CN115615643A - 获取叶盘振动特性的方法、装置、系统和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种获取叶盘振动特性的方法、装置、系统和电子设备，其中，该方法包括：获取叶盘的第一预设数量个叶片的振动响应信号，其中，叶盘包含盘体和叶片；根据振动响应信号，得到叶片的振动特性参数；根据预设试验目的和振动特性参数确定试验频率范围；基于试验频率范围，获取叶片之间以及叶片与盘体之间的耦合振动响应数据；根据预设方法处理耦合振动响应数据，并根据处理结果得到每个叶片的耦合振动特性。通过本申请，解决了相关技术中存在无法得到叶片与叶盘、叶片与叶片之间的耦合振动状态以及每个叶片有别于其他叶片的振动特性的问题。

Description

获取叶盘振动特性的方法、装置、系统和电子设备

技术领域

本发明涉及叶盘振动特性试验技术领域，尤其涉及一种获取叶盘振动特性的方法、装置、系统和电子设备。

背景技术

整体叶盘是中小型航空发动机的关键部件之一。在实际工作过程中，通过对叶片动应力测量证明了叶片与叶片之间通过盘体容易产生耦合振动。要了解整体叶盘振动特性，存在试验测试和有限元分析计算两种方式。

现有通过试验测试了解叶盘的振动特性的方法是通过模态测试和频率测试两种方式获得叶片-叶盘系统的振动特性数据。试验过程中，利用叶盘共振原理，首先对叶盘进行正弦扫频激振与拾振，获得叶盘振动响应信号，利用模态分析方法或者快速傅里叶变换(fast Fourier transform，FFT)进行分析，得到相应的频响函数，进而识别出叶盘各阶主模态频率、振型及阻尼比等振动特性参数。模态测试结果和频率测试结果可以准确反映某个叶盘和单个叶片在叶盘自由状态或中央固支状态下的主模态振动特性，但不容易反映叶盘在受到外部激振时，叶盘与叶片之间的耦合振动状态。采用有限元分析计算的方法得出的振动特性数据，只是叶盘理论模型系统的振动特性，它不反映具体叶盘实物上每个叶片有别于其他叶片的振动特性。

因此，在叶盘受到外部激振时，现有技术存在无法得到叶片与叶盘、叶片与叶片之间的耦合振动状态以及每个叶片有别于其他叶片的振动特性的问题。

发明内容

本申请提供了一种获取叶盘振动特性的方法、装置、系统和电子设备，以至少解决相关技术中存在无法得到叶片与叶盘、叶片与叶片之间的耦合振动状态以及每个叶片有别于其他叶片的振动特性的问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种获取叶盘振动特性的方法，该方法包括：

