叶片高在线气流激励系统及测试方法
【专利摘要】本发明公开了一种叶片高在线气流激励系统及测试方法。该测试方法包括：提供一可绕自身轴线旋转的转盘，并围绕所述转盘中心在转盘盘面上设置呈环形分布的复数通孔；以及，驱使所述转盘按照设定速率旋转，并使该复数通孔依次从至少一压缩气流供给装置前方经过，从而使由该至少一压缩气流供给装置输出的压缩气流能够间歇透过所述转盘并以脉冲方式激励被测试叶片。该系统包括前述转盘和至少一压缩气流供给装置。本发明利用脉冲气流激励叶片而对叶片进行振动测试，其中激励力的大小、激励的频率、激励的位置等参数均易于调控，因而能高仿真的模拟叶片的实际工作环境，尤其是，测试频率可达6000Hz以上，且所获测试结果准确。
【专利说明】叶片高在线气流激励系统及测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种气流激励振动试验设备，特别是一种叶片高在线气流激励系统及叶片高在线测试方法，属于振动试验【技术领域】。
【背景技术】
[0002]对于涡轮发动机等设备内的叶片类器件，在应用之前，一般需要对其进行振动测试，以探知其结构的稳定性，疲劳强度及使用寿命。涡轮发动机的叶片在实际工作环境中，是由于受到气流激振而引起叶片的疲劳损伤。目前，通常是利用电动振动台对叶片进行测试，采用机械激振原理来实现对叶片进行疲劳试验，但是囿于激振原理的限制，在此类振动测试过程中，是通过工装夹具将被测叶片固定，由叶榫部位将激振力传递到叶片，在测试过程中容易损坏叶榫，而且难以高仿真的模拟叶片的实际工作环境，而其叶片的固定型式与实际工作状态不同，进而使获得的振动测试数据与实际情况存在很大误差。
【发明内容】
[0003]本发明的目的之一在于提供一种叶片高在线测试方法，其能高仿真的模拟叶片的实际工作环境，从而克服了现有技术中的不足。
[0004]本发明的目的之二在于提供一种叶片高在线气流激励系统。
[0005]为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案:
一种叶片高在线测试方法，包括:
提供一可绕自身轴线旋转的转盘，并围绕所述转盘中心在转盘盘面上设置呈环形分布的复数通孔，
以及，驱使所述转盘按照设定速率旋转，并使该复数通孔依次从至少一压缩气流供给装置前方经过，从而使由该至少一压缩气流供给装置输出的压缩气流能够间歇透过所述转盘并以脉冲方式激励被测试叶片。
[0006]一种叶片闻在线气流激励系统，包括:
可绕自身轴线旋转的转盘，其盘面上围绕转盘中心呈环形分布有η个通孔，η为大于或等于I的正整数；
以及，至少一压缩气流供给装置，至少用以在所述转盘旋转时，提供可透过依次从所述压缩气流供给装置前方经过的该复数通孔而间歇激励被测试叶片的压缩气流。
[0007]作为其中可行的实施方案之一，所述压缩气流供给装置具有至少一气流输出口，且在所述转盘旋转过程中的任一选定时刻，其中至少一选定气流输出口仅可与所述转盘上的m个通孔配合，m为小于等于η的正整数。
[0008]作为其中可行的实施方案之一，所述压缩气流供给装置具有两个以上气流输出口，该两个以上气流输出口环绕所述转盘轴线对称分布，且在所述转盘旋转过程中的任一选定时刻，每一气流输出口仅可与所述转盘上的X个通孔配合，X为小于η的正整数，其中η > 2。[0009]作为其中可行的实施方案之一，在所述转盘旋转时的任一选定时刻，每一气流输出口仅可与所述转盘上的一个通孔配合。
[0010]进一步的，在所述转盘旋转过程中的任一选定时刻，由所述转盘上的通孔输出的压缩气流垂直指向被测试叶片。
[0011]作为较为优选的实施方案之一，所述通孔的气流输入端的直径大于气流输出端的直径。尤为优选的，所述通孔采用锥形通孔。
[0012]作为其中可行的实施方案之一，所述转盘固定套设在一转轴上，所述转轴与驱动装置传动连接，所述驱动装置与控制单元连接。
[0013]进一步的，所述压缩气流供给装置和被测试叶片分别被安装在位于所述转盘两侧的选定工位上。
[0014]通过前述设计，使得本发明与现有技术相比至少具有如下优点:利用脉冲气流激励叶片而对叶片进行振动测试，其中激励力的大小、激励的频率、激励的位置等参数均易于调控，因而能高仿真的模拟叶片的实际工作环境，尤其是，测试频率可达6000Hz以上，获得的测试结果更为准确。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明一较佳实施例的结构示意图之一；
图2是本发明一较佳实施例的结构示意图之二；
图3是本发明一较佳实施例的结构示意图之三；
图4是本发明一较佳实施例中转盘的结构示意图；
图5是本发明一较佳实施例中设于转盘上的通孔的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图及相关较佳实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
[0017]本发明的主旨在于提供一种叶片高在线气流激励系统，其包括:
可绕自身轴线旋转的转盘，其盘面上围绕转盘中心呈环形分布有η个通孔，η为大于或等于I的正整数，尤其是大于2的正整数；
以及，至少一压缩气流供给装置，至少用以在所述转盘旋转时，提供可透过依次从所述压缩气流供给装置前方经过的该复数通孔而间歇激励被测试叶片的压缩气流。
[0018]优选的，前述通孔可均匀分布在转盘盘面上。
[0019]作为一种可行的方案，可在所述压缩气流供给装置上配设至少一气流输出口，且在所述转盘旋转过程中的任一选定时刻，其中至少一选定气流输出口仅可与所述转盘上的m个通孔配合，m为小于等于η的正整数。
[0020]更为具体的，可以将压缩气流供给装置设在位于转盘一侧的至少一选定工位上，且该等选定工位分别对应于被测试叶片上的相应测试位置，在转盘转动时，转盘上的各通孔依次与压缩气流供给装置的气流输出口连通。
[0021]作为另一种可行的方案，可在所述压缩气流供给装置上配设两个以上气流输出口，并将该两个以上气流输出口环绕所述转盘轴线对称分布，且在所述转盘旋转过程中的任一选定时刻，每一气流输出口仅可与所述转盘上的X个通孔配合，X为小于η的正整数，其中η≥2。
[0022]当然，也可在该系统中配设多个压缩气流供给装置，并使该等压缩气流供给装置对称分布在转盘一侧的若干选定工位上，，且在所述转盘旋转过程中的任一选定时刻，每一压缩气流供给装置仅可与所述转盘上的部分通孔配合，特别是I个通孔配合。
[0023]进一步的，在所述转盘旋转过程中的任一选定时刻，应使由所述转盘上的通孔输出的压缩气流垂直指向被测试叶片，从而在压缩气流的压力、流量等恒定的条件下，使压缩气流能予叶片以最大的激励力。
[0024]请参阅图1-2所示，在本发明的一典型实施例中，该叶片高在线气流激励系统包括一转盘I和一压缩空气输出机构2,其中，该转盘I通过一转轴4安装在一机架5上,且转盘可因驱动装置驱使而与转轴同步旋转，而该压缩空气输出机构2和被测试叶片也均安装在该机架5上，并分别设于该转盘I两侧。
[0025]其中，该转盘I的周缘部均匀分布有复数个通孔11，在转盘旋转时，该等通孔11可依次与该压缩空气输出机构2的气流输出口连通。
[0026]较为优选的，前述驱动装置及用以控制压缩空气输出机构输出的压缩气流的流速、流量等参数的电磁阀等还可均与一控制单元连接，操作人员可通过该控制单元而调整该等驱动装置和电磁阀等的工作状态。
[0027]又及，基于提升压缩气流的利用率及提升系统结构稳定性的考虑，对于转盘上的通孔，可采用变径设计，例如，优选使所述通孔的气流输入端的直径大于气流输出端的直径和压缩空气输出机构的气流输出口口径。特别是，所述通孔可采用锥形通孔，参阅图3，当任一通孔到达与压缩空气输出机构的气流输出口对应位置时，由气流输出口输出的压缩气流基本可全部进入该通孔，而不会在两者接合面处发生耗散及对转盘和/或压缩空气输出机构造成激励，且在压缩气流进入通孔后，可在该通孔内收束后再喷射出(如箭头a所示方向)，如此还可提高压缩气流输出的稳定性，进而更为有效的提升振动测试的准确度。
[0028]而利用该系统对叶片进行高在线测试的方法可以包括:驱使所述转盘按照一定速率旋转，并使转盘上的各通孔依次从该压缩空气输出机构前方经过，从而使由该压缩空气输出机构输出的压缩气流能够间歇性的透过所述转盘并以脉冲方式激励被测试叶片。其中，激励力的大小、激励的频率等参数均可通过调整压缩气流的流速、流量及转盘的转速等而调整，从而满足不同的测试需求。
[0029]另外，显然还可通过压缩空气输出机构的数量和设置位置等进行调整，使其对应于被测试叶片的不同部位，继而实现对被测试叶片的整体结构进行全面测试。
[0030]综述之，本发明的叶片高在线气流激励系统结构简单，便于装配维护，易于使用，且在应用于叶片测试时，能高仿真的模拟叶片的各种实际工作环境，测试频率可达6000Hz以上，且所测试结果更为准确。
[0031]需要说明的是，以上较佳实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关【技术领域】的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，所作出各种变换或变型，均属于本发明的范畴。
【权利要求】
1.一种叶片高在线气流激励系统，其特征在于，包括: 可绕自身轴线旋转的转盘，其盘面上围绕转盘中心呈环形分布有η个通孔，η为大于或等于I的正整数； 以及，至少一压缩气流供给装置，至少用以在所述转盘旋转时，提供可透过依次从所述压缩气流供给装置前方经过的该复数通孔而间歇激励被测试叶片的压缩气流。
2.根据权利要求1所述的叶片高在线气流激励系统，其特征在于，所述压缩气流供给装置具有至少一气流输出口，且在所述转盘旋转过程中的任一选定时刻，其中至少一选定气流输出口仅可与所述转盘上的m个通孔配合，m为小于等于η的正整数。
3.根据权利要求1所述的叶片高在线气流激励系统，其特征在于，所述压缩气流供给装置具有两个以上气流输出口，该两个以上气流输出口环绕所述转盘轴线对称分布，，且在所述转盘旋转过程中的任一选定时刻，每一气流输出口仅可与所述转盘上的X个通孔配合，X为小于η的正整数，其中η≥2。
4.根据权利要求2或3所述的叶片高在线气流激励系统，其特征在于，在所述转盘旋转时的任一选定时刻，每一气流输出口仅可与所述转盘上的一个通孔配合。
5.根据权利要求1所述的叶片高在线气流激励系统，其特征在于，在所述转盘旋转过程中的任一选定时刻，由所述转盘上的通孔输出的压缩气流垂直指向被测试叶片。
6.根据权利要求1所述的叶片高在线气流激励系统，其特征在于，所述通孔的气流输入端的直径大于气流输出端的直径。
7.根据权利要求6所述的叶片高在线气流激励系统，其特征在于，所述通孔采用锥形通孔。
8.根据权利要求1所述的叶片高在线气流激励系统，其特征在于，所述转盘固定套设在一转轴上，所述转轴与驱动装置传动连接，所述驱动装置与控制单元连接。
9.根据权利要求1所述的叶片高在线气流激励系统，其特征在于，所述压缩气流供给装置和被测试叶片分别被安装在位于所述转盘两侧的选定工位上。
10.一种叶片高在线测试方法，其特征在于，包括: 提供一可绕自身轴线旋转的转盘，并围绕所述转盘中心在转盘盘面上设置呈环形分布的复数通孔， 以及，驱使所述转盘按照设定速率旋转，并使该复数通孔依次从至少一压缩气流供给装置前方经过， 从而使由该至少一压缩气流供给装置输出的压缩气流能够间歇透过所述转盘并以脉冲方式激励被测试叶片。
【文档编号】G01M7/02GK103630314SQ201310601095
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】宋国平, 吴国雄 申请人:苏州东菱振动试验仪器有限公司