一、Optical Fiber Sensor's Applied in Vibration Measurement of Turbine Blade（论文文献综述）
张亮,王启迪,李欣,王苑[1]（2021）在《叶尖定时及叶尖间隙测量技术研究综述》文中认为涡轮叶片在高速旋转时会因振动产生疲劳断裂失效,造成旋转机械的损坏。叶尖定时测量技术是目前最有前途的非接触式叶片振动实时监测方法,叶尖间隙变化与叶片的振动状态密切相关。因此,实时监测叶片的振动状态和叶尖间隙是保证旋转机械安全、稳定、可靠运行的关键。系统综述了叶尖定时及叶尖间隙测量技术的原理和国内外研究成果,认为目前研究仍处于仿真模拟和实验测量的不完全成熟阶段,今后可在以下方面展开研究:1)将叶尖定时和叶尖间隙测量技术相结合,实现叶片的振动测量;2)进行无键相法的叶片异步振动测量,并投入到工程应用中;3)制定有效的动态标定方案,测量叶片在旋转状态时输出电压与叶尖间隙之间的关系;4)研制能够在恶劣环境下进行高精度、长周期测量的传感器。
王苑[2]（2021）在《基于叶尖定时的叶片扭转及弯扭耦合振动参数辨识研究》文中指出在多种重要领域旋转叶片都是大型旋转机械功能转化的核心部件,是设备运行效率和工作安全的重要保障。在工作状态下通常会承受较大的载荷并发生振动,造成严重后果,但目前对振动测量大多基于弯曲振动,扭转振动和弯扭耦合振动由于测量方法繁琐,参数辨识困难很少被提到,研究叶片扭转及弯扭耦合振动有助于还原实际工况下叶片的真实振动状态,更加准确的监测并获取叶片的振动参数,是非常重要的研究方向,本文采用频带宽、成本低、抗干扰能力强的叶尖定时法进行振动测量。本文对于叶片的扭转及弯扭耦合振动测量进行了参数辨识和实验,其中主要的研究内容有如下几点:（1）搭建叶片静频实验台,测量叶片固有频率,建立叶片有限元模型使之与静频实验台测量数据相同,再将叶片模型导入ANSYS有限元分析软件中进行分析。对叶片模型进行多阶次的模态分析,得到叶片发生弯曲、扭转、弯扭耦合的振动阶次,获得各转速下叶片扭转及弯扭耦合振动参数,绘制坎叶片的贝尔图,讨论叶片扭转及弯扭耦合振动的特点和共振的区域。（2）利用Matlab将弯曲和扭转振动耦合成弯扭耦合振动,建立仿真模型和测振模型,利用设计好的参数辨识算法进行扭转及弯扭耦合振动参数辨识。将辨识结果、仿真结果进行分析对比,验证扭转及弯扭耦合振动参数辨识算法的可行性和参数辨识精度。（3）加工传感器固定支架将原来的单列叶尖定时传感器改为多列叶尖定时传感器,在改建的实验台上进行实验,测量叶片的弯曲和扭转振动参数,获得叶片振动位移,将测量的实际振动位移拟合成振动位移正弦曲线,并与仿真得到的振动位移正弦曲线相比较,验证参数辨识算法的准确性。
王启迪[3]（2021）在《基于叶尖间隙修正定时数据的叶片振动参数辨识研究》文中提出旋转叶片作为航空发动机的核心部件,在高速旋转的过程中会因受到多种复杂的作用力而产生振动,叶片振动会导致叶片出现疲劳裂纹,甚至发生断裂。因此,对叶片的振动状态进行实时监测,获取叶片在旋转过程中的振动参数十分重要。叶尖定时法仅需沿静止的机匣上安装几个传感器就能够实现叶片振动的全周期监测,是目前最有效的叶片振动实时监测手段。但传统的叶尖定时信号处理方法并没有考虑叶尖间隙变化对叶尖定时系统精度的影响,在测量时引入了较大的定时误差,并最终影响了叶片的振动参数辨识精度。针对该问题,本论文开展了基于叶尖间隙修正定时数据的叶片振动参数辨识研究。主要研究内容如下:（1）基于电涡流法的叶尖间隙测量原理,搭建静态标定系统实验台。通过静态标定实验数据,并结合脉冲信号的特点,提出一种提高叶尖定时系统精度的方法。通过静态周向标定曲线对比了在叶尖间隙改变时传统方法和该方法的误差。（2）建立叶尖定时测振系统模型。令叶片尖端与每个叶尖定时传感器探头之间的间隙不同,并进行叶尖定时测振系统仿真分析。验证了二次曲线拟合定时方法相比于传统的上升沿定时方法能够有效减小在叶尖间隙改变时引入的定时误差。基于任意角分布的多传感器振动参数辨识算法,对两种方法仿真中测得的定时值进行参数辨识。通过与假设参数进行对比,验证了二次曲线拟合定时方法在叶尖间隙改变时测得的定时值仍具有较高的参数辨识精度。（3）基于MATLAB的GUI编程模块,分别设计恒转速叶片同步振动参数辨识的仿真软件和实验软件,快速、准确的辨识出叶片的振动参数。（4）基于旋转叶片振动非接触测量原理,搭建叶尖定时测量实验台,对叶片轮盘系统进行恒转速实验测量。通过实验数据验证了二次曲线拟合定时方法相比于传统的上升沿定时方法在叶尖间隙改变时能够有效的提高叶尖定时系统的精度。在0.4～1.05 mm测量范围内,采用二次曲线拟合定时方法获取的定时值之差的绝对误差最大值为26.0359 us。在恒转速叶片同步振动参数辨识实验中,在叶尖间隙改变时对NO0号叶片的振动参数进行辨识,辨识得出NO0号叶片的振动幅值平均值为1.0881 mm。通过与叶尖间隙不改变时的辨识结果进行对比,误差分别为0.0036 mm和0.0017 mm。误差极小,验证了在叶尖间隙改变时采用二次曲线拟合定时方法获取的定时值也能准确的辨识出叶片的振动参数。