获取叶盘的第一预设数量个叶片的振动响应信号，其中，所述叶盘包含盘体和所述叶片；

根据所述振动响应信号，得到所述叶片的振动特性参数；

根据预设试验目的和所述振动特性参数确定试验频率范围；

基于所述试验频率范围，获取所述叶片之间以及所述叶片与所述盘体之间的耦合振动响应数据；

根据预设方法处理所述耦合振动响应数据，并根据处理结果得到每个所述叶片的耦合振动特性。

根据本申请实施例的另一个方面，还提供了一种获取叶盘振动特性的装置，该装置包括：

第一获取模块，用于获取叶盘的第一预设数量个叶片的振动响应信号，其中，所述叶盘包含盘体和所述叶片；

第一得到模块，用于根据所述振动响应信号，得到所述叶片的振动特性参数；

确定模块，用于根据预设试验目的和所述振动特性参数确定试验频率范围；

第二获取模块，用于基于所述试验频率范围，获取所述叶片之间以及所述叶片与所述盘体之间的耦合振动响应数据；

第二得到模块，用于根据预设方法处理所述耦合振动响应数据，并根据处理结果得到每个所述叶片的耦合振动特性。

可选地，确定模块包括：

第一获取单元，用于根据所述预设试验目的，获取叶盘的叶盘振动特性参数；

确定单元，用于根据所述预设试验目的，从所述叶盘振动特性参数中确定出目标振动特性参数；

第一得到单元，用于结合所述叶盘振动特性参数和所述目标振动特性参数，得到所述试验频率范围。

可选地，第二获取模块包括：

第二获取单元，用于同步获取每个所述叶片的振动应变响应以及对应的时间和频率；

第二得到单元，用于根据所述振动应变响应以及对应的时间和频率得到各个所述叶片的时域图和频域图；

第一作为单元，用于将所述时域图和所述频域图作为所述耦合振动响应数据。

可选地，第二得到模块包括：

第三得到单元，用于根据所述时域图和所述频域图，得到目标时间段，其中，所述目标时间段用于确定所述叶片的共振峰；

第四得到单元，用于将所述目标振动特性参数与所述时域图相结合，得到结合后的时域图；

第五得到单元，用于根据所述结合后的时域图、所述频域图以及所述目标时间段，得到第二预设数量个共振峰幅值以及对应频率。

第六得到单元，用于根据所述处理结果，得到所述叶片的活跃特性，其中，所述活跃特性用于确定所述叶片响应振动的特性；

第二作为单元，用于将所述处理结果以及所述活跃特性作为所述叶片的所述耦合振动特性。

根据本申请实施例的另一个方面，还提供了一种获取叶盘振动特性的系统，该系统包括：电荷放大模块、应变模块、信号分析模块、振动台、功率放大模块、振动控制模块；所述信号分析模块与所述应变模块相连，用于对所述应变模块获取到的待测叶盘的振动响应信号进行分析，所述信号分析模块与所述电荷放大模块相连，用于对所述电荷放大模块放大后的振动响应信号进行分析；所述功率放大模块分别与所述振动台和所述振动控制模块相连，用于对所述振动控制模块发送的控制信号进行放大，并将放大后的控制信号发送至所述振动台。

可选地，系统还包括：第三预设数量个应变计、专用夹具；第三预设数量个所述应变计分别分别设置在所述待测叶盘的叶片上，所述应变计分别与所述应变模块和所述电荷放大模块相连，用于将生成的表示所述叶片振动特性的所述振动响应信号发送至所述应变模块和所述电荷放大模块；所述专用夹具设置在所述振动台上，用于将所述待测叶盘固定在所述振动台。

根据本申请实施例的又一个方面，还提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器、通信接口和存储器通过通信总线完成相互间的通信；其中，存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于通过运行所述存储器上所存储的所述计算机程序来执行上述任一实施例中的方法步骤。

根据本申请实施例的又一个方面，还提供了一种计算机可读的存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一实施例中的方法步骤。

在本申请实施例中，通过获取叶盘的第一预设数量个叶片的振动响应信号，其中，叶盘包含盘体和叶片；根据振动响应信号，得到叶片的振动特性参数；根据预设试验目的和振动特性参数确定试验频率范围；基于试验频率范围，获取叶片之间以及叶片与盘体之间的耦合振动响应数据；根据预设方法处理耦合振动响应数据，并根据处理结果得到每个叶片的耦合振动特性。由于本申请实施例先根据叶片的振动响应信号得到叶片的振动特性参数，之后结合提前设定的试验目的和振动特性参数确定试验的频率范围，再同步获取该频率范围内叶片的耦合振动响应数据，通过分析该耦合振动响应数据，获得整体叶盘的耦合振动特性以及每个叶片有别于其他叶片的振动特性。解决了相关技术中存在无法得到叶片与叶盘、叶片与叶片之间的耦合振动状态以及每个叶片有别于其他叶片的振动特性的问题。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

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作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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是根据本申请实施例的一种可选的获取叶盘振动特性的方法的流程示意图；

图2是根据本申请实施例的一种可选的叶盘中1-4号叶片的耦合振动时域图；

图3是根据本申请实施例的一种可选的叶盘中5-8号叶片的耦合振动时域图；

图4是根据本申请实施例的一种可选的叶盘中9-12号叶片的耦合振动时域图；

图5是根据本申请实施例的一种可选的叶盘中13-16号叶片的耦合振动时域图；

图6是根据本申请实施例的一种可选的通过获取叶盘振动特性的系统获取待测叶盘振动特性的示意图；

图7是根据本申请实施例的一种可选的获取叶盘振动特性的装置的结构框图；

图8是根据本申请实施例的一种可选的电子设备的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

整体叶盘的每个叶片在叶型上均与其它叶片的设计参数相同，但由于在加工时，会产生结构上的微小差异，使得各叶片在相同的振动激励条件下，彼此的振动响应差异极大。在盘体、叶片之间发生耦合振动时，这种差异性会导致同级叶片中出现“活跃”叶片与“不活跃”叶片之分。在发动机工作过程中，叶盘的“活跃”叶片更容易发生高周疲劳破坏。掌握“活跃”叶片的分布特点有利于在整体叶盘的振动特性方面开展后续工作，如在发动机测试过程中进行叶片振动监测和动应力测试时，通过特别关注“活跃”叶片，有利于测试更准确。

