SU1359698A2 - Способ исследовани аэродинамической св зности колебаний лопаток плоской решетки в аэродинамическом потоке - Google Patents
Способ исследовани аэродинамической св зности колебаний лопаток плоской решетки в аэродинамическом потоке Download PDFInfo
- Publication number
- SU1359698A2 SU1359698A2 SU864048341A SU4048341A SU1359698A2 SU 1359698 A2 SU1359698 A2 SU 1359698A2 SU 864048341 A SU864048341 A SU 864048341A SU 4048341 A SU4048341 A SU 4048341A SU 1359698 A2 SU1359698 A2 SU 1359698A2
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- blades
- aerodynamic
- oscillations
- blade
- phase shift
- Prior art date
Links
Landscapes
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Abstract
Изобретение позвол ет повысить достоверность определени запаса аэроупругой устойчивости лопаток плоской решетки в аэродинамическом потоке. Дл зтого воздействуют на лопатки 3 синусоидальными акустическими волнами, задаваемыми от задаю (Л 00 ел со 05 со сх го
Description
1359
щего генератора 9 через фазовращатель 10 и усилитель 12 в проточную tecть аэродинамической трубы 1 с частотой., равной частоте колебаний опорной лопатки. Задают сдвиг фаз акустических волн относительно колебаний опорной лопатки, измен ют его в пределах до 21Т рад и по изменению
Изобретение относитс к испытательной технике, в частности к способам определени запаса аэроупругой устойчивости лопаток в лопаточном венце турбомашины по экспериментальному исследованию аэродинамической св зности колебаний лопаток одиночной решетки в потоке.
Целью изобретени вл етс повьше- ние достоверности определени , запаса аэроупругой устойчивости лопаток путем вы влени в одиночной решетке акустического резонанса при минимальном значении аэродинамического демпфировани лопаток.
На фиг.1 изображена блок-схема дл . осуществлени предлагаемого способа исследовани аэродинамической св зности колебаний лопаток в потоке на фиг.2 - график зависимости аэродинамического декремента &д колебаний лопаток одиночной .плоской решетки от сдвига фаз q), колебаний соседних лопаток .
В проточной части дозвуковой аэродинамической трубы 1 устанавливают две группы лопаток 2 одиночной плоской решетки, закрепл емых неподвижно с двух сторон проточной Части аэродинамической трубы 1. Группу консольных лопаток 3, состо щую из трех (или более ) .лопаток, вывешивают на независи- мьпс струнных подвесках 4 в ту же решетку между двум группами лопаток 2, при этом все лопатки 3 закреплены в индивидуальных массивных телах 5 на упругих элементах 6 возвратно-пос- ТУпательных перемещений. На массивных телах 5 закреплены и индивидуальные электромагнитные вибровозбудители 7. Группы лопаток 2 и 3 образуют
величины аэродинамического демпфировани опорной лопатки вы вл ют отсутствие акустического резонанса. По минимальной величине аэродинамического демпфировани при этих значени х сдвига фаз определ ют запас аэроупругой устойчивости. 2 ил.
10
16
единую плоскую решетку конечной длины с посто нными углами установки и выноса всех лопаток по фронтуj при этом решетка геометрически соответст5 вует развернутому на плоскость цилиндрическому сечению моделируемого натурного лопаточного венца турбомашины . С одной стороны проточной части аэродинамической трубы 1 за выходными кромками лопаток 3 устанавливают электроакустический излучатель 8, ас другой стороны от электроакустического излучател 8 делают вырез вдоль фронта решетки (не показан), закрыва его многослойной капроновой тканью и паронитом дл уменьшени отражени акустических волн от стенки прочной части аэродинамической трубы 1. Задающий генератор 9 подключают к
20 индивидуальным электромагнитным вибровозбудител м 7 и электроакустичес- .кому излучателю 8 через последовательно соединенные фазовращатели 10, регул торы 11 поддержани одиночных амплитуд колебаний, установленные только в трех цец х возбуждени колебаний лопаток 3, усилители 12 мощнос- ти. На основани х упругих элементов 16 наклеены тензодатчики 13, подклю ченные через тензостанцию 14 к ре-, гистратору 15 колебаний - светолуче- вому осциллографу. Управл ющие входы регул торов 11 поддержани одинаковых амплитуд колебаний подключены к
35 соответствующим выходам тензостан- .ций 14.