刘美茹,朱靖,滕光蓉,肖潇,乔百杰,陈雪峰[4]（2020）在《涡轮转子叶片非接触振动测试试验研究》文中研究表明基于叶尖定时的非接触振动测量技术广泛应用在风扇/压气机冷端叶片振动测试中,而在热端部件特别是高压涡轮转子叶片中的应用尚存在传感器冷却、定时脉冲不易获取等问题。开展叶尖定时光纤传感器加温和冷却试验研究,确定涡轮端光纤传感器的最佳冷却方式,通过控制冷却气体的流量,可将叶尖定时光纤传感器在1100℃的工作环境中冷却至650℃以下,使传感器处于许可工作温度范围;开展某型号高压涡轮H型转子叶片非接触振动测量试验,通过设定合理的放大倍数和触发电压阈值,实现H型叶片叶尖定时脉冲信号的精准获取。上述试验研究结果可为非接触振动测试系统应用于整机、核心机涡轮转子叶片振动监测提供强有力的数据支撑。
刘美茹,滕光蓉,肖潇,张震相,乔百杰,陈雪峰[5]（2020）在《基于叶尖定时的航空发动机涡轮叶片振动测量》文中指出介绍了基于叶尖定时的非接触振动测试系统应用于涡轮转子叶片的技术瓶颈,突破高温传感器结构设计、安装以及冷却等技术难点,通过设置系统触发信号保持时间,解决H型涡轮转子叶片对叶尖定时信号的二次触发问题,并给出核心机状态下转速基准实现方法。将非接触振动测量技术成功应用在某型涡扇发动机高压涡轮转子叶片振动监测中,有效获取涡轮转子叶片共振时的振动频率和幅值,并与应变计测量叶根动应变结果进行比对。结果显示:基于叶尖定时的非接触振动测试系统和接触式动应力测试系统均可监测涡轮转子叶片振动,成功辨识转子叶片8 200 r/min时的12阶激励阶次激发的一弯振动模态,两种分析方法识别共振频率相对误差在4%以内。
何赒[6]（2020）在《耐高温光纤式叶尖定时传感器研制》文中进行了进一步梳理基于叶尖定时原理的叶片振动在线监测系统已成为航空发动机部件和整机实验中叶片振动监测和评价的最有效手段,叶尖定时传感器作为叶片振动在线监测系统的传感元件,安装于发动机机匣上,端部直接与发动机内部气流接触,工作温度范围由风扇级200℃直至涡轮级1300℃。目前常用的叶尖定时传感器主要分为光纤式、电涡流式以及电容式,其中光纤式叶尖定时传感器具有体积小、宽带宽、精度高等优点,具有很好的工程应用价值。但目前国内研制的光纤式叶尖定时传感器最高耐温仅为700℃,无法满足涡轮级叶片振动监测需求,因此,亟需研制一款耐1300℃高温的光纤式叶尖定时传感器。本文针对1300℃高温环境下的叶片振动在线监测需求,提出了一种采用主动冷却方法的耐高温光纤式叶尖定时传感器设计方案,聚焦主动冷却传感器建模、模型仿真与优化、传感器热辐射干扰抑制等关键技术,开展了深入研究工作,研制了耐1300℃的传感器及热辐射干扰抑制模块。论文主要工作如下:（1）提出了一种基于气体主动冷却的耐高温光纤式叶尖定时传感器设计方案,利用大直径金属外壳包裹小直径光纤构建了中空式传感器结构,通过冷却气体及冷却气膜实现光纤与高温环境的隔离。利用ANSYS构建了传感器仿真模型,采用热流固耦合仿真分析方法,重点分析了气体出口形状、冷却气体温度、传感器安装深度等因素对传感器耐温性能的影响规律,明确了传感器的最优结构参数,在仿真条件下,实现了耐1300℃高温光纤式叶尖定时传感器的优化设计。（2）分析了高温环境下涡轮转子、高温燃气以及高温碳烟的辐射干扰规律,利用黑体辐射定律,计算并对比不同波段的辐射干扰强度,优选出总体辐射干扰较弱的波段。基于仿真模型的传感器结构参数,研制了耐高温光纤式叶尖定时传感器,结合光学滤波技术,设计了辐射干扰抑制及叶尖定时信号调理模块,在实现耐高温传感器研制的同时,有效抑制了高温环境下辐射干扰对叶尖定时信号的影响。（3）搭建了高温试验平台并开展了耐高温光纤式叶尖定时传感器耐温验证实验,通过模拟高温环境对传感器进行高温测试,实验结果与仿真结果的吻合度优于3.97%。具备辐射抑制效果的信号调理模块在现场试验中对辐射干扰实现了有效抑制,叶尖定时信号信噪比均优于26.02dB。
赵展鹏[7]（2020）在《基于叶尖定时的旋转失谐叶片-轮盘振动参数辨识仿真与实验研究》文中指出叶片轮盘系统作为航空发动机等大型旋转设备的重要组成部分,其工作状态会直接影响到设备的安全平稳运行,而叶片在长时间工作时容易产生裂纹、折断等现象,大大降低了叶片的工作寿命,产生此现象的主要原因是叶片振动。因此,为了避免由于叶片振动造成的叶片损伤,延长设备使用寿命,保护人员安全,对旋转叶片进行振动测量势在必行。本课题开展了叶片振动参数的辨识仿真与实验研究,其主要研究内容如下:（1）利用ANSYS有限元分析软件对失谐叶片轮盘系统进行模态分析,由于叶盘系统在实际旋转过程中存在升速与降速情况,因此在不同转速频率下进行模态分析,获得叶片在不同转速频率下的动频,并拟合出叶片动频随转速频率变化的曲线,绘制坎贝尔图,分析失谐叶片的共振区域。（2）建立叶尖定时测振系统模型,通过叶片动频公式获得叶片刚度,并将此引入到叶尖定时测振系统模型中,使仿真计算结果更加贴合实际。对变速扫频和恒定转速下的叶盘系统进行同步振动信号仿真分析。利用仿真后传感器测得的叶片振动位移差值进行无转速间相传感器的叶片同步振动参数辨识,将辨识结果与仿真获得的叶片振动参数结果进行对比,验证该种无转速间相传感器的参数辨识算法的辨识精度,该种辨识算法可用于叶片振动测量实验参数辨识。（3）基于叶尖定时测振原理,并针对转速间相传感器不易安装的问题,搭建无转速间相传感器的测振实验台,进行叶片同步振动测量,并将测量结果与有转速间相传感器的测量结果对比,说明了该种无转速间相传感器测量方法的可行性,解决了转速间相传感器在实际测量中不易安装的问题,为叶片振动测量提出了一种更贴合实际的振动测量方式。
