Вибродиагностика технического состояния деталей ГТД на основе исследования их собственных форм колебаний

• Автор: Крюков, Сергей Вячеславович
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Рыбинск
• Количество страниц: 164 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ
1.1 Классификация методов неразрушающего контроля
1.2 Вибрационные методы неразрушающего контроля
1.3 Модальные параметры упругих тел и способы их определения
1.4 Метод вибродиагностики упругих тел, использующий модальный параметр «обобщенная эквивалентная масса»
1.5 Выводы по главе
2 СПОСОБ ВИБРОДИАГНОСТИКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ УПРУГИХ ТЕЛ, ОСНОВАННЫЙ НА ИССЛЕДОВАНИИ СОБСТВЕННЫХ ФОРМ КОЛЕБАНИЙ
2.1 Основные положения теории колебаний упругих тел
2.2 Нерезонансный способ определения собственных форм колебаний упругих тел при неизвестной силе возбуждения
2.3 Нерезонансный способ определения эквивалентных масс
упругих тел при неизвестной силе возбуждения
2.4 Обоснование способа вибродиагностики, основанного на исследовании собственных форм колебаний в качестве диагностического признака
2.5 Выводы по главе
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА ДЕФЕКТОВ УПРУГИХ ТЕЛ НА ОСНОВЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОБСТВЕННЫХ ФОРМ КОЛЕБАНИЙ
3.1 Описание объекта исследования и экспериментальной установки по определению собственных форм колебаний упругих тел и проведение эксперимента
3.2 Результаты вибродиагностики плоского образца и исследование скорости изменения частот и форм собственных колебаний при возникновении в нем усталостной трещины

3.3 Выводы по главе
4 ВИБРОДИАГНОСТИКА ВОЗНИКНОВЕНИЯ УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН И ЗОН ПЕРЕГРЕВА МАТЕРИАЛА В ДЕТАЛЯХ ГТД
4.1 Диагностика возникновения усталостной трещины
в рабочей лопатке 2 ступени турбины изделия М75РУ
4.2 Диагностика возникновения усталостной трещины со стороны внутренней полости охлаждаемой рабочей лопатки турбины ГТД
4.3 Диагностика возникновения забоины в лопатке вентилятора изделия 8аМ
4.4 Диагностика повреждаемости диска ротора ГТД вследствие перегрева
4.5 Диагностика повреждаемости вала ротора ГТД вследствие перегрева
4.6 Выводы по главе
5 ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВИБРОДИАГНОСТИКИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДЕФЕКТОВ УПРУГОЙ КОНСТРУКЦИИ С УЧЕТОМ ТЕХНИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ВИБРОИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ
5.1 Технология учета технических характеристик виброизмерительной аппаратуры при моделировании вибродиагностики упругих тел методом эквивалентных масс
5.2 Численная вибродиагностика плоского образца при заданных технических характеристиках виброизмерительной аппаратуры
5.3 Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Макрос по вычислению эквивалентных масс без учета технических характеристик виброизмерительной аппаратуры
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Макрос по вычислению эквивалентных масс с учетом
возможностей виброизмерительной аппаратуры
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Патент на способ обнаружения дефектов в материале
упругой конструкции
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Патент на способ определения собственных форм
колебаний упругой конструкции
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Акты внедрения результатов диссертационной
работы

способа является то, что все проводимые измерения проводятся на частотах возбуждения, которые удалены от резонансных частот конструкции. Этим достигается цель исключения работы конструкции в условиях резонанса, и следовательно, ее износ. Вычисление искомых эквивалентных масс производится посредством ПЭВМ на основе специальной целевой функции
где Мк - эквивалентная масса, соответствующая к-й собственной форме колебаний;
(ок - к-я собственная частота колебаний;
£1,.- частота возбуждения;
цк - коэффициенты демпфирования;
п - число учитываемых собственных форм колебаний;
N - число частот возбуждения;
К-1'1 - динамическая податливость;
7?0 -статическая податливость.
Однако, если частоты возбуждения располагаются на числовой оси на значительном расстоянии от резонансных частот, то при использовании выражения (1.6) внутренним трением можно пренебречь, полагая г| = О (к-1,2,3
На основе разработанного нерезонансного способа определения эквивалентных масс упругого тела [50] предложен и обоснован принципиально новый метод вибродиагностики технического состояния упругих тел [49], где

(р{М1М2,.Мп)=Цк0±-
(1.7)