基于上述内容，根据本申请实施例的一个方面，提供了一种获取叶盘振动特性的方法，如图1所示，该方法的流程可以包括以下步骤：

步骤S101，获取叶盘的第一预设数量个叶片的振动响应信号，其中，叶盘包含盘体和叶片。

可选地，本申请实施例首先针对整体叶盘的结构特点以及在发动机中的安装状态，设计并使用专用夹具将该叶盘刚性固定在试验平台上，整体叶盘可以简称为叶盘。之后，利用共振原理，使用接触式或非接触式激振器对叶盘进行正弦扫频激振，也可以利用脉冲冲击叶盘实现对该叶盘的激振。根据具体情况，在激振前在该叶盘的合适位置安装微型振动加速度传感器进行拾振，或者在激振过程中，选用合适的非接触式设备进行拾振，进而获得每个叶片的振动响应信号。

以某型号涡轴发动机压气机一级整体叶盘为试验对象，该叶盘有16个叶片即第一预设数量，为了解该叶盘发生一节圆模态振动和叶片发生一阶弯曲振动时，盘体、各叶片之间的耦合振动状态，首先以该一级整体叶盘各叶片为试验对象，执行上述步骤，以确定该16个叶片在一定频率范围内的振动响应信号。

步骤S102，根据振动响应信号，得到叶片的振动特性参数。

可选地，对振动响应信号进行信号显示和频谱分析，进而得到叶片静频、振型等振动特性参数。

对上述一级整体叶盘中16个叶片的振动响应信号进行信号显示和频谱分析，确定各叶片在一定频率范围内的多阶固有频率值即振动特性参数，其中上述16个叶片的一阶弯曲频率实测值均在1250～1300Hz之间。

步骤S103，根据预设试验目的和振动特性参数确定试验频率范围。

可选地，可以通过整体叶盘耦合振动特性试验获得叶片的耦合振动响应数据，该试验是基于共振原理进行的，该实验的试验频率范围由试验前拟定的试验目的和第一步中频率、振型测试结果共同确定。

同样以某型号涡轴发动机压气机一级整体叶盘为试验对象，设定的试验目的：为了解该叶盘发生一节圆模态振动和叶片发生一阶弯曲振动时，盘体、各叶片之间的耦合振动状态。此时设定的试验频率范围为1200Hz～1400Hz，该频率范围包含试验目的中的叶片一阶弯曲频率和叶盘一节圆频率。

步骤S104，基于试验频率范围，获取叶片之间以及叶片与盘体之间的耦合振动响应数据。

可选地，在获取耦合振动响应数据前，在该叶盘上各叶片叶身的相同区域粘贴同型号应变计，本申请选择的该相同区域是根据理论计算得出的大应力区域。应变计可以采用常温，1×1mm，120欧的箔氏应变计，通过引线将上述应变计接入多通道振动应变测试系统上，进行后续数据获取和数据分析。

使用上述专用夹具将该叶盘安装在振动台上。控制振动台对该叶盘进行载荷适当的轴向激振，线性扫描频率范围为1200Hz～1400Hz，多通道振动应变测试系统通过叶盘上的应变计同步采集盘体和叶片以及叶片和叶片之间的耦合振动响应数据。

步骤S105，根据预设方法处理耦合振动响应数据，并根据处理结果得到每个叶片的耦合振动特性。

可选地，分析耦合振动响应数据，获得整体叶盘耦合振动特性。即获得该叶盘发生某阶模态振动(如一节圆、二阶径振动等)或叶片发生某阶模态振动(如一弯、二弯、一扭等)时，叶片与叶盘以及叶片与叶片之间的耦合振动特性。

另外，通过对比各叶片之间振动特性的差异，将容易响应盘体以及其他叶片振动，且响应较强的叶片作为“活跃”叶片，将不易响应盘体以及其他叶片振动，且响应较弱的叶片作为“不活跃”叶片。