张效溥[8]（2020）在《基于任意传感器排布的叶尖定时信号压缩感知辨识方法》文中研究说明叶片作为旋转机械最重要的部件,其振动状态的实时监测对旋转机械的安全运行非常重要。叶尖定时方法（blade tip timing,BTT）作为一种非接触式测量方法在旋转机械叶片振动监测中有着良好而广泛的应用,但由于其存在非均匀采样、欠采样等问题,对信号的重构造成了一定的困难。本文利用BTT信号频域上的稀疏性,提出了一种基于压缩感知的信号辨识方法,具体内容如下:1)基于旋转机械叶片振动理论和叶尖计时系统原理,推导了任意传感器角度分布下叶尖定时信号的稀疏重构数学模型,探究了压缩感知方法在叶尖定时信号的重构和倍频辨识上的应用。为尽可能地改善重构效果并降低实验成本,通过同步信号和非同步信号的大量数值实验,探究了多种影响因素,包括信号重构误差、旋转周期数、频率分辨率和传感器数量等对辨识效果的影响及相应的最佳取值范围、选取方法。2)为减少实验中不确定因素对结果的影响,分析了不同信噪比的噪声、转速波动、数据缺失等随机干扰对于基于压缩感知方法的叶尖定时信号辨识的影响,利用全局灵敏度分析方法获得各项随机干扰对辨识结果的影响程度,通过改进方法减小或者去除影响较为剧烈的随机干扰。3)基于压缩感知理论,对传感器的最优排布设计进行了探索,探究了多种经典的感知性能参数与BTT信号辨识结果的相关性,并基于BTT测量的特点,创新性地提出一套基于倍频组合的传感器设计方案,最终,确定了叶尖定时信号压缩感知重构的具体步骤和相关的标准。4)将该方法分别应用于某型号航空发动机风扇叶片的有限元仿真结果以及27叶片转子测量到的叶尖定时数据,并创新性地提出一种将压缩感知与正弦拟合方法结合的新方法。重构结果表明,压缩感知方法能准确地识别出不同转速下的激励倍频,且其对应的幅值也与应变片的测量结果吻合地较好,且与传统的正弦拟合法等BTT信号辨识方法相比具有对先验信息的依赖性低、对环境噪声不敏感、能同时辨识同步和非同步信号等优点,从而验证了方法的有效性和在工程中的应用前景。
贺长波[9]（2019）在《离心式压缩机叶片状态在线监测与故障预警方法研究》文中认为离心式压缩机广泛应用于石油化工、航空航天等领域,在重工业体系中占有十分重要的地位。叶片是离心压缩机的核心做功部件,在工作过程中承受流体载荷、离心力等的综合作用。随着现代工业的不断发展,压缩机常常需要工作在复杂多变的工况下,导致叶片容易出现裂纹、断裂等不同程度的故障。一旦叶片出现故障,不仅会带来巨大的经济损失,更会给相关人员的生命安全带来威胁。因此,急需开展对叶片的状态在线监测及故障预警方法研究进而防止事故的发生,为压缩机长期可靠的运行提供保障。本文按照叶片健康状态的变化趋势设计研究思路和框架。首先,从源头出发对影响叶片状态的不稳定流场的脉动特性进行研究。接着,考虑到在流场脉动载荷等因素的作用下叶片容易产生振动,开展关于叶片的状态在线监测方法研究。最后,针对叶片在长期振动的情况下不可避免地会出现疲劳失效的问题,进一步开展关于叶片故障预警方法的研究。论文主要工作包括:针对压缩机内部流场的不稳定流动会对叶片状态产生影响,而当前关于其脉动机理的实验研究较为不足无法深入揭示流场脉动特性的问题,提出了基于循环平稳的流场不稳定脉动特性实验分析方法。首先,对循环平稳理论进行阐述。接着,深入研究基于快速谱相关的循环平稳理论实现算法。最后,设计从大流量至近喘流量的多个流量工况点,开展实验采集不同流量下的流场压力脉动信号,并利用所研究的快速谱相关算法对信号进行分析,有效地揭示了流场的不稳定脉动特性随流量的变化过程。针对在离心压缩机运行过程中对叶片振动的在线监测需求,建立误差模型分析传统叶尖定时技术的测振误差,并相应地提出了改进的叶尖定时测振方法。误差分析模型的建立以叶尖定时技术的基本测试原理为基础,由该模型分析了实际测试时各不稳定因素对传统叶尖定时方法测试精度的影响。根据分析结果指出,对于大型离心压缩机,传感器振动会给测振结果的精度带来较大的影响。为保证测试结果的有效性,进而提出了均值化定时信号作为键相参考的改进叶尖定时方法。通过理论分析和实验证明了所提出的改进方法的优越性,可有效反映叶片的真实振动信息。针对叶片的故障识别问题,从压力脉动信号的角度入手监测叶片状态。并为此提出了两种基于随机共振理论的微弱特征识别方法,从测试数据中识别出叶片的故障特征频率。首先,提出了基于多尺度噪声调和的自适应双稳随机共振方法。其方法主要内容为对目标信号进行经验模式分解,从分解结果中选择敏感本征模态分量并对其系数进行调和,达到构造多尺度噪声的目的。通过遗传算法对双稳随机共振系统的参数进行自适应寻优,以得到具有最优信噪比的输出信号。接着,提出了基于连续小波变换预处理与改进势函数随机共振系统相结合的特征识别方法。其基本思路为通过连续小波变换对目标信号进行分析得到时间-尺度谱。选择特定尺度进行信号重构,实现对信号的滤波预处理。将Woods-Saxon和Gaussian势相结合作为随机共振系统新的势函数,用以提高其特征增强效果。最后,开展实验并利用所提出的两种方法处理单通道压力脉动数据,有效地识别出了叶片的微弱故障特征频率。针对无故障先验知识下有效的叶片故障预警问题。首先,为充分融合不同传感器通道的压力脉动数据信息,提出了基于稀疏盲源分离的双通道信息融合微弱特征识别方法。在此基础上,进一步重点研究了基于压力脉动与叶尖定时信号相结合的故障预警方法。该方法利用压力脉动信号中提取的异常低频频域指标,与叶尖定时信号中识别的异常相对幅值比时域指标进行联合诊断。通过同时满足时域和频域指标预警叶片故障,并进一步可通过振幅最大点定位具体故障叶片。最后,开展实验证明了所提出的预警方法的有效性。
