基于宽频振动的燃气轮机叶片断裂故障识别特征与辨识方法

针对燃气轮机动叶片断裂故障难以及时、有效告警与识别的技术难关开展了研究。从叶片断裂故障机理出发,分析了不平衡转子对尾流压力的调制作用,建立了叶片激振力模型和激振力作用下机匣的强迫振动响应模型,求解了动叶片断裂激励下的宽频振动响应规律。在此基础上,构建了叶片断裂故障敏感特征并提出了基于改进K近邻(OKNN)的故障告警模型,实现叶片断裂故障的及时告警分析。进一步提出了叶片断裂故障定位参数,通过各级叶片特征参数的对比实现断裂故障的精准定位。综合以上研究,构建了宽频振动特征驱动的燃气轮机叶片断裂故障辨识方法,并通过某型燃气轮机实测案例验证了故障敏感特征及辨识方法的有效性。

振动分量提取方法研究与软件实现

为解决从飞机附件机匣振动总量中无法得知每个旋转部件振动量的问题,研究了振动分量提取方法。首先将振动加速度积分成振动速度,计算振动速度的快速傅里叶变换,并通过采集的转速信号除以传动比得出某个关注的测量频率,从快速傅里叶变换计算结果的频率数组中索引出测量频率周围1个频率分辨率的2个数组元素序号。其次索引这2个数组元素序号之间快速傅里叶变换幅度数组元素中的最大值,得到关注的飞机附件机匣振动分量。然后通过公式修正信号加窗后造成的飞机附件机匣振动分量的误差。在上述方法的基础上开发了振动分量提取软件,用以上软件分析飞机附件机匣与液压泵连接的传动轴断裂数据。分析结果表明:从某个时间开始出现3倍频振动分量,并且前3倍频振动分量都有突增现象,然后缓慢下降。最后,把编写的软件应用在工程测试中,清晰地实时显示出振动分量并实现并行存储,有效地解决了工程问题。