Автоматизированная система вибродиагностики автоколебаний компрессора авиационного газотурбинного двигателя

• Автор: Посадова, Ольга Львовна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Рыбинск
• Количество страниц: 200 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ ДИАГНОСТИКИ АВТОКОЛЕБАНИЙ ЛОПАТОК КОМПРЕССОРА АВИАЦИОННОГО ГТД
1.1 Природа, типы, условия возникновения и особенности проявления автоколебаний лопаток компрессора авиационного ГТД.
1.2 Анализ существующих методов диагностики автоколебаний лопаток компрессора авиационного ГТД
1.3 Обзор существующих технических средств диагностики аэроуиругих колебаний лопаток компрессора авиационного ГТД

1.4 Мониторинг динамических сигналов при стендовых испытаниях авиационных ГТД

Выводы по разделу 1.

2 ИССЛЕДОВАНИЕ АВТОКОЛЕБАНИЙ ЛОПАТОК КОМПРЕССОРА АВИАЦИОННЫХ ГТД

2.1 Проверка эффективности использования для диагностики автоколебаний первичных преобразователей различного типа
2.2 Обоснование возможности автоматизации процесса вибродиагностики автоколебаний компрессора авиационного ГТД
2.3 Анализ влияния места расположения вибропреобразователей на корпусах ГТД на эффективность вибродиагностики автоколебаний
2.4 Исследование возможности диагностики аэроупругих колебаний лопаток малоразмерного ГТД
Выводы по разделу 2.
3 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ВИБРОДИАГНОСТИКИ АВТОКОЛЕБАНИЙ ЛОПАТОК КОМПРЕССОРА ГТД
3.1 Разработка математической модели процесса вибродиагностики автоколебаний лопаток компрессора ГТД по анализу корпусной вибрации
3.2 Разработка критериев диагностики автоколебаний лопаток компрессора авиационного ГТД.
3.3 Разработка методов и методики диагностики автоколебаний лопаток компрессора авиационного ГТД в режиме реального времени
3.4 Разработка алгоритма диагностики автоколебаний лопаток компрессора
авиационного ГТД.
Выводы по разделу 3.
4 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УЗЛОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ВИБРОДИАГНОСТИКИ АВТОКОЛЕБАНИЙ ЛОПАТОК КОМПРЕССОРА ГТД
4.1 Разработка функциональной схемы автоматизированной системы вибродиагностики автоколебаний лопаток компрессора ГТД.
4.2 Разработка блока аппаратной реализации автоматизированной системы вибродиагностики автоколебаний лопаток компрессора авиационного ГТД
4.3 Разработка функциональных узлов блока аппаратной реализации автоматизированной системы вибродиагностики автоколебаний .
4.4 Разработка блока программной реализации автоматизированной системы вибродиагностики автоколебаний лопаток компрессора авиационного ГТД
Выводы по разделу 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


В рассмотрены вопросы методического и аппаратурного обеспечения экспериментальных исследований и диагностики аэроупругих колебаний РК ТМ, показана роль фазовых соотношений в процессе . РК авиационного ГТД, а также решение проблем, связанных с идентификацией типа аэроупругих колебаний. АК были учтены при разработке методов и технических средств, позволяющих автоматизировать процесс их вибродиагностики. Анализ существующих методов диагностики автоколебаний лопаток компрессора авиационного ГТД . Диагностику АК осуществляют как методами, основанными на анализе динамической информации с вращающихся деталей с . РК, так и методами, основанными на анализе динамической информации о колебаниях вращающихся колес, с датчиков, установленных на статорных деталях ГТД. А. Мегоды, основанные на анализе динамической информации с вращающихся деталей. Диагностика аэроупругих колебаний рабочих лопаток компрессоров обычно производится с помощью динамического тензомстрирования по росту напряжений с тензорезисторов по всем препарированным рабочим лопаткам. При этом признаком АК является появление устойчивых по времени на частотах колебаний лопаток спектральных составляющих, отличающихся от роторных гармоник. Препарирование рабочих колес наклейка тензорезисторов на лопатки при их проверке на АК производится для измерения вибрационных напряжений по низшим формам собственных колебаний обычно первым трем. Однако, сложность тензометрирования лопаток компрессора трудоемкость препарирования и прокладки коммуникаций, наклейки тензорезисторов и передача сигнала с вращающейся детали на невращающиеся, ограниченный ресурс тензометров и токосъемных устройств резко снижает информативность эксперимента, а в ряде случаев ограничиваег его применимость для диагностики АК, особенно в летных условиях на борту летающей лаборатории. В процессе эксплуатации вследствие износа лопаток их динамические свойства изменяются. Изменяются также нестационарные аэродинамические силы, действующие на лопатки, изза изменения зазоров, неравномерности температур, давлений и других аэродинамических параметров. Вследствие этого вибрационные характеристики лопаток могут сильно отличаться от первоначальных, определенных путем тензометрирования в стендовых условиях. Поскольку повторные тензометрирования в условиях эксплуатации, как правило, весьма затруднительны, то вибрационная надежность рабочих лопаток в этом случае становится весьма неопределенной. При АК и ВС эти возмущения относительно неподвижного датчика реализуются в виде бегущих по колесу волн деформации. Анализ межлопаточных фазовых сдвигов между колебаниями лопаток позволил установить, что при флаттере рабочих лопаток на колесе реализуется, как правило, волна деформации, бегущая в направлении вращения колеса, а при резонансе, наоборот, в направлении, против вращения колеса . Это сделало возможным диагностику флаттера при малом уровне напряжений по однотипным тензодатчикам путем измерения сдвигов фаз колебаний, лежащих в основе фазоволнового метода диагностики АК 8 лопатки препарированы тензометрами, основанного на измерении сдвигов фаз колебаний между лопатками. Б качестве первичных преобразователей используются тензометры, устанавливаемые в окружном направлении на различных элементах колес лопатки, диск, бандаж. Следует учитывать, что основные типовые элементы систем измерения динамических деформаций линии связи, усилительная аппаратура, фильтры, регистраторы искажают фазы изучаемых колебаний. В процессе исследования сдвигов фаз колебаний лопаток при АК в темпе эксперимента аналоговой системой, включающей фильтрацию сигналов, выявилась главная особенность кинематики этих колебаний. Колебания лопаток происходят с запаздыванием по времени, т. Иными словами флаттер происходит в виде бегущей по колесу в окружном направлении волны деформации. При развитом флаттере рабочих колес при достаточном углублении за границу устойчивости значения сдвигов фаз тесно группировались около величин, характерных для строго симметричной однородной системы. При малом уровне амплитуд вблизи границы флаттера при сохранении той же частоты колебаний появляется разброс по колесу в сдвигах фаз между соседними лопатками.