在本申请实施例中，通过获取叶盘的第一预设数量个叶片的振动响应信号，其中，叶盘包含盘体和叶片；根据振动响应信号，得到叶片的振动特性参数；根据预设试验目的和振动特性参数确定试验频率范围；基于试验频率范围，获取叶片之间以及叶片与盘体之间的耦合振动响应数据；根据预设方法处理耦合振动响应数据，并根据处理结果得到每个叶片的耦合振动特性。由于本申请实施例先根据叶片的振动响应信号得到叶片的振动特性参数，之后结合提前设定的试验目的和振动特性参数确定试验的频率范围，再同步获取该频率范围内叶片的耦合振动响应数据，通过分析该耦合振动响应数据，获得整体叶盘的耦合振动特性以及每个叶片有别于其他叶片的振动特性。解决了相关技术中存在无法得到叶片与叶盘、叶片与叶片之间的耦合振动状态以及每个叶片有别于其他叶片的振动特性的问题。

作为一种可选实施例，根据预设试验目的和振动特性参数确定试验频率范围包括：

根据预设试验目的，获取叶盘的叶盘振动特性参数；

根据预设试验目的，从叶盘振动特性参数中确定出目标振动特性参数；

结合叶盘振动特性参数和目标振动特性参数，得到试验频率范围。

可选地，同样以上述某型号涡轴发动机压气机一级整体叶盘为试验对象，预设试验目的为：为了解该叶盘发生一节圆模态振动和叶片发生一阶弯曲振动时，盘体、各叶片之间的耦合振动状态。

根据该试验目的，需要知道叶盘一节圆模态振动的频率。通过开展叶盘轴向激励的模态试验，进而获得叶盘在一定频率范围内的多阶模态频率值以及对应振型即叶盘振动特性参数，包括上述叶盘的一节圆模态频率，一节圆模态频率实测值为1312Hz。

根据该试验目的，需要知道该16各叶片一阶弯曲振动的频率即目标振动特性参数，从上述箔氏应变计获得的叶片振动特性参数中可知，上述16个叶片的一阶弯曲频率实测值均在1250～1300Hz之间。

结合上述一节圆模态频率1312Hz和上述16个叶片的一阶弯曲频率实测值范围1250～1300Hz，得到试验频率范围为1200Hz～1400Hz，试验频率范围包含包含各个叶片的一阶弯曲频率和叶盘一节圆频率。

在本申请实施例中，通过根据试验目的设定试验频率范围，一方面能够简化试验，另一方面，能够更准确获取试验目的所需的各个叶片的振动特性。另外，本申请采用应变计拾取试验中各个叶片的响应，一方面，应变计尺寸小、重量轻，适合各种小尺寸、小空间结构的叶盘试验，提高了本方法的通用性，另一方面，上述应变计对叶盘产生的附加质量影响极小，使获得的数据更准确。

作为一种可选实施例，获取盘体与叶片以及叶片之间的耦合振动响应数据包括：

同步获取每个叶片的振动应变响应以及对应的时间和频率；

根据振动应变响应以及对应的时间和频率得到各个叶片的时域图和频域图；

将时域图和频域图作为耦合振动响应数据。

可选地，同步获取每个叶片的振动应变响应以及对应的时间和频率。

根据上述数据得到各叶片的振动应变响应时域信号图(可以简称为时域波形图)，时域信号图横轴为时间、纵轴为应变，其中，应变表示长度的相对变化量，是形变量与原来长度尺寸的比值，此处应变单位为με，με＝(ΔL/L)×10^-6，ΔL为形变量，L为原来长度尺寸。应变响应时域信号图详见图2、图3、图4和图5，图2中的4个窗口显示1#～4#叶片的试验数据，图3中的4个窗口显示5#～8#叶片的试验数据，图4中的4个窗口显示9#～12#叶片的试验数据，图5中的4个窗口显示13#～16#叶片的试验数据。需要说明的是，图4中11#叶片的波形图由于应变计损坏无法显示，因此本申请不对11#叶片的振动特性进行分析。

并根据上述数据得到各叶片的振动应变响应频域信号图(可以简称为频域图)，横轴为频率，纵轴为应变。最后，将时域图和频域图作为耦合振动响应数据，用于后续的数据分析。

在本申请实施例中，通过在试验过程中进行信号同步采集，这为后续高质量试验数据的获取以及叶盘耦合振动特性的分析提供了保障。并通过时域波形图和频域图表示上述信号，更加直观，令本方法实施更方便，操作更简单。

