基于包络分析的汽轮机叶片振动监测信号处理方法

1

作者 刘志德 程学亮 +1 位作者 魏红阳 翟彦恺 《汽轮机技术》 北大核心 2024年第2期117-119,共3页

以汽轮机末级叶片为研究对象,使用末级叶片径向围带上方的传感器采集叶片振动信号,针对信号波动较大,难以确定每支叶片通过传感器位置时刻的问题,采用时域信号的处理方法来确定触发时刻。对信号使用两层Hampel滤波器来消除信号的野点;... 以汽轮机末级叶片为研究对象,使用末级叶片径向围带上方的传感器采集叶片振动信号,针对信号波动较大,难以确定每支叶片通过传感器位置时刻的问题,采用时域信号的处理方法来确定触发时刻。对信号使用两层Hampel滤波器来消除信号的野点;对处理完的数据进行重采样,消除小范围的波动量;使用平滑滤波来处理数据,使得信号在局部具有单调性;求取信号的包络线,将包络线乘以系数作为信号的触发门限。相对于频域滤波方法,该方法较好地保持了信号的形状,能够精确地识别叶片通过传感器的时刻,对于波动大的信号尤其适用。 展开更多

关键词 叶片振动 时域 包络 滤波

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基于叶尖定时的旋转机械叶片振动频率辨识ESPRIT方法 被引量：14

2

作者 李孟麟 段发阶 +2 位作者 欧阳涛 孔祥洪 季茂林 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第12期18-21,共4页

基于叶尖定时原理采集的旋转机械叶片振动信号是多频率混叠的欠采样信号,通过分析振动信号的数学模型,提出了在均匀转速下利用两个叶尖定时传感器构成有延迟的双通道,采用旋转不变子空间技术(ESPRIT)辨识多个叶片振动频率的新方法。介... 基于叶尖定时原理采集的旋转机械叶片振动信号是多频率混叠的欠采样信号,通过分析振动信号的数学模型,提出了在均匀转速下利用两个叶尖定时传感器构成有延迟的双通道,采用旋转不变子空间技术(ESPRIT)辨识多个叶片振动频率的新方法。介绍该方法的理论依据,推导了频率估计解模糊的具体步骤,通过计算机仿真和模拟振动平台气激实验分析该方法频率估计性能,验证了其在工程实践中的有效性。 展开更多

关键词 叶尖定时 叶片振动 频率辨识 欠采样 旋转不变子空间(ESPRIT)

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航空发动机压气机叶片振动疲劳寿命与af值的关系 被引量：19

3

作者 张忠平 孙强 +2 位作者 李春旺 乔艳江 赵文轸 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期459-461,514,共3页

以某型航空发动机低压压气机2级转子叶片一阶弯曲振动时不同af值(叶尖振幅与叶片固有振动频率乘积)及相应的振动疲劳寿命的试验结果为出发点,建立了叶片振动疲劳寿命与af值的关系,所得关系与传统的S-N关系相比,既不是幂函数也不是指数... 以某型航空发动机低压压气机2级转子叶片一阶弯曲振动时不同af值(叶尖振幅与叶片固有振动频率乘积)及相应的振动疲劳寿命的试验结果为出发点,建立了叶片振动疲劳寿命与af值的关系,所得关系与传统的S-N关系相比,既不是幂函数也不是指数函数。叶片振动疲劳寿命与af值关系的建立,一方面提供了确定叶片振动疲劳寿命的可能,另一方面提供了研究材料多轴高周疲劳行为的新途径。 展开更多

关键词 压气机叶片 一阶弯曲振动 af值 叶片振动疲劳寿命 多轴高周疲劳

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某型航空发动机压气机叶片振动静频与动频的关系 被引量：12

4

作者 杨文庆 孙强 +2 位作者 马龙 李春旺 张忠平 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2005年第5期5-7,共3页

以某型航空发动机压气机四、六级叶片为研究对象,考虑发动机实际工作时的温度及叶片扭向的影响,首先计算了压气机叶片振动的静频值及发动机特定转速下的动频值。通过函数拟合,得到了压气机叶片振动的动频与静频及发动机转速的关系式,给... 以某型航空发动机压气机四、六级叶片为研究对象,考虑发动机实际工作时的温度及叶片扭向的影响,首先计算了压气机叶片振动的静频值及发动机特定转速下的动频值。通过函数拟合,得到了压气机叶片振动的动频与静频及发动机转速的关系式,给出了在更接近于实际工作状态下计算某型发动机任意转速下叶片动频的方法,指出了所得关系式与传统关系式相比,其优点在于既包括了温度的影响又恰当地反映了叶片扭向的影响。 展开更多