余星奇[10]（2019）在《高速旋转叶片叶尖定时测振技术研究》文中提出叶尖定时技术具有能同时监测整级叶片振动的优势,成为当前在线非接触式旋转叶片振动测试技术研究热点。大型旋转机械的性能也渐渐朝着大功率、高转速和高效率的方向提高。作为大型旋转机械能量转换的关键环节,叶轮机叶片的裂纹发生和扩展威胁其安全。采用叶尖定时技术可以测量所有叶片的振动,叶轮机不同运行速度下会产生气动力激励,使得叶片叶盘在不同模态频率下发生振动,并使之产生应力集中,促使裂纹发生和扩展。论文主要对高速旋转叶片叶尖定时测振系统关键技术研究,并采用叶片位置偏移度判别方法,实现叶片疲劳裂纹故障识别,最终基于虚拟仪器开发了一套高速旋转叶片叶尖定时监测与分析系统。论文的主要研究工作如下:1.基于虚拟仪器环境,搭建了一套高速旋转叶片叶尖定时测振系统。该系统囊括高速数据采集,数据预处理和数据分析等功能,界面友好,功能完整。通过仿真测试、叶片状态监测实验和系统通用性实验,证明了系统的实用性、有效性和通用性。2.针对现代大型旋转机械转速高,叶片数目多等特点,需要高速采集。采用了固定频率脉冲填充法,并提出基于动态帧值法的高速数据流管理方案和高速数据存储策略,实现了高速旋转叶片振动信号较高精度采集。开展了高速旋转叶片叶尖定时测振系统采集功能仿真测试,系统对叶片振动信号的振动位移测试精度达到0.01mm。3.考虑到实际工程应用,针对叶片跳圈、信号抖动和干扰、零漂、非叶片振动等因素所造成的噪声等实际问题,分别对跳圈处理算法、去干扰算法和去零漂算法,滑动平均算法和曲线拟合算法展开研究。通过仿真实验,完成了算法的测试。4.针对叶片疲劳裂纹故障,研究了基于位置偏移度的叶片有无裂纹判别方法。通过在叶片转子仿真试验台上植入含裂纹的叶片进行扫频实验,研究裂纹发生在叶片的不同位置（叶尖和叶根）和不同深度时叶片在气动力的激励下所产生的叶片振动信号的振动特性,结果表明,位置偏移度判别方法对叶根裂纹更为敏感,且裂纹越深,位置偏移度越大。
二、Optical Fiber Sensor's Applied in Vibration Measurement of Turbine Blade（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Optical Fiber Sensor's Applied in Vibration Measurement of Turbine Blade（论文提纲范文）
（1）叶尖定时及叶尖间隙测量技术研究综述（论文提纲范文）
| 1 叶尖定时测量技术 |
| 1.1 提高叶尖定时系统精度的方法 |
| 1)恒定比值时刻鉴别方法 |
| 2)零点时刻鉴别方法 |
| 3)双阈值前沿时刻鉴别方法 |
| 4)二次曲线拟合方法 |
| 1.2 无键相法叶片振动测量 |
| 2 叶尖间隙测量 |
| 2.1 放电探针法 |
| 2.2 电容法 |
| 2.3 电涡流法 |
| 2.4 微波法 |
| 2.5 光纤法 |
| 3 测量方法述评 |
| 3.1 叶尖定时精度 |
| 3.2 无键相叶尖定时 |
| 3.3 传感器探头选择 |
| 4 研究展望 |
（2）基于叶尖定时的叶片扭转及弯扭耦合振动参数辨识研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 叶片振动的研究意义和现状 |
| 1.2 叶尖定时法测振原理 |
| 1.2.1 传感器技术 |
| 1.2.2 叶片振动特性的分析方法 |
| 1.2.3 基于叶尖定时法测量振动参数的辨识算法 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 2 旋转叶片振动理论 |
| 2.1 叶片的振动的形式 |
| 2.2 叶片振动的基本形态 |
| 2.2.1 叶片的弯曲、扭转振动 |
| 2.2.2 叶片的扭转、弯扭耦合振动 |
| 2.2.3 叶片的振型 |
| 2.2.4 叶片的振幅 |
| 2.3 叶片振动固有频率的计算 |
| 2.3.1 叶片的静频 |
| 2.3.2 叶片的动频 |
| 2.3.3 有限元模态理论 |
| 2.3.4 扭转及弯扭耦合振动理论 |
| 2.4 坎贝尔图 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 叶片的振动分析 |
| 3.1 叶片ANSYS有限元分析过程 |
| 3.1.1 叶片有限元模型的建立 |
| 3.1.2 叶片的静力学及动频分析 |
| 3.1.3 建立静频实验台 |
| 3.2 叶片1～8阶振型图 |
| 3.2.1 绘制叶片的坎贝尔图 |
| 3.2.2 叶片的坎贝尔图结果分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 叶片弯曲-扭转振动参数辨识 |
| 4.1 同步振动参数辨识理论 |
| 4.2 恒转速下一阶弯曲振动参数辨识 |
| 4.3 恒转速下叶片一阶同步扭转振动的参数辨识 |
| 4.4 恒转速下叶片一阶弯-扭耦合振动参数辨识 |