作为一种可选实施例，根据预设方法处理耦合振动响应数据包括：

根据时域图和频域图，得到目标时间段，其中，目标时间段用于确定叶片的共振峰；

将目标振动特性参数与时域图相结合，得到结合后的时域图；

根据结合后的时域图、频域图以及目标时间段，得到第二预设数量个共振峰幅值以及对应频率。

可选地，进行试验数据分析的过程中，让上述时域波形图与其对应的频域图同时出现在分析窗口中，选择合适的时间段即目标时间段，目标时间段的时域波形图中包含所有信号特征的时域信号。

分析主要共振峰频率，将各叶片固有的一阶弯曲频率即目标振动特性参数对应的峰标于自己的波形图窗图中，得到上述结合后的时域图，详见图2、图3、图4和图5中各个窗口中的f₁，即为上述一阶弯曲频率。

分别记录图2、图3、图4和图5中各个窗口中幅值第一、第二、第三等多个共振峰所对应的频率，第二预设数量个表示多个，此处不做具体数量限制。

在本申请实施例中，通过综合分析时域波形图和频域图，分析主要共振峰，并记录多个共振峰的应变以及对应的频率，为后续数据分析得到各个叶片的耦合振动特性做好准备。

作为一种可选实施例，根据处理结果得到每个叶片的耦合振动特性包括：

根据处理结果，得到叶片的活跃特性，其中，活跃特性用于确定叶片响应振动的特性；

将处理结果以及活跃特性作为叶片的耦合振动特性。

可选地，通过对处理结果中叶盘耦合振动试验数据的分析即对图2、图3、图4和图5分析可知，每个叶片在自身一阶弯曲频率前后均有多个振动峰，其中，1312Hz是叶盘的一节圆模态频率，能够引起各叶片发生耦合振动并出现振动峰值。其余振动峰则是叶片自身的共振频率和叶片及叶片间的耦合共振频率。

对上述共振峰分析后可知，3#、4#、8#、9#叶片很活跃，不仅对自身一阶弯曲频率(可以简称为一弯)的共振响应很大，同时响应来自盘体及其他叶片的耦合共振峰也非常明显，这类叶片即为“活跃”叶片。1#，7#，12#，14#叶片则不太活跃，除了响应自身一阶弯曲频率和来自盘体的耦合共振外，几乎不响应来自其他叶片的共振，而且自身共振响应也明显小于上述“活跃”叶片，这类叶片即为“不活跃”叶片。根据图2、图3、图4和图5以及上述“活跃”与“不活跃”的特性，知道了每个叶片有别于其他叶片的振动特性。

在本申请实施例中，通过通过综合分析时域波形图和频域图，分析主要共振峰频率，得到叶片响应叶盘盘体以及响应其他叶片的耦合振动特性。并且，对“活跃”和“不活跃”叶片进行了界定和甄别，为后续工作的开展提供了参考依据。解决了相关技术中存在无法得到叶片与叶盘、叶片与叶片之间的耦合振动状态以及每个叶片有别于其他叶片的振动特性的问题。

使用上述获取叶片振动特性的方法，已成功地完成了WW发动机轴流叶轮、离心叶轮的振动特性试验，为压气机转子叶片动强度评估、整体叶盘加工质量评价以及振动排故提供了试验依据，为型号研制和定型做出了积极贡献。该方法操作简单、实施方便，可以推广应用于其它航空燃气涡轮发动机型号研制、相关课题研究中。该方法在降低整体叶盘的叶片振动故障、增强整体叶盘的安全性和可靠性等方面产生了良好的经济效益和社会效益。

根据本申请实施例的另一个方面，还提供了一种用于实施上述获取叶盘振动特性的方法的获取叶盘振动特性的装置。图7是据本申请实施例的一种可选的获取叶盘振动特性的装置的结构框图，如图7所示，该装置可以包括：