I Способ осуществл етс следующим образом. : Первоначально возбуждают без пода40 чи потока одновременные колебани всех лопаток 3 с одинаковыми амплиту25
дами и произвольно задаваемым, но одинаковым от лопатки к лопатке сдвигом фаз колебаний. Дл этого с выхода генератора 9 с частотой, отличной от собственных частот колебаний лопаток 3 на упругих элементах 6 не более , чем на 0,5%, подают переменные напр жени на входы трех фазовращателей 10 в цеп х возбуждени колебаний лопаток 3, на выходе которых оно приобретает задаваемый одинаковый сдвиг фаз. Далее переменное напр жение , мину невключенные регул торы I1, попадает на входы усилителей 12 мощности, а с их выходов на индивидуальные электромагнитные вибровозбудители 7, привод лопатки 3 в одновременные , не св занные аэродинамически , колебани с заданными сдвигами фаз. Амплитуды возвратно-поступательных (т.е. соответствующих изгиб- ным.) перемещений одновременных колебаний лопаток 3 при заданном сдвиге фаз замер ют по сигналам тензодатчи- ков 13, прошедшим усиление в тензо- станции 14, регистратором 15 - осциллографом , прошедшим предварительную тарировку отключени световых лучей от значений перемещений лопаток 3. Амплитуды перемещений одновременных колебаний лопаток 3 довод т до одинакового уровн путем регулировани выходных напр жений на усилител х 12. Производ т включение регул торов 11 подачей посто нного напр жени от внешнего источника питани (не показан ) , при этом напр жение обратной св зи с выходных каналов тензостан- ции 14, поступа в регул торы П, устанавливает ток, соответствующий колебани м лопаток 3 с одинаковьми
амплитудами.
I
Подают воздух в проточную часть аэродинамической трубы 1, параметры которого неизменны по высоте и фронту одиночной плоской решетки лопаток 2 и 3. Колеблющиес лопатки 3 при этому упруго нагружаютс потоком. Возникша аэродинамическа св зность колебаний лопаток 3 приводит к энергообмену между лопатками решетки. Аэродинамическую св зность одновременных колебаний лопаток 3 оценивают по аэродинамическому демпфированию лопаток в составе решетки во всем диапазоне задаваемых сдвигов фаз Cf, совместных колебаний лопаток 3 от О до 2 ТГ рад с помощью величины аэродий а
3596984
намического декремента колебаний Sg опорной лопатки - центральной в группе лопаток 3. Дл определени величиSn необходимо первоначально опре15
20
30
ны
делить величину демпфировани опорной лопатки в потоке д, котора учитывает два вида рассе ни энергии: аэродинамическое и механическое. Оп10 редел ют 5. после срыва напр жени электромагнитного возбуждени на усилителе 12 в цепи опорной лопатки по записи на фотобумагу регистратора 15 виброграммы затухани в потоке колебаний опорной лопатки от начального значени амплитуды, которое одинаково у всех трех колеблющихс лопаток 3. Регул торы 11 поддерживают неизменными начальные значени амплитуд колебаний соседних лопаток при записи всех виброграмм затухани опорной лопатки в диапазоне задаваемых сдвигов фаз совместных колебаний лопаток 3 от О до 2 iT рад. Затем определ ют
25 величину механического демпфировани „ опорной лопатки без потока (S ) при равных услови х колебательного процесса -лопаток 3, а величину аэродинамического декремента колебаний о опорной лопатки определ ют как разность S S -,, Стро т зависиа i,
мость величины аэродинамического декремента лопаток к одиночной решетки от сдвига фаз Ц), колебаний соседних лопаток.
На фиг.2 представлена зависимость величины аэродинамического декремента S g лопаток одиночной решетки от сдвига фаз ср, колебаний соседних ло- 40 паток в диапазоне от О до 2Т рад дл плоской компрессорной решетки с относительным шагом t/b 1, где мм- хорда профил лопатки. Лопатки установлены в решетку с углом выноса 45 fi - О без углов атаки к набегающему потоку. Приведенна частота возвратно-поступательных колебательных перемещений (число Струхал ) равна 0,09.
