Исследование влияния широкополосных механических возмущений на качество записи интерферограмм колебаний рабочего колеса ГТД при использовании цифрового спекл-интерферометра панорамного типа


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Изучено действие широкополосных механических возмущений на работу помехоустойчивого цифрового спекл-интерферометра с непрерывным лазерным излучателем и диффузно-рассеивающим оптическим элементом, установленным перед колеблющимся колесом турбины. Получены зависимости видности регистрируемых интерферограмм при различных видах искусственно создаваемых помех. Показано, что наиболее опасными возмущениями для работы спекл-интерферометра являются периодические удары и розовый шум, тогда как белый шум и естественные колебания пола помещения, где размещалась экспериментальная установка, существенно не ухудшают качество записываемой информации. Анализируется влияние механических свойств диффузно-рассеивающего элемента интерферометра на качество получаемых интерференционных картин. Отмечена связь между ростом вынужденных тангенциальных колебаний диффузно-рассеивающего элемента и снижением контраста интерференционных полос. Экспериментально показано, что увеличение толщины оргстеклянной пластины диффузно-рассеивающего элемента до 8 мм способствует нейтрализации действия розового шума, в то время как воздействие периодических ударных нагрузок снижает контрастность записываемых интерференционных картин при использовании диффузно-рассеивающего элемента с оргстеклянными пластинами толщиной 5 и 8 мм.

Об авторах

А. В. Ивченко

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва

Автор, ответственный за переписку.
Email: fgrt@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2228-0835

кандидат технических наук, доцент кафедры технологий производства двигателей

Россия

А. И. Сафин

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва

Email: safin.ai@ssau.ru
ORCID iD: 0000-0003-0936-4364

кандидат технических наук, доцент кафедры автоматических систем энергетических установок