关键词 叶片振动 叶片扭向 温度 静频 动频

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带阻尼结构长叶片振动响应的研究 被引量：5

5

作者 季葆华 王乐天 +1 位作者 李辛毅 孟庆集 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第12期53-59,共7页

研究了大型汽轮机长叶片的阻尼结构（凸肩或围带）对叶片振动的减振原理及效果．首先引入干摩擦非线性连接元，并进而推导出摩擦力附加刚度及附加阻尼矩阵，建立了有限元动力方程．其次用摩擦阻尼情况下的振型叠加法编制了有限元程序，... 研究了大型汽轮机长叶片的阻尼结构（凸肩或围带）对叶片振动的减振原理及效果．首先引入干摩擦非线性连接元，并进而推导出摩擦力附加刚度及附加阻尼矩阵，建立了有限元动力方程．其次用摩擦阻尼情况下的振型叠加法编制了有限元程序，研究叶片阻尼凸肩（围带）间的正压力与叶片响应的定量关系，找出了规律，在此基础上用８５１叶片作为算例。 展开更多

关键词 叶片振动 摩擦 非线性 响应 汽轮机

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基于键相插值法的叶片振动测量研究 被引量：13

6

作者 王维民 任三群 +1 位作者 陈立芳 邵化金 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期361-365,共5页

研究了转速波动对叶尖定时测量精度的影响及解决方法,以非接触式叶尖定时测振法为基础,引入键相插值法解决如升(降)速、转速波动等情况下的单键相涡轮机叶片振动测量误差较大的问题,同时对恒速运转下也可自适应测量。首先通过建立仿真... 研究了转速波动对叶尖定时测量精度的影响及解决方法,以非接触式叶尖定时测振法为基础,引入键相插值法解决如升(降)速、转速波动等情况下的单键相涡轮机叶片振动测量误差较大的问题,同时对恒速运转下也可自适应测量。首先通过建立仿真模型比较在不同波动频率下键相插值法与单键相法的结果,结果表明在波动周期较大或波动的转速幅值较大等情况下,使用键相插值法计算的结果,其精确度明显提高。最后分别通过模拟叶轮实验台和真实叶轮实验台进行了实验验证。结果表明,笔者所提出的键相插值法可以有效地提高转速波动过程中的叶片振动位移测量,对解决工程实际问题具有较大的参考价值。 展开更多

关键词 叶尖定时 叶片振动 转速波动 单键相 键相插值

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航空发动机转子叶片振动测量技术研究 被引量：11

7

作者 艾延廷 张凤玲 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z2期1242-1244,共3页

简要论述了航空发动机转子叶片振动测量的必要性及发展现状,着重介绍了几种叶片振动测量方法,并对它们的测量原理进行了阐述。

关键词 航空发动机 转子 叶片振动

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基于叶尖定时法的旋转叶片振动监测技术研究与应用进展 被引量：15

8

作者 陈庆光 王超 《噪声与振动控制》 CSCD 2016年第1期1-4,37,共5页

自叶尖定时法提出以来,其众多突出的优点使其成为当前旋转叶片在线监测领域中的研究热点。在现有文献的基础上,首先对叶尖定时测量方法的基本原理进行简述,总结近几年国内外在该领域取得的成果和研究现状;然后,介绍几种基于叶尖定时法... 自叶尖定时法提出以来,其众多突出的优点使其成为当前旋转叶片在线监测领域中的研究热点。在现有文献的基础上,首先对叶尖定时测量方法的基本原理进行简述,总结近几年国内外在该领域取得的成果和研究现状;然后,介绍几种基于叶尖定时法的传感器和叶片振动参数辨识的新方法,并对其进行分析和比较。最后,提出该领域未来研究的方向和难点。 展开更多

关键词 振动与波 叶尖定时法 旋转叶片 叶片振动 参数辨识 传感器

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增压器涡轮叶片振动分析及其可靠性评价方法研究 被引量：4