| 4.5 非线性最小二乘法对振动参数的遍历计算 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 旋转叶片振动非接触测量 |
| 5.1 旋转叶片振动非接触测量原理 |
| 5.2 叶片振动非接触测量实验台 |
| 5.2.1 传感器的选用 |
| 5.2.2 信号处理所用设备 |
| 5.2.3 数据处理软件 |
| 5.2.4 实验台整体结构改造方案 |
| 5.3 叶片振动非接触测量实验 |
| 5.3.1 旋转叶片弯曲振动的非接触测量 |
| 5.3.2 旋转叶片扭转振动的非接触测量 |
| 5.4 振动位移正弦曲线 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）基于叶尖间隙修正定时数据的叶片振动参数辨识研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 叶片振动测量技术的研究背景及意义 |
| 1.2 叶片振动测量技术的研究现状 |
| 1.2.1 接触式测量方法 |
| 1.2.2 非接触式测量方法 |
| 1.3 叶尖定时测振技术的国内外研究现状 |
| 1.3.1 叶尖定时传感器 |
| 1.3.2 叶片振动参数辨识算法 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 基于电涡流技术的叶尖间隙测量研究 |
| 2.1 电涡流法的测量原理 |
| 2.2 叶尖间隙测量静态标定实验研究 |
| 2.2.1 实验台设计 |
| 2.2.2 静态标定技术 |
| 2.2.3 静态标定实验研究 |
| 2.3 叶尖定时信号分析 |
| 2.4 提高叶尖定时信号鉴别精度的方法 |
| 2.5 二次曲线拟合定时方法及方法对比 |
| 2.5.1 二次曲线拟合定时方法 |
| 2.5.2 方法对比 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于MATLAB的叶片振动仿真及参数辨识研究 |
| 3.1 建立叶尖定时测振系统模型 |
| 3.2 叶尖定时测振系统仿真分析 |
| 3.3 叶片同步振动参数辨识 |
| 3.3.1 恒转速叶片同步振动参数辨识 |
| 3.3.2 叶片振动参数辨识结果对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 叶片振动参数辨识软件设计 |
| 4.1 叶片振动参数辨识仿真软件设计 |
| 4.1.1 设计目的 |
| 4.1.2 软件功能流程 |
| 4.1.3 软件的界面设计 |
| 4.2 叶片振动参数辨识实验软件设计 |
| 4.2.1 设计目的 |
| 4.2.2 软件功能流程 |
| 4.2.3 软件的界面设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 旋转叶片振动非接触测量实验 |
| 5.1 旋转叶片振动非接触测量原理 |
| 5.2 叶尖定时测量实验台 |
| 5.2.1 旋转叶片振动非接触测量装置 |
| 5.2.2 信号采集系统 |
| 5.2.3 数据处理系统 |
| 5.3 叶尖定时测量实验 |
| 5.3.1 提高叶尖定时系统精度实验 |
| 5.3.2 恒转速叶片同步振动参数辨识实验 |
| 5.3.3 叶片振动参数辨识实验软件验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）涡轮转子叶片非接触振动测试试验研究（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 基本原理 |
| 1.1 叶尖定时光纤传感器基本结构 |
| 1.2 叶尖定时光纤传感器触发计时原理 |
| 1.3 叶尖定时非接触振动测量系统工作原理 |
| 2 涡轮端光纤传感器加温、冷却特性研究 |
| 2.1 涡轮端叶尖定时光纤传感器结构 |
| 2.2 涡轮端光纤传感器冷却试验方案 |
| 2.3 冷却特性试验结果 |
| 2.3.1 无冷却条件下的加热试验 |
| 2.3.2 固定冷却流量（1.1g/s）的加温特性试验 |
| 2.3.3 固定加热温度（900℃）降低冷却流量的耐温特性试验 |
| 3 H型涡轮叶片叶尖脉冲信号测量试验 |
| 3.1 叶尖定时脉冲信号测量试验方案 |
| 3.2 叶尖定时脉冲信号触发电压结果 |
| 4 结论 |
（5）基于叶尖定时的航空发动机涡轮叶片振动测量（论文提纲范文）
| 1 转子叶片振动非接触式测量原理 |
| 1.1 基本工作原理 |
| 1.2 叶尖定时传感器 |
| 2 涡轮转子叶片振动测试方案 |
| 2.1 试验用涡轮端光纤式传感器设计 |
| 2.2 涡轮端传感器冷却方案设计 |
| 2.3 H型叶片信号获取方法 |
| 2.4 转速基准实现方法 |
| 2.5 应变粘贴位置 |
| 3 试验结果分析与讨论 |
| 3.1 叶尖定时测试结果 |
| 3.2 应变计测试结果 |
| 3.3 数据对比分析与讨论 |
| 4 结 论 |
（6）耐高温光纤式叶尖定时传感器研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 叶片振动测量技术的研究现状 |
