Проведение экспериментальных исследований колебаний оболочки

В статье приведены результаты модального анализа вала высокого давления турбореактивного двухконтурного двигателя (ТРДД) НК-8 в пакете ANSYS. В подтверждение расчётов представлены результаты экспериментальных исследований низших частот и форм колебаний оболочки с использованием фотограмметрического комплекса ARAMIS HS. Особое внимание уделено особенностям проведения эксперимента. В частности, отработаны условия установки – закрепления оболочки при проведении исследований для создания свободного состояния вала, опробованы различные способы возбуждения исследуемого объекта, что даёт возможность корректного проведения эксперимента по определению собственных частот. Проведены сравнительные эксперименты при различных значениях кроп-фактора, на основании чего проведён анализ информативности полученных изображений. Отработаны технологии освещения объекта для обеспечения удовлетворительной экспозиции (достаточной для распознавания образа) при малых значениях выдержки. Опробованы методы съёмки исследуемого объекта при сложных алгоритмах триггирования кадров, что даёт возможность проведения экспериментальных исследований гармонических процессов при частотах, превышающих предельные частоты регистрирующей аппаратуры. По результатам отработки указанных факторов составлена методика и проведён эксперимент. В результате получены две низшие собственные частоты, согласующиеся с результатами расчётов, что свидетельствует о правильном моделировании вала в пакете ANSYS и корректно заданных граничных условиях. Получены формы колебаний на частотах 211 Гц и 362 Гц. Формы соответствуют результатам расчётов. Работа выполнена в рамках исследования вала высокого давления ТРДД НК-8 в части корректного моделирования граничных условий – жёсткости и демпфирования фланцевого соединения вала с дисками турбины и компрессора и влияния этих граничных условий на собственные частоты и формы колебаний.