第一获取模块701，用于获取叶盘的第一预设数量个叶片的振动响应信号，其中，叶盘包含盘体和叶片；

第一得到模块702，用于根据振动响应信号，得到叶片的振动特性参数；

确定模块703，用于根据预设试验目的和振动特性参数确定试验频率范围；

第二获取模块704，用于基于试验频率范围，获取叶片之间以及叶片与盘体之间的耦合振动响应数据；

第二得到模块705，用于根据预设方法处理耦合振动响应数据，并根据处理结果得到每个叶片的耦合振动特性。

通过上述模块，先根据叶片的振动响应信号得到叶片的振动特性参数，之后结合提前设定的试验目的和振动特性参数确定试验的频率范围，再同步获取该频率范围内叶片的耦合振动响应数据，通过分析该耦合振动响应数据，获得整体叶盘的耦合振动特性以及每个叶片有别于其他叶片的振动特性。解决了相关技术中存在无法得到叶片与叶盘、叶片与叶片之间的耦合振动状态以及每个叶片有别于其他叶片的振动特性的问题。

作为一种可选实施例，确定模块包括：

第一获取单元，用于根据预设试验目的，获取叶盘的叶盘振动特性参数；

确定单元，用于根据预设试验目的，从叶盘振动特性参数中确定出目标振动特性参数；

第一得到单元，用于结合叶盘振动特性参数和目标振动特性参数，得到试验频率范围。

作为一种可选实施例，第二获取模块包括：

第二获取单元，用于同步获取每个叶片的振动应变响应以及对应的时间和频率；

第二得到单元，用于根据振动应变响应以及对应的时间和频率得到各个叶片的时域图和频域图；

第一作为单元，用于将时域图和频域图作为耦合振动响应数据。

作为一种可选实施例，第二得到模块包括：

第三得到单元，用于根据时域图和频域图，得到目标时间段，其中，目标时间段用于确定叶片的共振峰；

第四得到单元，用于将目标振动特性参数与时域图相结合，得到结合后的时域图；

第五得到单元，用于根据结合后的时域图、频域图以及目标时间段，得到第二预设数量个共振峰幅值以及对应频率。

第六得到单元，用于根据处理结果，得到叶片的活跃特性，其中，活跃特性用于确定叶片响应振动的特性；

第二作为单元，用于将处理结果以及活跃特性作为叶片的耦合振动特性。

此处需要说明的是，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例所公开的内容。

根据本申请实施例的另一个方面，还提供了一种获取叶盘振动特性的系统，该系统包括：电荷放大模块、应变模块、信号分析模块、振动台、功率放大模块、振动控制模块、第三预设数量个应变计和专用夹具；

信号分析模块与应变模块相连，用于对应变模块获取到的待测叶盘的振动响应信号进行分析，信号分析模块与电荷放大模块相连，用于对电荷放大模块放大后的振动响应信号进行分析；

功率放大模块分别与振动台和振动控制模块相连，用于对振动控制模块发送的控制信号进行放大，并将放大后的控制信号发送至振动台。

第三预设数量个应变计分别分别设置在待测叶盘的叶片上，应变计分别与应变模块和电荷放大模块相连，用于将生成的表示叶片振动特性的振动响应信号发送至应变模块和电荷放大模块；

专用夹具设置在振动台上，用于将待测叶盘固定在振动台。

可选地，利用上述获取叶盘振动特性的系统获取待测叶盘的振动特性，如图6所示，图中：1为电荷放大器即电荷放大模块，2为待测叶盘，3为应变仪即应变模块，4为信号分析仪即信号分析模块，5为专用夹具，6为振动台，7为功率放大器即功率放大模块，8为振动控制器即振动控制模块，11为应变计；

其中，应变计11为常温，1×1mm，120欧的箔氏应变计，应变计粘贴在待测叶盘2的各个叶片上，应变计有第三预设数量个，第三预设数量与待测叶盘的叶片数量相等。信号分析仪4分别与电荷放大器1、应变仪3相连，各应变计11通过引线与电荷放大器1、应变仪3相连。应变计11、电荷放大器1、应变仪3以及信号分析仪4构成一个电路回路，其中，电荷放大器1用于放大整个电路的电荷，应变计11用于采集各个叶片的振动应变响应数据并将采集到的数据传输至应变仪3，应变仪3获取上述振动应变响应数据后，将该数据传输至信号分析仪4，由信号分析仪4对振动应变响应数据进行分析，进而得到待测叶盘2的振动特性。