| 1.2.2 叶尖定时传感器研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 耐高温光纤式叶尖定时传感器模型设计及仿真 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 传感器方案及模型设计 |
| 2.2.1 光纤式叶尖定时传感器工作温度分析 |
| 2.2.2 耐高温光纤式叶尖定时传感器模型 |
| 2.3 仿真计算方法 |
| 2.3.1 计算模型及网格划分 |
| 2.3.2 边界条件设置 |
| 2.4 仿真计算结果分析 |
| 2.4.1 不同传感器模型对冷却效果的影响 |
| 2.4.2 气体辐射对冷却效果的影响 |
| 2.4.3 冷却气体温度对冷却效果的影响 |
| 2.4.4 传感器安装深度对冷却效果的影响 |
| 2.4.5 传感器材料对比及应变分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 叶尖定时信号辐射干扰抑制及传感器研制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 辐射干扰来源及抑制方法 |
| 3.2.1 叶片及叶盘黑体辐射 |
| 3.2.2 高温燃气及碳烟辐射 |
| 3.2.3 辐射干扰抑制方法 |
| 3.3 耐高温光纤式叶尖定时传感器研制 |
| 3.4 具有干扰抑制的叶尖定时信号处理模块研制 |
| 3.4.1 激光光源驱动设计 |
| 3.4.2 光电转换设计 |
| 3.4.3 高通滤波设计 |
| 3.4.4 增益调节设计 |
| 3.4.5 信号处理模块实物 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 耐高温光纤式叶尖定时传感器验证实验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 耐高温验证实验 |
| 4.2.1 高温试验平台搭建 |
| 4.2.2 传感器耐温试验结果及分析 |
| 4.3 辐射干扰抑制实验及结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（7）基于叶尖定时的旋转失谐叶片-轮盘振动参数辨识仿真与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 测振技术的研究意义与发展现状 |
| 1.2 叶尖定时测振技术测量原理 |
| 1.2.1 测振传感器 |
| 1.2.2 叶尖定时数据参数辨识算法的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 叶片振动理论 |
| 2.1 叶片振动分类 |
| 2.2 叶片振动基本参数 |
| 2.3 叶片振动频率计算 |
| 2.3.1 叶片的静频 |
| 2.3.2 叶片的动频 |
| 2.4 叶片坎贝尔图共振分析 |
| 2.4.1 共振理论 |
| 2.4.2 坎贝尔图 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于ANSYS的失谐叶盘系统动频分析 |
| 3.1 有限元模态理论 |
| 3.2 叶盘系统有限元分析 |
| 3.3 参数拟合与坎贝尔图 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于MATLAB的叶片振动仿真及参数辨识 |
| 4.1 建立叶尖定时测振系统模型框图 |
| 4.1.1 建立基本扇区单自由度叶尖定时测振系统模型框图 |
| 4.1.2 建立基本扇区双自由度叶尖定时测振系统模型框图 |
| 4.2 变速扫频下叶盘系统同步振动信号仿真分析 |
| 4.2.1 基本扇区单自由度谐调叶盘系统同步振动信号仿真分析 |
| 4.2.2 基本扇区单自由度失谐叶盘系统同步振动信号仿真分析 |
| 4.2.3 基本扇区双自由度失谐叶盘系统同步振动信号仿真分析 |
| 4.3 恒速下叶盘系统同步振动信号仿真分析 |
| 4.3.1 恒速下基本扇区单自由度失谐系统叶片同步振动信号仿真分析 |
| 4.3.2 恒速下基本扇区双自由度系统叶片同步振动信号仿真分析 |
| 4.4 叶片同步振动参数辨识 |
| 4.4.1 恒转速下无转速间相传感器的叶片同步振动参数辨识 |
| 4.4.2 变速扫频下无转速间相传感器的叶片同步振动参数辨识 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 叶片轮盘系统振动测量 |
| 5.1 旋转叶盘系统振动测试原理 |
| 5.2 叶片轮盘系统振动测试实验 |
| 5.2.1 叶片轮盘系统振动测量实验台简介 |
| 5.2.2 叶片振动信号采集系统 |
| 5.2.3 数据处理软件 |
| 5.3 基于叶尖定时的旋转叶片轮盘系统同步振动实验测量 |
| 5.3.1 恒速下叶片轮盘系统振动实验研究 |
| 5.3.2 变速扫频下叶片轮盘系统振动实验研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）基于任意传感器排布的叶尖定时信号压缩感知辨识方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 旋转叶片振动测量技术的发展 |
| 1.2.2 叶尖定时方法的测量方法及参数识别算法的发展 |
| 1.3 课题创新点及研究内容 |
| 第二章 叶尖定时信号重构模型 |
| 2.1 叶尖定时方法原理简介 |
| 2.2 压缩感知理论简介 |
| 2.3 叶尖定时信号的压缩感知模型 |
| 2.4 去噪模型的选取 |
| 2.4.1 随机噪声对均布、任意角度布置重构效果的影响 |
| 2.4.2 基于任意角度布置的去噪方法的选取 |
| 2.4.3 进一步改善去噪效果的探索 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 叶尖定时信号重构规律的探究 |
| 3.1 采样周期和传感器数量的选取 |
| 3.2 最大可识别倍频和频率分辨率的选取 |
| 3.3 转速波动与传感器安装误差的影响 |
| 3.4 压缩感知方法鲁棒性分析 |
| 3.5 随机干扰对感知效果的灵敏度分析 |
| 3.6 压缩感知方法与其他常用BTT信号辨识方法的对比 |
| 3.6.1 辨识规律对比分析 |
| 3.6.2 抗噪性能对比分析 |
| 3.6.3 计算时间对比 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 传感器排布方案的探究 |
| 4.1 约束等距特性 |
| 4.2 互相干性 |
| 4.2.1 不同感知矩阵中?(W)的分布规律 |
| 4.2.2 μ(W)衍生参数对重构效果影响的讨论 |
| 4.2.3 μ_(t=0)(W)的优化设计 |
| 4.3 基于倍频组合的传感器排布设计 |
| 4.4 压缩感知辨识叶尖定时信号的流程 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 压缩感知方法在旋转机械振动监测中的应用 |
| 5.1 某型号钛合金风扇叶片有限元仿真数据分析 |
| 5.2 某型号压气机实验测试数据分析 |
| 5.2.1 实验数据简介 |
| 5.2.2 感知参数的选取 |
| 5.2.3 单叶片振动的辨识与分析 |
| 5.2.4 整级叶片分析 |
| 5.3 正弦拟合与压缩感知混合方法的探索 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读期间的学术成果 |
（9）离心式压缩机叶片状态在线监测与故障预警方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外相关工作研究进展 |
| 1.2.1 压缩机不稳定流动研究现状 |
| 1.2.2 叶片振动测试技术研究现状 |
| 1.2.3 叶尖定时法研究现状 |
| 1.2.4 微弱故障特征识别研究现状 |
| 1.3 本文主要研究思路 |
| 2 基于循环平稳的离心压缩机不稳定流动特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 循环平稳理论 |
| 2.2.1 随机信号 |
| 2.2.2 循环平稳信号 |
| 2.2.3 一阶循环平稳 |
| 2.2.4 二阶循环平稳 |
| 2.2.5 谱相关与循环自相关 |
| 2.2.6 谱相关的快速实现算法 |
| 2.3 仿真信号的构建及分析 |
| 2.4 压缩机内部不稳定流动的实验分析 |
| 2.4.1 实验平台介绍 |
| 2.4.2 实验数据分析 |
| 2.5 本章小节 |
| 3 基于改进叶尖定时技术的叶片振动监测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 BTT测振技术 |
| 3.2.1 BTT测振原理介绍 |
| 3.2.2 BTT测试精度需求分析 |
| 3.3 传统BTT技术的测试误差分析 |
| 3.3.1 误差分析模型的建立 |
| 3.3.2 数采设备分辨率的影响 |
| 3.3.3 传感器振动的影响 |
| 3.3.4 标定值误差分析 |
| 3.3.5 转速估计误差的影响 |
| 3.4 改进的BTT技术 |
| 3.4.1 改进方法的基本原理 |
| 3.4.2 改进方法与传统BTT测量误差对比分析 |
| 3.5 压缩机叶片振动监测实验 |
| 3.5.1 实验用BTT测试系统介绍 |
| 3.5.2 压缩机试验台介绍 |
| 3.5.3 叶片振动在线监测 |
| 3.6 本章小节 |
| 4 基于压力脉动信号的叶片故障识别 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SR理论介绍及分析 |
| 4.2.1 经典双稳态SR模型 |
| 4.2.2 BSR的数值稳定性分析 |
| 4.2.3 小参数限制 |
| 4.2.4 多尺度噪声调和 |
| 4.2.5 基于GA的多尺度噪声调和ABSR法 |
| 4.3 仿真验证及实验信号分析 |
| 4.3.1 仿真信号验证 |
| 4.3.2 确定先验叶片故障特征频率 |
| 4.3.3 基于压力脉动信号的叶片故障特征识别 |
| 4.4 基于CWT和WSGSR的微弱特征识别方法 |
| 4.4.1 CWT简介 |
| 4.4.2 基于WSG势函数的SR |
| 4.4.3 CWT-WSGSR微弱特征识别方法 |
| 4.5 基于CWT-WSGSR的实验信号分析 |
| 4.6 本章小节 |
| 5 基于压力脉动和叶尖定时信号的叶片故障预警 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于稀疏BSS的压力脉动信号分析 |
| 5.2.1 BSS瞬时混合模型 |
| 5.2.2 信号预处理 |
| 5.2.3 信号稀疏性增强 |
| 5.2.4 估计混合矩阵A |
| 5.2.5 基于L1范数最小化的源信号恢复 |
| 5.2.6 压力脉动信号分析流程 |
| 5.2.7 无先验知识时叶片故障预警的频域指标 |
| 5.3 基于改进BTT的叶片振幅分析 |
| 5.3.1 故障叶片的动力学分析 |
| 5.3.2 叶片故障预警的时域指标 |
| 5.4 结合频域与时域指标的叶片故障预警方法 |
| 5.4.1 时-频域指标预警方法流程 |
| 5.4.2 基于稀疏BSS的压力脉动信号分析 |
| 5.4.3 改进BTT技术测振数据分析 |
| 5.5 本章小节 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）高速旋转叶片叶尖定时测振技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 叶片振动测量技术重要性及意义 |
| 1.2 叶片振动测量技术国内外研究现状 |
| 1.2.1 叶片振动的形式 |
| 1.2.2 叶片振动测量技术的发展 |
| 1.2.3 叶尖定时测振技术的发展 |
| 1.2.4 叶片疲劳裂纹故障 |
| 1.3 论文主要研究工作 |
| 第二章 基于叶尖定时技术的叶片状态监测系统 |
| 2.1 叶尖定时测量技术原理 |
| 2.2 叶片振动实验台 |
| 2.2.1 叶片参数 |
| 2.2.2 叶片坎贝尔图 |
| 2.3 高速旋转叶片叶尖定时测振系统 |
| 2.3.1 系统性能指标 |
| 2.3.2 系统硬件配置 |
| 2.3.3 系统软件总体设计 |
| 2.4 系统的通用性设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 高速旋转叶片测振软件系统关键技术研究 |
| 3.1 高速旋转叶片到达时间在线采集技术 |
| 3.1.1 硬件采集技术 |
| 3.1.2 高速数据流管理技术 |
| 3.1.3 高速数据存储技术 |
| 3.2 在线数据预处理技术 |
| 3.2.1 叶片跳圈问题研究 |
| 3.2.2 干扰数据问题研究 |
| 3.2.3 信号丢失问题研究 |
| 3.3 去零漂技术研究 |
| 3.4 离线数据预处理 |
| 3.4.1 叶片振动模型 |
| 3.4.2 滑动平均 |
| 3.4.3 曲线拟合 |
| 3.5 叶片裂纹故障分析技术 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 高速旋转叶片测振系统功能测试 |
| 4.1 高速采集功能仿真测试 |
| 4.2 在线数据处理功能仿真测试 |
| 4.2.1 测试信号仿真原理 |
| 4.2.2 跳圈处理算法测试 |
| 4.2.3 干扰处理算法测试 |
| 4.2.4 信号丢失算法测试 |
| 4.2.5 叶片振动位移计算精度测试 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 高速旋转叶片叶尖定时测振系统应用 |
| 5.1 叶片状态监测实验 |
| 5.2 系统通用性验证实验 |
| 5.3 叶片疲劳裂纹实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 论文主要工作总结 |
| 6.2 后续研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
四、Optical Fiber Sensor's Applied in Vibration Measurement of Turbine Blade（论文参考文献）
- [1]叶尖定时及叶尖间隙测量技术研究综述[J]. 张亮,王启迪,李欣,王苑. 河北科技大学学报, 2021(05)
- [2]基于叶尖定时的叶片扭转及弯扭耦合振动参数辨识研究[D]. 王苑. 辽宁工业大学, 2021(02)
- [3]基于叶尖间隙修正定时数据的叶片振动参数辨识研究[D]. 王启迪. 辽宁工业大学, 2021(02)
- [4]涡轮转子叶片非接触振动测试试验研究[J]. 刘美茹,朱靖,滕光蓉,肖潇,乔百杰,陈雪峰. 振动工程学报, 2020(06)
- [5]基于叶尖定时的航空发动机涡轮叶片振动测量[J]. 刘美茹,滕光蓉,肖潇,张震相,乔百杰,陈雪峰. 航空动力学报, 2020(09)
- [6]耐高温光纤式叶尖定时传感器研制[D]. 何赒. 天津大学, 2020(02)
- [7]基于叶尖定时的旋转失谐叶片-轮盘振动参数辨识仿真与实验研究[D]. 赵展鹏. 辽宁工业大学, 2020(03)
- [8]基于任意传感器排布的叶尖定时信号压缩感知辨识方法[D]. 张效溥. 上海交通大学, 2020(01)
- [9]离心式压缩机叶片状态在线监测与故障预警方法研究[D]. 贺长波. 大连理工大学, 2019(08)
- [10]高速旋转叶片叶尖定时测振技术研究[D]. 余星奇. 南京航空航天大学, 2019(02)