Разработка методов бесконтактной лазерной диагностики авиационных ГТД на основе анализа сигналов вибрации в широкой полосе частот

• Автор: Озеров, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.22.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 155 с. : ил.

Оглавление
Введение.

Глава 1. Современное состояние систем диагностики ГТД

по параметрам вибрации

1.1. Применение бортовых систем контроля вибрации

современных ВС.

1.2. Недостатки пьезоэлектрического датчика вибрации

как источника первичной информации.

1.3. Свойства и параметры лазерного вибропреобразователя.

1.4. Аппаратные средства обработки и анализа сигналов вибрации,

измеренных с помощью лазерного вибропреобразователя

Выводы по 1й главе диссертации
Глава 2. Теоретические основы лазерной вибродиагностики
авиационных ГТД.
2.1. Принципы обработки широкополосных сигналов вибрации, получаемых с помощью бесконтактного лазерного
вибропреобразователя.
2.2.Методика обработки сигналов вибрации ГТД в широкой
полосе частот
2.3 Рассмотрение возможных моделей сигналов вибрации ГТД.
2.4 Анализ конструктивных схем одноконтурных авиационных ГТД с точки зрения лазерной вибродиагностики, обоснование выбора точек измерения вибрации и методика бесконтактного измерения
вибрации на вертолтах.
2.5 Анализ конструктивных схем двухконтурных двигателей и методика проведения измерений вибрации на ТРДД
в составе ВС1
Выводы по 2й главе диссертации
Глава 3. Диагностирование авиационных ГТД по
параметрам низкочастотной вибрации.
3.1.Источники низкочастотной вибрации ГТД.
к 3.2.Применение системы лазерной вибродиагностики для определения
технического состояния роторной части ГТД.
3.3 Применение лазерного вибропреобразователя для диагностики технического состояния гурбохолодильников
3.4 Метод определения динамических свойств систем автоматического регулирования и переходных процессов ГТД с использованием лазерного виброметра.
3.5. Метод выявления резонансов при работе авиационных силовых установок
с использованием трхмерного спектрального анализа
Выводы по 3й главе диссертации
Глава 4. Диагностирование авиационных агрегатов но параметрам
высокочастотной вибрации
4.1.Диагностирование ГТД по прямому спектру вибрации.
4.2 Применение метода диагностирования авиационных ГТД по спектру
огибающей высокочастотной вибрации.
4.3. Метод выявления дефектов подшипников на фоне интенсивной вибрации
редукторных узлов ГТД
Выводы по 4й главе диссертации
Заключение.
Список использованных источников


Разработанная методика бесконтактных синхронных измерений диагностических сигналов в характерных точках ГТД с использованием лазерного виброметра позволяет за несколько минут работы ГТД (при наличии 3-4 лазеров) измерить бесконтактным способом прямо на поле аэродрома необходимый объём диагностической информации для оценки технического состояния ГТД. Измерение параметров переходных процессов ГТД и агрегатов, полученных с помощью трёхмерного спектрального анализа сигналов вибрации, позволяет произвести оценку качества функционирования автоматики, регулирующей данные процессы, а также, выявить область критических частот вращения роторов. Определены наиболее информативные с точки. Экспериментально установлено, что- лазерный виброметр позволяет проводить измерения виброскорости поверхности корпусов ГТД в диапазоне частот от Г Гц до кГц с высокой степенью точности, что ранее было недостижимо. Апробация работы. Санкт Петербург, Университет ГА, - апреля ). Казань, КГТУ им. А.Н. Туполева, - мая ). Санкт-Петербург, Университет ГА, — апреля ). Всероссийская молодёжная научная конференция с международным участием «X Королёвские чтения» (Самара,. СГЛУ им. С.П. Королёва, 6-8 октября ). Научно - технический-отчёт «Оценка технического состояния КСА - ЗЗМ-с использованием лазерного виброметра с идентификацией* источников вибрации на основе оценки, глубины модуляции». Университет ГА. СПб. Научно - технический отчёт «Исследование возможности оценки технического состояния узлов газотурбинных двигателей воздушных судов при наземных запусках с использованием лазерного виброметра». Университет Г А. СПб. Предложенная методика диагностики технического состояния ГТД и» агрегатов ВС, прошла апробацию на ТРДД Д-ЗОКУ-4, АИ-; ПС-А; ТВаД ТВ2-7, ТВЗ-7; агрегатах ВС и СУ. Подтверждение результатов теоретических исследований произведено с помощью анализа обширных, экспериментальных данных, полученных в процессе заводских стендовых испытаний узлов ГТД<(на испытательных стендах ОАО «Климов»), а также полевых работ на самолётах Ту-4М и ТУ-4 (ФГУП «ГТК «Россия»), вертолётах. Результаты исследований и разработанная методика были использованы в процессе договорной работы по диагностике коробки самолётных агрегатов (КСА) ВС спецприменения на испытательном стенде ОАО «Климов» и внедрены в учебный процесс СПбГУГА. По материалам диссертационных исследований автором опубликовано печатных работ, в том числе 4 печатные работы, включены в Перечень научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы результаты диссертационных исследований в соответствии с требованиями ВАК. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы. В первой главе приводится анализ современных систем контроля вибрации авиационных ГТД. Даётся описание принципа действия пьезоэлектрических и лазерных датчиков вибрации. На сравнительных примерах поясняются основные преимущества бесконтактных лазерных вибропреобразователей. Во второй главе рассматриваются теоретические основы лазерной вибродиагностики авиационных ГТД. Приводятся основные алгоритмы и принципы обработки широкополосных сигналов, получаемых с помощью бесконтактных лазерных виброметров. В главе также показан анализ конструктивных схем современных авиационных ГТД с обоснованием разработанной методики проведения измерений. В третьей главе приводятся методы диагностики авиационных ГТД, основанные на анализе сигналов вибрации в области низких частот. В главе приводится описание возможных дефектов, которые могут быть выявлены с помощью подобных методов вибрационной диагностики. На« примере анализа результатов экспериментальных замеров показана эффективность описываемых методов. Четвёртая глава посвящена методам вибрационной диагностики, основанным на анализе сигналов вибрации в области высоких частот. На практических примерах даётся обоснование необходимости применения критерия глубины амплитудной модуляции для диагностики зарождающихся дефектов авиационных ГТД и их агрегатов. Работа содержит 5 страниц машинописного текста, рисунков, библиографию из наименований.