Способ определения колебаний лопаток турбомашины Советский патент 1990 года по МПК G01M9/00 

1

(21)4453551/24-06

(22)05.07.88

(46) 23.06.90. Бюл. № 23

(71)Институт проблем прочности АН УССР

(72)А.В.Перевозников (53) 621.438.9(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР 1188560, кл. G 01 М 9/00, 1983.

(.54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ ЛОПАТОК ТУРБОМАШИНЫ

(57)Изобретение позволяет повысить точность аэроупругой устойчивости решетки в условиях эксплуатации при различном угле закрутки потока путем воздействия через поток на исследуемую лопатку (ИЛ) 2 принудительным колебанием (ПК) соседних лопаток (СЛ) 3,расположенных по обе стороны относительно ИЛ 2. Фиксируют разность фаз этих ПК на частоте, равной собственной частоте колебаний (СЧК) ИЛ 2 при максимальной амплитуде ее колебаний. При фиксированной разности фаз этих колебаний колеблют СЛ 3 с частотой, отличной от СЧК ИЛ 2, плавно приближают вынужденную частоту колебания к СЧК ИЛ 2 до момента возникновения резонанса колебания ИЛ 2. Определяют разность между вынужденной и СЧК ИЛ 2 и по этой разности судят об аэродинамической устойчивости решетки. 2 ил.

I

Изобретение позволяет повысить точность аэроупругой устойчивости решетки в условиях эксплуатации при различном угле закрутки потока путем воздействия через поток на исследуемую лопатку /ИЛ/ 2 принудительным колебанием /ПК/ соседних лопаток /СЛ/ 3, расположенных по обе стороны относительно ИЛ 2. Фиксируют разность фаз этих ПК на частоте, равной собственной частоте колебаний /СЧК/ ИЛ 2 при максимальной амплитуде ее колебаний. При фиксированной разности фаз этих колебаний колеблют СЛ 3 с частотой, отличной от СЧК ИЛ 2, плавно приближают вынужденную частоту колебания к СЧК ИЛ 2 до момента возникновения резонанса колебания ИЛ 2. Определяют разность между вынужденной и СЧК ИЛ 2 и по этой разности судят об аэродинамической устойчивости решетки. 2 ил.

10

ел

ч|

00

СО

о

00

Фиг.1

Изобретение относится к турбомаши- ностроению, в частности к способу определения колебаний лопаток турбо- машины.

Цель изобретения - повышение точности определения аэроупругой устойчивости решетки в условиях эксплуатации при различном угле закрутки потока.

На фиг.1 показан стенд, реализующий способ определения колебаний лопаток турбомашины| на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Стенд, реализующий способ определения колебаний лопаток турбомашины, содержит корпус 1 с исследуемой лопаткой 2, двумя соседними лопатками 3 и остальными закрепленными на обечайке 4 и втулке 5 лопатками 6.Лопатки 2, 3 и 5 образуют кольцевую решетку. Исследуемая лопатка 2 консольно закреплена на массивном центральном теле 7, установленном в корпусе 1 на струнах 8. Перед решеткой лопаток 2,3 и 5 установлена решетка направляющих лопаток 9, выполненных с возможностью изменения угла их установки. Лопатки 3 консольно закреплены на втулке 5, и их свободные концы связаны с индивидуальными вибраторами 10. Каждый вибратор 10 через свой усилитель 11 мощности и фазовращатель 12 подключены к одному генератору J3 импульсов напряжения. На исследуемой и двух соседних лопатках 2 и 3 установлены соответственно тензодатчики 14 и 15, которые через тензостанцию 16 подключены к,осциллографу 17 и цифровому фазометру 18.

Способ определения колебаний лопаток 2 турбомашины реализуется на стенде следующим образом.

На исследуемую лопатку 2 воздействуют через закрученный поток принудительным колебанием соседних лопаток 3, расположенных с обеих сторон относительно исследуемой лопатки 2, фиксируют разность фаз и (ф этих колебаний на частоте f

. 0, равной собственной частоте колебаний исследуемой лопатки 2 при максимальной амплитуде ее колебаний. Затем при фиксированной разности фаз 4if , которую обеспечивают фазовращатели 12, принуди

5

0

5

0

5

0

5

0

тельно колеблют соседние лопатки 3 с частотой f , отличной от собственной частоты f0 колебания исследуемой лопатки. Плавно приближают вынужденную частоту f, колебания к собственной частоте Ј0 исследуемой лопатки 2 до момента возникновения резонанса колебания исследуемой лопатки 2. При этом определяют разность df fj- f0 между вынужденной и собственной частотами колебаний исследуемой лопатки 2 и по этой разности судят об аэродинамической устойчивости решетки, т.е. определяют йЈ, больше которой обеспечивается аэроупругая устойчивость решетки для заданного угла закрутки набегающего потока на исследуемую решетку. Угол закрутки потока можно менять путем поворота направляющих лопаток 9 вокруг их осей.

Формула изобретения

Способ определения колебаний лопаток турбомашины, заключающийся в том, что на исследуемую лопатку воздействуют через закрученный поток принудительным колебанием соседних лопаток, расположенных с обеих сторон относительно исследуемой, фиксируют разность фаз этих колебаний на частоте, равной собственной частоте колебаний исследуемой лопатки при максимальной амплитуде ее колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения аэроупругой устойчивости решетки в условиях эксплуатации при различном угле закрутки потока, затем при фиксированной разности фаз принудительно колеблют соседние лопатки с частотой, отличной от собственной частоты колебания исследуемой лопатки, плавно приближают вынужденную частоту колебания к собственной частоте исследуемой лопатки до момента возникновения резонанса колебания исследуемой лопатки, при этом определяют разность между вынужденной и собственной частотами колебаний исследуемой лопатки и по этой разности судят об аэродинамической устойчивости решетки.

Фиг. 2