功率放大器7分别与振动控制器8、振动台6相连，振动控制器8发送振动控制指令，功率放大器7先放大该振动控制指令，再将该指令传输至振动台6，振动台6执行上述振动控制指令，对待测叶盘2进行激振。

利用专用夹具5将待测叶盘2固定在振动台6上。

另外，根据图6可知，该系统还包括：9为计算机，10为冷却风机，其中，计算机9与振动控制器8相连，用于控制振动控制器8发送振动控制指令。冷却风机10分别与功率放大器7、振动台6相连，用于对功率放大器7和振动台6进行冷却。

这样，利用上述系统，可以根据试验前拟定的试验目的，对待测叶盘的进行振动相关的试验。如上述步骤S101-步骤S105，获取叶盘的振动特性参数，并得到各个叶片有别于其他叶片的振动特性的步骤。

根据图6可知，本申请实施例整个获取叶盘震动特性的过程为：首先，利用图中计算机9控制振动控制器8发送振动控制指令，在由功率放大器7放大该振动控制指令后，由振动台6对待测叶盘2进行激振，上述过程中，利用冷却风机10对功率放大器7和振动台6进行冷却。对待测叶盘激振的同时，通过电荷放大器1用于放大整个电路的电荷，再利用应变计11采集待测叶盘2中各个叶片的振动应变响应数据，并将采集到的数据传输至应变仪3，应变仪3获取上述振动应变响应数据后，将该数据传输至信号分析仪4，由信号分析仪4对振动应变响应数据进行分析，进而得到待测叶盘2的振动特性。

这种获取叶盘振动特性的方法，方法简捷、操作简单、实施方便，弥补了现有整体叶盘振动特性常规试验方法和计算方法所得结果的不足。解决了相关技术存在无法得到叶片与叶盘、叶片与叶片之间的耦合振动状态以及每个叶片有别于其他叶片的振动特性的问题。

根据本申请实施例的又一个方面，还提供了一种用于实施上述获取叶盘振动特性的方法的电子设备，该电子设备可以是服务器、终端、或者其组合。

图8是根据本申请实施例的一种可选的电子设备的结构框图，如图8所示，包括处理器801、通信接口802、存储器803和通信总线804，其中，处理器801、通信接口802和存储器803通过通信总线804完成相互间的通信，其中，

存储器803，用于存储计算机程序；

处理器801，用于执行存储器803上所存放的计算机程序时，实现如下步骤：

获取叶盘的第一预设数量个叶片的振动响应信号，其中，叶盘包含盘体和叶片；

根据振动响应信号，得到叶片的振动特性参数；

根据预设试验目的和振动特性参数确定试验频率范围；

基于试验频率范围，获取叶片之间以及叶片与盘体之间的耦合振动响应数据；

根据预设方法处理耦合振动响应数据，并根据处理结果得到每个叶片的耦合振动特性。

可选地，在本实施例中，上述的通信总线可以是PCI(Peripheral ComponentInterconnect，外设部件互连标准)总线、或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。

存储器可以包括RAM，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如，至少一个磁盘存储器。可选地，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

作为一种示例，如图8所示，上述存储器803中可以但不限于包括上述获取叶盘振动特性的装置中的第一获取模块701、第一得到模块702、确定模块703、第二获取模块704、第二得到模块705。此外，还可以包括但不限于上述获取叶盘振动特性的装置中的其他模块单元，本示例中不再赘述。

上述处理器可以是通用处理器，可以包含但不限于：CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)、NP(Network Processor，网络处理器)等；还可以是DSP(DigitalSignal Processing，数字信号处理器)、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit，专用集成电路)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解，图8所示的结构仅为示意，实施上述获取叶盘振动特性的方法的设备可以是终端设备，该终端设备可以是智能手机(如Android手机、iOS手机等)、平板电脑、掌上电脑以及移动互联网设备(Mobile Internet Devices，MID)、PAD等终端设备。图8其并不对上述电子设备的结构造成限定。例如，终端设备还可包括比图8中所示更多或者更少的组件(如网络接口、显示装置等)，或者具有与图8所示的不同的配置。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令终端设备相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：闪存盘、ROM、RAM、磁盘或光盘等。

根据本申请实施例的又一个方面，还提供了一种存储介质。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以用于存储执行获取叶盘振动特性的方法的程序代码。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以位于上述实施例所示的网络中的多个网络设备中的至少一个网络设备上。