В натурном лопаточном венце турбо- gQ машины при его работе может реализоватьс любой сдвиг фаз ср, колебаний лопаток в диапазоне от О до 2(Град, поэтому запас аэроупругой устойчивости лопаток оценивают величиной L, со- сс ответствующей минимальному значению аэродинамического декремента колебаний S q опорной лопатки простейшей модели лопаточного венца - одиночной решетки. Исследуема одиночна решетка лопаток в потоке подлежит проверк на наличие в ней акустического резонанса при сдвиге фаз колебаний лопаток 3, соответствующему минимальному значению аэродинамического демпфировани лопаток (фиг. 2, прид| «Т/2). Дп этого вновь возбуждают одновре- менньТе колебани лопаток 3 в потоке со сдвигом фаз между ними cf , соответствующим точке А (фиг.2). Включают цепь электроакустического излучател 8 и дополнительно подают от задающего генератора 9 через фазовращатель 10 и усилитель 12 в проточную часть аэродинамической трубы I акустически синусоидальные волны с частотой, равной частоте колебаний опорной лопатки . Повтор ют определение величины , измен с помощью фазовращател 30 в цепи электроакустического излучател 8 сдвиг фаз if в диапазоне от О до 2Т рад по отношению к колебани м опорной лопатки при посто нном напр жении на выходе усилител I2, По наличию изменени величины Sa демпфировани опорной лопатки в потоке (на 10-15% и более), св занную с изменением сдвига фаз t колебаний выражающемус в изменении абсциссы точка А (фиг.2, L var) при акустическом сигнале, вы вл ют акустичес- кий резонанс одиночной решетки, фиксиру таким образом наличие интенсивной аэроакустической св зности коле- g руемого натурного лопаточного венца
баний лопаток одиночной решетки. Затем возбуждают одновременные колебани лопаток 3 в потоке со сдвигом в
фаз между ними ( , соответствующим следующему минимальному значению величины S Q в диапазоне изменени cj), от О до 2 if рад (фиг. 2, точка Б). Повторно воздействуют на решетку в потоке акустическими синусоидальными вол- нами с частотой, равной частоте коле- 45 баний опорной лопатки, и вновь определ ют зависимость величины от сдвига фаз колебаний tp в диапазоне от О до 21( рад. По отсутствию изменени величины SQ демпфировани опор- до ной лопатки (изменение S составл ет
При этом все возбуждаемые лопатки 3 одиночной кольцевой решетки вывешивают на независимых подвесках в цилиндрической проточной части аэроди- 40 намической трубы I. Электроакустичес кий излучатель 8 устанавливают в это случае в наружном цилиндрическом кор пусе проточной части аэродинамической трубы за лопатками 3.
менее 10%) при изменении сдвига фаз Ср колебаний, выражающемус в посто нстве абсциссы точки Б (фиг.2, L const) при .акустическом сигнале, gg ток путем вы влени в одиночной ре- фиксируют отсутствие интенсивной - шетке акустического резонанса при аэроакустической св зности колебаний минимальном значении аэродинамичесФормула изобретени
Способ исследовани аэродинамиче кой св зности колебаний лопаток плос кой решетки в аэродинамическом потоке по авт. св. № 1048344, отличающийс тем, что, с целью повьшени достоверности определени запаса аэроупругой устойчивости лопа
лопаток одиночной решетки, вы вл таким образом отсутствие акустичес
ного резонанса при сдвиге фазс колебаний соседних лопаток в- потоке. аэроупругой устойчивости лопаток моделируемого натурного лопаточ- Hqro венца турбомашины принимают равным значению L , полученному в одиночной решетке, при котором акустический резонанс в одиночной рещетке
0 отсутствует. При наличии нескольких минимальных значений аэродинамического демпфировани лопаток в составе моделирующей одиночной рещетки запас аэроупругой устойчивости лопаток со5 ответствующего натурного лопаточного венца турбомашины принимают равным тому минимальному значению величины S g лопаток в составе одиночной решетки, при котором акустический ре0 зонанс в одиночной решетке отсутствует . .
Вариантом осуществлени предлагаемого способа вл етс определение запаса аэроупругой устойчивости лопаток натурного лопаточного венца тур- бомащины по исследованию аэродинамической св зности колебаний лопаток более сложной физической модели одиночной кольцевой решетки, параметры потока в которой переменны по радиусу . Общее количество лопаток 2 и 3 одиночной кольцевой решетки соот- етствует количеству лопаток модели g руемого натурного лопаточного венца
45 до
При этом все возбуждаемые лопатки 3 одиночной кольцевой решетки вывешивают на независимых подвесках в цилиндрической проточной части аэроди- 40 намической трубы I. Электроакустический излучатель 8 устанавливают в этом случае в наружном цилиндрическом корпусе проточной части аэродинамической трубы за лопатками 3.
ток путем вы влени в одиночной ре- шетке акустического резонанса при минимальном значении аэродинамичесФормула изобретени
Способ исследовани аэродинамической св зности колебаний лопаток плоской решетки в аэродинамическом потоке по авт. св. № 1048344, отличающийс тем, что, с целью повьшени достоверности определени запаса аэроупругой устойчивости лопакого демпфировани лопаток, дополнительно воздействуют на лопатки синусоидальными акустическими волнами частотой, равной частоте колебаний опорной лопатки, дл которой определ ют демпфирование, -задают сдвиг фаз акустических волн относительно колебаний опррной лопатки, измен ют его в пределах до ZIT рад, и по изменению величины аэродинамического демпфировани опорной лопатки вы вл ют акустический резонанс, наход т значени сдвига фаз, при которых акустический резонанс отсутствует, и по минимальной величине азродинамического демпфировани при этих значени х сдвига фаз определ ют запас аэроупругой устойчивости .