Россия

Список литературы

  1. Федорченко Д.Г., Кочеров Е.П. Прочностная доводка и устранение основных дефектов ГТД. Самара: Издатель Исакова Т.С. (БИЮР), 2022. 431 с.
  2. Стеценко А.А., Cтеценко О.А., Королев П.В., Мамонов А.И., Рудко В.В., Соловьев О.Б. Совершенствование оценки технического состояния ГТД и обеспечение их безопасной эксплуатации // Вибрация машин: измерение, снижение, защита. 2011. № 4 (27). С. 25-37.
  3. Михайлов А.Л. Проектирование и вибродиагностика деталей ГТД на основе исследования объёмного напряжённо-деформированного состояния. Рыбинск: НПО Сатурн: РГАТА, 2005. 213 с.
  4. Иванов В.П. Колебания рабочих колёс турбомашин. М.: Машиностроение, 1983. 224 c.
  5. Adams M.L. Rotating machinery vibration: from analysis to troubleshooting. CRC Press, 2010. 476 p.
  6. Boyce M.P. Gas turbine engineering handbook. Elsevier Inc., 2011. 1000 p.
  7. Басов П.А., Селезнёв В.Г. Несинхронные колебания рабочих колёс турбомашин // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С.П. Королёва (национального исследовательского университета). 2014. № 5 (47), ч. 2. С. 103-108. doi: 10.18287/1998-6629-2014-0-5-2(47)-103-108
  8. Kushner F. Disk vibration – rotating blade and stationary vane interaction // Journal of Mechanical Design. 1980. V. 102, Iss. 3. P. 579-584. doi: 10.1115/1.3254788
  9. Ohashi H. Case study of pump failure due to rotor-stator interaction // International Journal of Rotating Machinery. 1994. V. 1. doi: 10.1155/s1023621x94000059
  10. Srinivasan A.V. Flutter and resonant vibration characteristics of engine blades // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 1997. V. 119, Iss. 4. P. 742-775. doi: 10.1115/1.2817053
  11. Балакшин О.Б., Кухаренко Б.Г., Хориков А.А. Идентификация флаттера турбинных лопаток // Проблемы машиностроения и надёжность машин. 2008. № 1. С. 19-24.
  12. Сидоренко М.К. Виброметрия газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1973. 224 с.
  13. Buzdugan Gh., Mihilescu E., Rades M. Vibration measurement. Dordrecht: Springer, 1986. 347 p. doi: 10.1007/978-94-017-3645-9
  14. Неразрушающий контроль: справочник. В 7 т. Т. 7, кн. 1-2. Метод акустической эмиссии. Вибродиагностика / под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 2006. 828 с.
  15. Еленевский С.Д., Бекбулатов Р.С., Сипухин И.Г. и др. Вибропрочностные испытания охлаждаемых лопаток турбины / В сб.: «Научные основы и методы повышения надёжности и долговечности газотурбинных двигателей». Киев: Наукова думка, 1979. С. 149-155.
  16. Petyt M. Fennit element modeling in structural dynamics // Industrial Vibration Modelling. 1987. P. 135-147. doi: 10.1007/978-94-009-4480-0_9
  17. Bertin L., Neri P., Santus C., Guglielmo A., Mariotti G. Analytical investigation of the SAFE diagram for bladed wheels, numerical and experimental validation // Journal of Sound and Vibration. 2014. V. 333, Iss. 19. P. 4771-4788. doi: 10.1016/j.jsv.2014.04.061
  18. Gray C. Optical methods of engineering analysis. Cambridge: Cambridge University Press, 1998. 520 p.
  19. Lyu L.F., Zhu W.D. Operational modal analysis of rotating structures under ambient excitation using tracking continuously scanning laser doppler vibrometry // Rotating Machinery, Optical Methods & Scanning LDV Methods. 2022. V. 6. P. 51-58. doi: 10.1007/978-3-030-76335-0_5
  20. Франсон М. Оптика спеклов. М.: Мир, 1980. 171 с.
  21. Jones R., Wykes C. Holographic and speckle interferometry. A discussion of the theory, practice and application of the techniques. Cambridge: Cambridge University Press, 1983. 330 p.
  22. Doval A.F., Trillo C., Cemadas D., Dorrio B.V., Lopez C., Femandez J.L., Perez-Amor M. Measuring amplitude and phase of vibration with double-exposed stroboscopic TV Holography // Interferometry in Speckle Light. 2000. P. 281-288. doi: 10.1007/978-3-642-57323-1_35
  23. Журавлев О.А., Шапошников Ю.Н., Щеглов Ю.Д., Комаров С.Ю. Применение методов голографической и спекл-интерферометрии для исследования вибрации и шума механических конструкций. Самара: СГАУ, 2005. 143 с.
  24. Комаров С.Ю. Разработка помехоустойчивого спекл-интерферометра для определения резонансных частот и форм колебаний высоконагруженных элементов конструкций, систем и агрегатов энергетических установок. Дис. … канд. техн. наук. Самара, 2004. 233 с.
  25. Watson R., Downey O. The little red book of acoustics: A practical guide. London: Unknown, 2013. 306 p.
  26. Харкевич А.А. Спектры и анализ. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2009. 240 с.
  27. Островский Ю.И., Бутусов М.М., Островская Г.В. Голографическая интерферометрия. М.: Наука, 1977. 339 с.
  28. Ивченко А.В., Жужукин А.И. Разработка системы регистрации спекл-интерерограмм колеблющегося объекта без виброизоляции // Тезисы докладов пятой международной научно-технической конференции «Динамика и виброакустика машин» (16-18 сентября, 2020 г., Самара). Самара: Самарский университет, 2020. С. 72-73.
  29. Ивченко А.В., Сафин А.И. Совершенствование методики регистрации колебаний колес ГТД при помощи помехоустойчивого цифрового спеклинтерферометра // Тезисы докладов шестой международной научно-технической конференции «Динамика и виброакустика машин» (21-23 сентября, 2022 г., Самара). Самара: Самарский университет, 2022. С. 155-157.
  30. Жужукин А.И. Устройство для исследования форм колебаний: патент РФ № 71429; опубл. 10.03.2008; бюл. № 7.
  31. Moeller K.D. Optics. New York: Springer-Verlag, 2007. 455 p. doi: 10.1007/978-0-387-69492-4
  32. Тимошенко С.П., Войновский-Кригер С. Пластинки и оболочки. М.: URSS, 2009. 635 с.
  33. ГОСТ 8.207-76. Государственная система обеспечения единства измерений. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения. М.: Стандартинформ, 2006. 8 с.
  34. Тактаров Н.Г. Справочник по высшей математике для студентов вузов. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2019. 880 с.
  35. Palazzolo A. Vibration theory and applications with finite elements and active vibration control. Hoboken: John Wiley& Sons, 2016. 976 p.
  36. Крагельский И.В. Трение и износ. М.: Машиностроение, 1968. 480 с.
  37. Chicharro J.M., Bayon A., Salazar F. Measurement of damping in magnetic materials by optical heterodyne interferometry // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2004. V. 268, Iss. 3. Р. 348-356. doi: 10.1016/s0304-8853(03)00546-8

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах