动力机械叶片振动特性研究实验装置的制作方法

本发明涉及实验装置技术领域，涉及一种直叶片固有特性领域的实验器具，具体为一种用于研究直叶片固有频率和模态振型特性的研究实验装置。

背景技术：

叶片是航空发动机、燃气轮机等旋转机械的主要零部件之一，在工作中起着转换能量的作用。而直叶片是叶片最常见的一种形式，其结构简单，性能优越和制造方便。目前，直叶片固有特性分析已经有较为系统的理论研究，在数值仿真技术方面也已经有了较成熟的研究方法，但直叶片固有频率和模态阵型特性分析技术在实验方面还需要进一步研究。

目前对于专门分析直叶片固有特性技术试验台和实验方法存在功能单一、获取实验数据源较少等问题。

开发专用的直叶片固有特性分析技术试验平台对于叶片的固有频率和模态振型的研究和新产品的开发具有重要意义。

针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的动力机械叶片振动特性研究实验装置，可为直叶片自由振动机理的研究、直叶片受迫振动机理的研究提供试验依据。

技术实现要素：

根据上述提出的现有专门分析直叶片固有特性技术试验台和实验方法存在功能单一、获取实验数据源较少的技术问题，而提供一种动力机械叶片振动特性研究实验装置。从而实现到为直叶片自由振动机理的研究、直叶片受迫振动机理的研究提供试验依据的目的。

本发明采用的技术手段如下：

一种动力机械叶片振动特性研究实验装置包括：支撑平台、实验件支座、磁力表座、压电促动器、加速度传感器、力传感器及导干式平口钳；实验件支座是由支撑平面和支撑立板组成的l型结构，实验件支座通过螺栓固定装于支撑平台上；磁力表座通过磁力吸附在试验件支座上；导干式平口钳通过螺栓紧固件与试验件支座相连接；导干式平口钳通过改变夹钳开口固定实验叶片；压电促动器的底部通过螺纹连接固定在磁力表座上，上部通过转换接头与力传感器相连接；力传感器通过其上的磁铁块吸附在实验叶片的根部上；加速度传感器上的磁铁块通过磁力吸附在实验叶片的叶尖处。

进一步地，支撑平台的台面上均布有标准的螺纹孔，便于安装和调整实验件支座的位置。

进一步地，实验件支座和导干式平口钳都具有竖直的可调整键槽型通孔，并通过螺栓紧固件将二者连接固定，并且便于调整导干式平口钳夹持的实验叶片的位置。

进一步地，力传感器、压电促动器和磁力表座的中心在同一垂直面上。

本实验装置的组装过程如下：

首先完成实验件主体部分安装，即实验件支座、导干式平口钳及实验叶片的安装，然后将实验件主体部分通过螺栓固定于支撑平台上；将力传感器、转换接头、压电促动器及磁力表座3通过螺纹连接形式依次相连，先将力传感器吸附到实验叶片叶根的下面，固定好位置后，将磁力表座吸附到实验件支座上；将加速度传感器7通过磁铁块吸附到实验叶片叶尖的上面。

本实验装置的原理和使用方式如下：

通过压电促动器可对实验叶片施加竖直方向的激振力，通过力传感器和加速度传感器可获得施加在实验叶片上的激振力的大小和加速度特性；通过改变施加在实验叶片上激振力的大小和方式，可获得实验叶片不同的振动情况。

做自由振动实验时：通过压电促动器给予实验叶片一个脉冲激励，通过加速度传感器或者在实验叶片上放置彩砂的形式，识别和演示实验叶片的固有频率和模态振型。

做强迫振动实验时：通过压电促动器给予实验叶片一定频率和振幅的激励力，通过加速度传感器获取振动信号，提取幅频特性等振动特征。

较现有技术相比，本发明的优点是：结构紧凑，便于加工制造，易于安装维护，测量数据准确度高，运行安全可靠，适于推广至科研部门以及高校做基础实验的研究。

综上，应用本发明的技术方案可以解决现有技术存在中的专门分析直叶片固有特性技术试验台和实验方法存在功能单一、获取实验数据源较少等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图。

图中：1、支撑平台2、实验件支座3、磁力表座4、压电促动器5、转换接头6、实验叶片7、加速度传感器8、力传感器9、螺栓紧固件10、导干式平口钳。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图所示，本发明提供了一种动力机械叶片振动特性研究实验装置包括：支撑平台1、实验件支座2、磁力表座3、压电促动器4、加速度传感器7、力传感器8及导干式平口钳10；实验件支座2是由支撑平面和支撑立板组成的l型结构，实验件支座2通过螺栓固定装于支撑平台1上；磁力表座3通过磁力吸附在试验件支座2上；导干式平口钳10通过螺栓紧固件9与试验件支座2相连接；导干式平口钳10通过改变夹钳开口固定实验叶片6；压电促动器4的底部通过螺纹连接固定在磁力表座3上，上部通过转换接头5与力传感器8相连接；力传感器8通过其上的磁铁块吸附在实验叶片6的根部上；加速度传感器7上的磁铁块通过磁力吸附在实验叶片6的叶尖处。

支撑平台1的台面上均布有标准的螺纹孔，便于安装和调整实验件支座2的位置。

实验件支座2和导干式平口钳10都具有竖直的可调整键槽型通孔，并通过螺栓紧固件9将二者连接固定，并且便于调整导干式平口钳10夹持的实验叶片6的位置。

力传感器8、压电促动器4和磁力表座3的中心在同一垂直面上。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。