可选地，在本实施例中，存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：

获取叶盘的第一预设数量个叶片的振动响应信号，其中，叶盘包含盘体和叶片；

根据振动响应信号，得到叶片的振动特性参数；

根据预设试验目的和振动特性参数确定试验频率范围；

基于试验频率范围，获取叶片之间以及叶片与盘体之间的耦合振动响应数据；

根据预设方法处理耦合振动响应数据，并根据处理结果得到每个叶片的耦合振动特性。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例中所描述的示例，本实施例中对此不再赘述。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、ROM、RAM、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种获取叶盘振动特性的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取叶盘的第一预设数量个叶片的振动响应信号，其中，所述叶盘包含盘体和所述叶片；

根据所述振动响应信号，得到所述叶片的振动特性参数；

根据预设试验目的和所述振动特性参数确定试验频率范围；

基于所述试验频率范围，获取所述叶片之间以及所述叶片与所述盘体之间的耦合振动响应数据；

根据预设方法处理所述耦合振动响应数据，并根据处理结果得到每个所述叶片的耦合振动特性。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设试验目的和所述振动特性参数确定试验频率范围包括：

根据所述预设试验目的，获取叶盘的叶盘振动特性参数；

根据所述预设试验目的，从所述叶盘振动特性参数中确定出目标振动特性参数；

结合所述叶盘振动特性参数和所述目标振动特性参数，得到所述试验频率范围。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所述叶片之间以及所述叶片与所述盘体之间的耦合振动响应数据包括：

同步获取每个所述叶片的振动应变响应以及对应的时间和频率；

根据所述振动应变响应以及对应的时间和频率得到各个所述叶片的时域图和频域图；

将所述时域图和所述频域图作为所述耦合振动响应数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据预设方法处理所述耦合振动响应数据包括：

根据所述时域图和所述频域图，得到目标时间段，其中，所述目标时间段用于确定所述叶片的共振峰；

将所述目标振动特性参数与所述时域图相结合，得到结合后的时域图；

根据所述结合后的时域图、所述频域图以及所述目标时间段，得到第二预设数量个共振峰幅值以及对应频率。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据处理结果得到每个所述叶片的耦合振动特性包括：

根据所述处理结果，得到所述叶片的活跃特性，其中，所述活跃特性用于确定叶片响应振动的特性；

将所述处理结果以及所述活跃特性作为所述叶片的所述耦合振动特性。

6.一种获取叶盘振动特性的装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取叶盘的第一预设数量个叶片的振动响应信号，其中，所述叶盘包含盘体和所述叶片；

第一得到模块，用于根据所述振动响应信号，得到所述叶片的振动特性参数；

确定模块，用于根据预设试验目的和所述振动特性参数确定试验频率范围；

第二获取模块，用于基于所述试验频率范围，获取所述叶片之间以及所述叶片与所述盘体之间的耦合振动响应数据；

第二得到模块，用于根据预设方法处理所述耦合振动响应数据，并根据处理结果得到每个所述叶片的耦合振动特性。

7.一种获取叶盘振动特性的系统，其特征在于，所述系统包括：电荷放大模块、应变模块、信号分析模块、振动台、功率放大模块、振动控制模块；

所述信号分析模块与所述应变模块相连，用于对所述应变模块获取到的待测叶盘的振动响应信号进行分析，所述信号分析模块与所述电荷放大模块相连，用于对所述电荷放大模块放大后的振动响应信号进行分析；

所述功率放大模块分别与所述振动台和所述振动控制模块相连，用于对所述振动控制模块发送的控制信号进行放大，并将放大后的控制信号发送至所述振动台。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：第三预设数量个应变计、专用夹具；

第三预设数量个所述应变计分别分别设置在所述待测叶盘的叶片上，所述应变计分别与所述应变模块和所述电荷放大模块相连，用于将生成的表示叶片振动特性的所述振动响应信号发送至所述应变模块和所述电荷放大模块；

所述专用夹具设置在所述振动台上，用于将所述待测叶盘固定在所述振动台。

9.一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口和所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信，其特征在于，

所述存储器，用于存储计算机程序；

所述处理器，用于通过运行所述存储器上所存储的所述计算机程序来执行权利要求1至5中任一项中所述的方法步骤。

10.一种计算机可读的存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项中所述的方法步骤。

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