。(需說明的是，實(shí)際加在葉冠接觸面上的正壓力應(yīng)減去加 載圓盤3與支架102上的摩擦力，但對(duì)于本實(shí)驗(yàn)臺(tái)1來說，實(shí)驗(yàn)時(shí)用紗布將加載圓盤3與支 架102上的臺(tái)架1021的接觸面盡量打磨光滑，盡量減小摩擦力并使其變化不是很大，因而 忽略其作用對(duì)分析帶冠葉片105振動(dòng)特性沒有太大的影響)。然后在加載圓盤3的螺栓懸 掛重物或用拉力計(jì)直接施加大小為換算結(jié)果的作用力，等作用力值穩(wěn)定后將加載圓盤3固 定在支架102上，以保證測(cè)試過程中接觸面初始正壓力不變。(4)響應(yīng)測(cè)試步驟與碰撞減振實(shí)驗(yàn)的步驟相同。通過上面的測(cè)試，分析得到如圖7所示的，長(zhǎng)400mm，冠間接觸角為30°的ζ型帶 冠葉片105，在激振力為6. 25Ν、不同初始正壓力時(shí)的幅頻響應(yīng)曲線。改變帶冠葉片105的 長(zhǎng)度，更換不同冠間接觸角的葉冠，重復(fù)進(jìn)行上述步驟，可以在不同激振力作用下對(duì)帶冠葉 片105摩擦振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行測(cè)試。由上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可知(1)當(dāng)帶冠葉片105間發(fā)生接觸碰撞時(shí)，由于冠間接觸碰撞的非線性影響，帶冠葉片105振動(dòng)響應(yīng)出現(xiàn)了不同于激振力頻率的頻譜成分，且隨著激振力頻率的變化，出現(xiàn)了 倍頻、分頻，且隨著激振力頻率的增加甚至出現(xiàn)了多頻頻帶的混沌現(xiàn)象，具有典型的非線性 特征。(2)存在接觸碰撞阻尼的帶冠葉片105的振幅要比單葉片的振幅小得多，最大振 幅可降低至原來的0. 35倍左右，說明帶冠葉片105冠間間的接觸碰撞具有良好的阻尼減振 效果，存在著一個(gè)最合適的冠間間隙(或區(qū)間)使得碰撞減振效果達(dá)到最佳。(3)存在接觸摩擦阻尼的帶冠葉片105最大振幅可降低至單葉片的0. 4倍左右，說 明帶冠葉片105冠間間的接觸摩擦具有良好的阻尼減振效果，同時(shí)，隨著初始正壓力增加， 帶冠葉片105峰值頻率開始向右偏移，摩擦阻尼減振具有良好的調(diào)頻作用，存在著最佳的 初始正壓力，使得干摩擦阻尼對(duì)帶冠葉片105振動(dòng)能量的消耗達(dá)到最大。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了本實(shí)用新型的帶冠葉片阻尼減振實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可用于研究和解 決帶冠葉片105的接觸碰撞減振和摩擦減振的問題。其還可以用于機(jī)械振動(dòng)方面的教學(xué)實(shí) 驗(yàn)。以上僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述 實(shí)施例，凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì) 于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾， 應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種帶冠葉片阻尼減振動(dòng)力響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)(1)、信號(hào)激勵(lì)單元以及信號(hào)測(cè)試單元，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)(1)包括底座(101)以及固定于底座(101)上的加載裝置和用于夾持兩塊以上帶冠葉片(105)的夾具(103)，所述加載裝置包括加載用葉冠(1051)，所述加載用葉冠(1051)與帶冠葉片(105)頂部的葉冠平行并在加載時(shí)接觸，所述信號(hào)激勵(lì)單元與一塊帶冠葉片(105)相連并對(duì)該帶冠葉片(105)施加激振力，所述信號(hào)測(cè)試單元與其余未被激振的帶冠葉片(105)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶冠葉片阻尼減振動(dòng)力響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述 加載用葉冠(1051)固定于一環(huán)狀加載圓盤(3)上，所述環(huán)狀加載圓盤(3)通過臺(tái)架(1021) 固定于支架(102)上，所述支架(102)固定于底座(101)上且支架(102)上沿著帶冠葉片 (105)的長(zhǎng)度方向開設(shè)有長(zhǎng)方孔(106)，所述臺(tái)架(1021)套設(shè)于長(zhǎng)方孔(106)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶冠葉片阻尼減振動(dòng)力響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于 所述底座(101)上開設(shè)有用于調(diào)節(jié)所述帶冠葉片(105)長(zhǎng)度的調(diào)位孔(104)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶冠葉片阻尼減振動(dòng)力響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于 所述相鄰帶冠葉片(105)之間設(shè)有厚調(diào)距塊(21)，所述帶冠葉片(105)與夾具(103)之間 設(shè)有薄調(diào)距塊(22)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶冠葉片阻尼減振動(dòng)力響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于 所述信號(hào)激勵(lì)單元包括信號(hào)發(fā)生器(4)、功率放大器(5)以及激振器(7)，所述信號(hào)發(fā)生器 ⑷的輸出端與所述功率放大器(5)的輸入端相連，所述功率放大器(5)的輸出端與所述激 振器(7)相連，所述激振器(7)與帶冠葉片(105)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶冠葉片阻尼減振動(dòng)力響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述 功率放大器(5)的監(jiān)視端口設(shè)有示波器(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶冠葉片阻尼減振動(dòng)力響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于 所述信號(hào)測(cè)試單元包括傳感器(8)、信號(hào)分析儀(9)以及計(jì)算機(jī)(10)，所述傳感器(8)與未 被激振的帶冠葉片(105)相連，所述傳感器(8)的輸出端與所述信號(hào)分析儀(9)相連，所述 信號(hào)分析儀(9)與所述計(jì)算機(jī)(10)相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶冠葉片阻尼減振動(dòng)力響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于 所述帶冠葉片(105)為等截面直葉片、或等截面扭葉片、或變截面直葉片、或變截面扭葉 片，所述帶冠葉片(105)的葉冠為平行四邊形葉冠或Z型葉冠。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種帶冠葉片阻尼減振動(dòng)力響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)、信號(hào)激勵(lì)單元以及信號(hào)測(cè)試單元，實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括底座以及固定于底座上的加載裝置和用于夾持兩塊以上帶冠葉片的夾具，加載裝置包括加載用葉冠，加載用葉冠與帶冠葉片頂部的葉冠平行并在加載時(shí)接觸，信號(hào)激勵(lì)單元與一塊帶冠葉片相連并對(duì)該帶冠葉片施加激振力，信號(hào)測(cè)試單元與其余未被激振的帶冠葉片相連。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、適用范圍廣、測(cè)試精度高，可同時(shí)用來進(jìn)行帶冠葉片碰撞振動(dòng)和摩擦振動(dòng)動(dòng)力響應(yīng)測(cè)試等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01M7/02GK201697772SQ20102024128
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者劉正強(qiáng), 盧緒祥, 晉風(fēng)華, 李錄平, 李海波, 饒洪德 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙理工大學(xué)