9

作者 王正 王增全 +3 位作者 郭凯 门日秀 王良 武广红 《车用发动机》 北大核心 2012年第4期63-67,共5页

针对增压器涡轮叶片振动失效模式,研究了涡轮叶片振动分析与可靠性评价方法。结合某增压器涡轮,利用共振线图建立了涡轮叶片振动失效判据。考虑涡轮叶片振动固有频率分散性与涡轮工作转速随机性的影响,建立了能够体现叶片振动固有频率... 针对增压器涡轮叶片振动失效模式,研究了涡轮叶片振动分析与可靠性评价方法。结合某增压器涡轮,利用共振线图建立了涡轮叶片振动失效判据。考虑涡轮叶片振动固有频率分散性与涡轮工作转速随机性的影响,建立了能够体现叶片振动固有频率、工作转速、叶片数、寿命指标、最小谐振阶数等参数的涡轮叶片振动可靠度与失效率计算模型,研究了涡轮叶片振动可靠度与失效率的变化规律,给出了涡轮叶片振动可靠寿命确定方法。运用所建立的方法及模型,能够科学地计算出增压器涡轮叶片振动的可靠度与失效率变化规律以及可靠寿命。 展开更多

关键词 增压器 涡轮 叶片振动 可靠性 可靠寿命

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基于单叶顶传感器非接触在线测量叶片振动间断相位法的研究 被引量：3

10

作者 韩中合 张万杰 刘江 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2007年第4期56-59,共4页

提出了基于单叶顶传感器非接触在线测量汽轮机叶片振动状态的间断相位法。该方法通过测量叶顶到达安装于机壳上的传感器处的时间获得叶片的振动位移,根据多次测量得到的振动位移序列求得叶片的振幅,再通过对叶片振动位移序列的离散傅立... 提出了基于单叶顶传感器非接触在线测量汽轮机叶片振动状态的间断相位法。该方法通过测量叶顶到达安装于机壳上的传感器处的时间获得叶片的振动位移,根据多次测量得到的振动位移序列求得叶片的振幅,再通过对叶片振动位移序列的离散傅立叶变换求得叶片的振动频率。理论模拟及实验结果表明,该方法可以较准确获得叶片的振幅和频率,用于叶片振动非接触在线测量是可行的。 展开更多

关键词 汽轮机 叶片振动 非接触 在线监测

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高精度发电汽轮机叶片振动检测系统的研究 被引量：1

11

作者 葛永庆 张东阳 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2008年第3期67-70,共4页

利用高速光电传感器和光导纤维,设计了一种通过测量两个相邻叶片经过同一个光电传感器的时间差的变化,来检测叶片的振动的汽轮机叶片检测系统。与现有的检测方式相比,提高了测量的精度,并降低了系统成本。

关键词 汽轮机 叶片振动检测 光纤传感器 高速CPLD

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叶轮叶片振动的检测方法及检测装置的设计

12

作者 刘吉安 李克天 《机床与液压》 北大核心 2009年第9期185-186,189,共3页

叶轮是高速涡轮机的关键部件,保持叶片高速运行时处于良好状态对保证涡轮机正常运行十分重要,目前叶片状态的在线检测尚有许多困难。提出一种叶轮叶片振动在线连续实时检测的方法,并设计了检测装置,该装置包括实验平台的整体原理、控制... 叶轮是高速涡轮机的关键部件,保持叶片高速运行时处于良好状态对保证涡轮机正常运行十分重要,目前叶片状态的在线检测尚有许多困难。提出一种叶轮叶片振动在线连续实时检测的方法,并设计了检测装置,该装置包括实验平台的整体原理、控制系统、信号采集处理电路。通过振动频率实验对比,证明该装置和方法是合理可行的。 展开更多

关键词 叶片振动 高速实时 应变 检测

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叶片振动对转子—轴承系统动力学行为的影响 被引量：11

13

作者 王立刚 曹登庆 +1 位作者 胡超 黄文虎 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期320-325,共6页

依据转子动力学理论,应用Lagrange方程建立了叶片与转子—轴承系统耦合振动的非线性动力学模型.为了分析叶片的惯性影响和系统的时变性,将叶片模化为单摆模型.利用一个线性变换将叶片振动方程中与转子耦合的一节径振动方程与其他叶片振... 依据转子动力学理论,应用Lagrange方程建立了叶片与转子—轴承系统耦合振动的非线性动力学模型.为了分析叶片的惯性影响和系统的时变性,将叶片模化为单摆模型.利用一个线性变换将叶片振动方程中与转子耦合的一节径振动方程与其他叶片振动方程解耦,再利用周期变换将叶片和转子的耦合振动方程转化为常系数方程.采用Runge-Kutta数值方法求解系统的动力学方程,用分岔图、最大Lyapunov指数曲线、Poincaré映射图和频谱图等分析系统的稳定性.数值结果表明:叶片阻尼系数的变化对系统动力学行为有显著影响,在低转速时叶片振动可减小系统发生混沌的转速范围,在高转速时,叶片振动延迟概周期运动的出现. 展开更多