Лг.%
ZSffi
Редактор Л.Повхан
Составитель А.Зосимрв
Техред М.Ходанич Корректор С,Шекмар
Чаказ 6149/46Тираж 776Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР
по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4
Claims (1)
- Формула изобретенияСпособ исследования аэродинамической связности колебаний лопаток плоской решетки в аэродинамическом потоке по авт. св. № 1048344, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности определения запаса аэроупругой устойчивости лопаток путем выявления в одиночной решетке акустического резонанса при минимальном значении аэродинамического демЦфирования лопаток, дополнительно воздействуют на лопатки сину7 соидальными акустическими волнами частотой, равной частоте колебаний опорной лопатки, для которой определяют демпфирование, -задают сдвиг фаз акустических волн относительно колебаний опррной лопатки, изменяют его в пределах до 21Г рад, и по изменению величины аэродинамического демпфиро вания опорной лопатки выявляют акустический резонанс, находят значения сдвига фаз, при которых акустический резонанс отсутствует, и по минимальной величине аэродинамического демпфирования при этих значениях сдвига фаз опрёделяют запас аэроупругой устойчивости.фиг.2
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864048341A SU1359698A2 (ru) | 1986-04-07 | 1986-04-07 | Способ исследовани аэродинамической св зности колебаний лопаток плоской решетки в аэродинамическом потоке |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864048341A SU1359698A2 (ru) | 1986-04-07 | 1986-04-07 | Способ исследовани аэродинамической св зности колебаний лопаток плоской решетки в аэродинамическом потоке |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU1048344 Addition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1359698A2 true SU1359698A2 (ru) | 1987-12-15 |
Family
ID=21230596
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864048341A SU1359698A2 (ru) | 1986-04-07 | 1986-04-07 | Способ исследовани аэродинамической св зности колебаний лопаток плоской решетки в аэродинамическом потоке |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1359698A2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5345825A (en) * | 1991-02-08 | 1994-09-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Material characterizing system |
CN111521365A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-08-11 | 南京航空航天大学 | 基于旋转缝栅的可调频率和相位非定常流动控制实验装置 |
-
1986
- 1986-04-07 SU SU864048341A patent/SU1359698A2/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1048344, кл. G ОГМ 7/00, 9/00, 1983. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5345825A (en) * | 1991-02-08 | 1994-09-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Material characterizing system |
CN111521365A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-08-11 | 南京航空航天大学 | 基于旋转缝栅的可调频率和相位非定常流动控制实验装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4480957A (en) | Dynamic response modification and stress reduction in dovetail and blade assembly | |
US4080823A (en) | Vibration measurement | |
CA2660237C (en) | Method and device for ultrasound excitation of structures of any geometry for the purpose of reducing friction | |
SU1359698A2 (ru) | Способ исследовани аэродинамической св зности колебаний лопаток плоской решетки в аэродинамическом потоке | |
JPH0512653B2 (ru) | ||
CN115164862A (zh) | 一种三维壳体陀螺谐振子多次谐波综合修调系统及方法 | |
CN116577050A (zh) | 一种航空发动机压气机转子叶片动态阻尼比测试方法 | |
RU2673950C1 (ru) | Способ определения форм колебаний вращающихся колес турбомашин | |
Stargardter | Optical determination of rotating fan blade deflections | |
RU2714535C1 (ru) | Способ вибрационных испытаний крупногабаритных деталей турбомашины | |
CN115962904A (zh) | 叶盘动力吸振器减振性能实验系统 | |
Lepicovsky et al. | Unsteady pressures in a transonic fan cascade due to a single oscillating airfoil | |
RU2579300C1 (ru) | Способ доводки колес турбомашин | |
SU1548679A2 (ru) | Способ исследовани аэродинамической св зности колебаний лопаток плоской решетки в аэродинамическом потоке | |
Lackner | Vibration and crack detection in gas turbine engine compressor blades using eddy current sensors | |
CN114076663A (zh) | 一种旋转叶片的振动试验装置及振动试验方法 | |
SU1196714A1 (ru) | Устройство дл измерени св зи потоком колебаний лопаток турбомашины | |
RU2792945C1 (ru) | Способ настройки вибрационного кольцевого датчика угловых скоростей | |
SU1573368A1 (ru) | Способ определени колебаний лопаток турбомашины | |
SU1048344A1 (ru) | Способ исследовани аэродинамической св зности колебаний лопаток плоской решетки в аэродинамическом потоке | |
Firrone et al. | Non contact measurement system with electromagnets for vibration tests on bladed disks | |
SU900178A1 (ru) | Способ неразрушающего контрол элементов конструкций | |
Hine | Acoustically induced vibrations of slender rods in a cylindrical duct | |
JPH0365857B2 (ru) | ||
SU1552091A1 (ru) | Способ контрол дефектности издели |