叶轮旋转机械机匣振动模态分析
用力呼吸四信息技术四黄国远，等四叶轮旋转机械机匣振动模态分析
作者简介：黄国远(1992-)，男，湖北洪湖⼈，硕⼠研究⽣，研究⽅向为故障诊断，振动分析三
DOI:10.19344//doc/a938336327fff705cc1755270722192e4536589d.html ki.issn1671-
劝学的名言
5276.2019.01.031
叶轮旋转机械机匣振动模态分析
黄国远，梁安阳，岳林
(南京航空航天⼤学机电学院，江苏南京210016)
摘要：机匣是叶轮旋转机械的重要组成部件，其振动特性直接关系着旋转机械的⼯作性能三忽略安装边孔等不规则附件结构，机匣最终可简化为⼀个薄壁圆筒结构三以某试验台薄壁圆筒机匣为研究对象，在运⾏激励下进⾏预试验，利⽤阶次分析识别其振动频率，为有限元机匣模态分析提供参考；通过有限元
分析，得到机匣振动频率与振型；采⽤锤击法试验模态分析⽅法验证旋转机械机匣模态分析仿真结果的有效性三
关键词：叶轮旋转机械；机匣；运⾏激励；模态分析；模态试验
中图分类号:TH133 ⽂献标志码:B ⽂章编号:1671-5276(2019)01-0117-04
Modal Anslysis of Casing of Blade -Rotor Test Rig
HUANG Guoyuan,LIANG Anyang,YUE Lin (College of Mechanical and Electrical Engineeering ,Nanjing University of Aeronautics and
Astronautics ,Nanjing 210016,China )
Abstract :The casing is an important component of the impeller rotating machine ,and its vibration state directly affects the workingt
performance of the rotating mechanism.Except for the irregular attachment structure with edge and holes ,the casing can be simpli-fied as a thin -walled cylinder structure ;A blade -rotor test rig ca is taken as object of study.The order analysis algorithm is ud to identify the vibration frequency unde
r the incentive ,the reference is given to the finite element modal analysis of ca.And this a-nalysis is ud to obtain the natural frequency and mode of the casing.The effectiveness of the simulation results of the modal analy-sis of the rotating machine is verified by the hammer test method.
Keywords :impeller rotating machine ;casing ;operation excitation ;modal analysis ;modal test
0 引⾔
叶轮旋转机械⼴泛应⽤于航空⼆能源等领域，包括航空发动机⼆燃⽓轮机⼆烟⽓轮机等三⽽机匣组件是旋转机械的重要组成部件，起到增压整流的作⽤[1]三在叶轮旋转机械运转过程中，由于受到其内部随机载荷和转⼦系统⾃⾝在各转速下的振动作⽤，机匣振动状态直接影响旋转机械的⼯作性能，因此机匣的振动特性对旋转机械的⼯作性能和振动疲劳特性有重要影响三
模态分析的最终⽬的是识别出系统的模态参数和振型，为结构系统的振动特性分析⼆故障诊断及预报和结构优化提供依据[2]三在忽略安装边⼆孔等不规则结构条件下，旋转机械机匣可简化为薄壳圆筒结构三关于薄壁圆筒结构模态的⽂章，多是针对单纯的圆柱结构壳结构[3-4]，针对机匣研究以机匣零部件为主
正方体画法兴趣特长[5-6]
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三本⽂对薄壁圆筒
心字开头的成语
机匣的研究，以某叶⽚转⼦试验台机匣为研究对象；在转⼦运⾏激励下通过预实验识别其固有频率，对有限元模型进⾏初步校核；并在尽可能保持模态试验的准确性和可靠性的基础上，结合模态实验验证有限元仿真的有效性三研究结果为薄壁圆筒机匣结构的进⼀步改进与振动分析提
供了指导依据三
1 运⾏状态机匣振动分析
1.1 阶次分析理论
在转⼦系统升减速过程中时，其振动信号蕴涵丰富的设备状态信息三但升减速中的信号属于变频信号，若对其进⾏⼀般的傅⾥叶
变换频谱分析，则可能造成严重的频率模糊现象，产⽣较⼤误差三
阶次跟踪算法是转⼦系统振动分析中不可或缺的⽅法，它将变频⾮平稳信号由等时间间隔采样变为等⾓度间隔采样，实现时域⾮平稳信号到⾓域平稳信号或者准平稳信号的转变[7]三因此，阶次跟踪可以准确地获取参考轴的基准转速及阶次，避免转速变化的频率模糊现象三试验采⽤扫频激励⽅式，则最⾼分析阶次N 与采样率f s 及最⾼转速n 之间关系如下:
驾照科目一题库
N =60f s /2.56n
在转⼦系统扫频运⾏过程中，由于不平衡等因素的影响，机匣受到受迫振动三同时采集转⼦系统的转速信号及机匣振动信号，通过阶次分析可识别其固有频率三刘粹刚
四
711四万⽅数据