关键词 叶片振动 转子-轴承 非线性振动 混沌

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基于叶顶计时法的汽轮机叶片振动在线监测系统的开发与应用 被引量：9

14

作者 关淳 马义良 +3 位作者 薛海亮 潘劭平 李宇峰 翁振宇 《汽轮机技术》 北大核心 2021年第4期303-305,共3页

着重论述了汽轮机叶片振动在线监测系统的开发与应用,从基本测试理论、系统框架、系统创新点、传感器研制以及技术应用等多个方面展开详细介绍,旨在为广大从事汽轮机监测及运维技术的专业人员提供研制经验,并为进一步系统优化提供技术... 着重论述了汽轮机叶片振动在线监测系统的开发与应用,从基本测试理论、系统框架、系统创新点、传感器研制以及技术应用等多个方面展开详细介绍,旨在为广大从事汽轮机监测及运维技术的专业人员提供研制经验,并为进一步系统优化提供技术借鉴。 展开更多

关键词 叶片振动 叶顶计时 实时监测 电涡流传感器

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叶顶吸气效应抑制叶片振动的研究 被引量：2

15

作者 丁磊 何立东 李金波 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期121-124,共4页

吸气可以改变叶片周围的气流特性,多用来控制叶片吸力面流动分离。将吸气应用于叶片减振,通过模型实验研究了吸气对叶片振动的影响,改变吸气位置和吸缝长度,测量了不同条件下的叶片振幅并作比较。数值模拟计算了不同位置、不同速度吸气... 吸气可以改变叶片周围的气流特性,多用来控制叶片吸力面流动分离。将吸气应用于叶片减振,通过模型实验研究了吸气对叶片振动的影响,改变吸气位置和吸缝长度,测量了不同条件下的叶片振幅并作比较。数值模拟计算了不同位置、不同速度吸气对叶片周围流场的影响,重点分析了叶顶间隙气流速度的变化。数值计算在一定程度上解释了实验结论,二者所得的规律统一。最终结果表明:叶片正上方或上方偏来流侧吸气有明显减振效果,模型实验条件下,振幅最大降低了27%。 展开更多

关键词 吸气 叶片振动 减振 模型实验 数值模拟 叶顶间隙气流速度

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涡轮增压器压气机叶片振动分析 被引量：8

16

作者 张凤格 李惠彬 +1 位作者 王国兵 张华明 《噪声与振动控制》 CSCD 2003年第6期13-14,20,共3页

本文针对某种型号涡轮增压器存在进气口振动、噪声大等问题,先通过三维坐标仪对该涡轮增压器叶轮叶片曲面轮廓进行坐标测量,然后用CAD软件进行三维建模,并利用有限元软件对叶轮大小叶片进行了模态分析,得出了叶片的各阶固有频率以及相... 本文针对某种型号涡轮增压器存在进气口振动、噪声大等问题,先通过三维坐标仪对该涡轮增压器叶轮叶片曲面轮廓进行坐标测量,然后用CAD软件进行三维建模,并利用有限元软件对叶轮大小叶片进行了模态分析,得出了叶片的各阶固有频率以及相应振型。对比增压器压气机的工作转速和叶轮片通过频率,找出叶片共振的频率,从而为有效地控制压气机进气口振动、噪声大等问题提供理论依据。 展开更多

关键词 废气涡轮增压器 压气机 叶片振动 固有频率 发动机 振动控制

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基于压电分支阻尼技术的航空发动机叶片振动抑制方法研究 被引量：8

17

作者 周标 柯宏威 +2 位作者 陈旭 臧朝平 金瑶 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期209-215,222,共8页

开展基于压电分支阻尼技术的叶片振动抑制方法研究。首先,对于叶片结构和压电陶瓷构成的机电耦合系统,研究其有限元动力学建模方法及模型减缩技术;其次,分析了经典的谐振分支电路以及含负电容的电感-电阻分支电路的原理和方法;最后,实... 开展基于压电分支阻尼技术的叶片振动抑制方法研究。首先,对于叶片结构和压电陶瓷构成的机电耦合系统,研究其有限元动力学建模方法及模型减缩技术;其次,分析了经典的谐振分支电路以及含负电容的电感-电阻分支电路的原理和方法;最后,实际构建上述压电分支电路,重点研究了大电感和负电容的物理实现方法,并通过实验考察压电分支阻尼对某型航空发动机压气机叶片结构振动抑制的效果。实验结果表明:该建模及分析方法引入了压电陶瓷“等效电容”的概念,能够准确地预测叶片-压电陶瓷机电耦合系统的动力学特性,具备处理实际复杂叶片结构的能力;谐振分支电路在抑制叶片单阶模态振动方面效果显著,负电容的引入能够有效地增强压电分支阻尼效应。 展开更多

关键词 压电分支阻尼 叶片振动抑制 谐振分支电路 集成电感 负电容

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遥测技术在一米长叶片振动特性试验中的应用

18

作者 林国文 王柏仁 《动力工程学报》 CAS 1983年第5期63-63,共1页

本文介绍了在我国自行设计制造的30万千瓦汽轮机末级1米特长叶片振动特性试验中应用的无线电近程遥测系统。系统地介绍了DF8101和DF8102型两种调频发报机的电路原理以及它们的频响特性,温度特性,整机灵敏度等各项技术指标并给出了相应... 本文介绍了在我国自行设计制造的30万千瓦汽轮机末级1米特长叶片振动特性试验中应用的无线电近程遥测系统。系统地介绍了DF8101和DF8102型两种调频发报机的电路原理以及它们的频响特性,温度特性,整机灵敏度等各项技术指标并给出了相应的特性曲线。着重讨论了遥测技术在汽轮机叶片动态测量中应解决的天线匹配、电磁场屏蔽与接地等问题。试验指出:天线匹配。 展开更多

关键词 松拉金 叶片振动 结构振动 遥测技术 特性试验

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无转速同步下叶片同步振动参数辨识误差修正 被引量：1

19

作者 郭沛铉 牛广越 +4 位作者 傅骁 段发阶 支烽耀 吴靓昕 蒋佳佳 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1005-1013,共9页

叶片振动非接触在线测量是保障大型旋转机械健康高效运行的重要环节,振动参数的精确辨识是叶片振动高精度测量的关键。无转速同步下,传统基于叶尖定时的叶片同步振动参数辨识方法忽略了叶片振动带来的时间误差,直接影响了参数辨识精度... 叶片振动非接触在线测量是保障大型旋转机械健康高效运行的重要环节,振动参数的精确辨识是叶片振动高精度测量的关键。无转速同步下,传统基于叶尖定时的叶片同步振动参数辨识方法忽略了叶片振动带来的时间误差,直接影响了参数辨识精度。为修正无转速同步下的叶片同步振动周向傅里叶拟合误差,提出了一种改进的叶片同步振动参数高精度辨识方法。利用叶片振动角位移,修正叶片到达时刻,优化传感器之间的振动位移差测量模型,提高了叶片振动幅值及振动倍频的辨识精度。开展了仿真和实验验证,二者结果一致性良好,在振动倍频值10、6、5处,改进方法与传统方法相比,信号恢复精度分别提高11.79μm、5.21μm、3.26μm,所提方法具有良好的误差修正效果。 展开更多

关键词 叶尖定时 叶片振动 转速同步 误差修正 参数辨识

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透平叶片全域动应变-叶尖振动映射方法研究

20

作者 王治良 王维民 +2 位作者 张扬 张旭龙 李天晴 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期298-304,410,共8页

针对高速旋转叶片振动导致的叶片裂纹甚至断裂而影响设备运行安全的问题,研究了叶片全域动应变与叶尖振动幅值的映射关系,提出一种透平叶片弯曲及扭转共振下叶片动应变非接触式测试方法,可实现基于叶尖振动幅值的叶片动应变反演,为叶片... 针对高速旋转叶片振动导致的叶片裂纹甚至断裂而影响设备运行安全的问题,研究了叶片全域动应变与叶尖振动幅值的映射关系,提出一种透平叶片弯曲及扭转共振下叶片动应变非接触式测试方法,可实现基于叶尖振动幅值的叶片动应变反演,为叶片疲劳寿命预测奠定基础。首先,以某透平叶片为对象,对叶片进行模态分析获取全域应变和幅值比,进行叶尖振动测量点的优化;其次,运用振动台对叶片进行振动激励试验,获得叶片1阶、2阶共振下模态频率和应变-位移响应比,并对有限元分析模型进行修正。研究结果表明,所提出的叶片动应变测试应变-位移相对误差小于10%,频率误差小于1%,证明了叶片动应变测试方法的有效性。 展开更多

关键词 动应变 叶片振动 模态分析 高频振动 应变-位移响应

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