申请/专利权人：西安交通大学;中国航发四川燃气涡轮研究院

申请日：2020-11-27

公开（公告）日：2024-04-05

公开（公告）号：CN112464535B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G01B7/16;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.05#授权;2021.03.26#实质审查的生效;2021.03.09#公开

摘要：本发明公开了一种转子叶片动应变测量数据一致性评估方法，其中，建立转子叶片有限元模型，在不同转速下，根据所述有限元模型模态分析以提取应变模态振型；基于应变模态振型确定转子叶片应变测点的位置与数目；转子叶片在测点的位置粘贴应变片以测量转子叶片动应变；通过滑环引电器引出应变信号，获取转子叶片的测点的动应变结果；构造转子叶片测点的动应变与全场动应变的传递矩阵；逐次删除某一个测点的动应变，基于剩余测点的动应变反演重构得到转子叶片全场动应变，计算重构结果与实验测量结果的相对误差和相关性；基于相对误差和相关性一致性评估动应变测量数据。

主权项：1.一种转子叶片动应变测量数据一致性评估方法，所述方法包括以下步骤：第一步骤S100中，建立转子叶片有限元模型，在不同转速下，根据所述有限元模型模态分析以提取应变模态振型；第二步骤S200中，基于应变模态振型确定转子叶片应变测点的位置与数目，提取所述有限元模型的前Nm阶模态参数，其包括模态频率fi、大小为Ndof×1的应变模态振型ψi，构造转子叶片全场应变模态振型矩阵其大小为Ndof×Nm，Nm表示模态数，Ndof表示所述有限元模型的自由度数目，Ndof＝6Nn，Nn表示所述有限元模型划分网格后的节点数；每个所述节点的应变包含3个主应变εx、εy、εz和3个剪切应变τxy、τyz、τxz共6个应变分量，基于所述转子叶片全场应变模态振型确定转子叶片粘贴应变片的测点的位置及其方向，前Nm阶模态参数，转子叶片上粘贴的应变片数目Nsg不小于模态数目Nm；粘贴应变片的测点总数目NB-sg＝Nsg×n，n表示转子叶片数量；第三步骤S300中，转子叶片应变测点的位置粘贴应变片以测量转子叶片动应变；第四步骤S400中，通过滑环引电器引出应变信号，获取转子叶片的所述测点的动应变，转子叶片达到共振时采集每个转子叶片各个测点的动应变s1t表示转子叶片第1号应变实测动应变，表示转子叶片第Nsg号测点实测动应变；第五步骤S500中，构造转子叶片测点的动应变与全场动应变的传递矩阵，基于转子叶片全场应变模态振型构造应变模态振型的测点选择矩阵大小为2Nc×Nm，其中Nc表示转子叶片粘贴应变片的有限元节点数，2表示每个节点有2个方向可粘贴应变片；从选择矩阵ψc中选取与所述测点的位置和方向对应的Nsg个测点，构造大小为Nsg×Nm的测点应变模态振型矩阵ψsg，基于所述测点应变模态振型矩阵ψsg和全场应变模态振型矩阵ψ构造转子叶片测点的动应变与全场动应变的传递矩阵大小为Ndof×Nsg；其中，表示测点应变模态振型矩阵ψsg的伪逆，上标表示矩阵的逆，上标T表示矢量转置；第六步骤S600中，逐次删除某一个测点的动应变，基于剩余测点的动应变反演重构得到转子叶片全场动应变，计算重构结果与实验测量结果的相对误差和相关性，初始时刻，迭代次数iter＝1，删除一个测点的动应变，S601、选择删除D＝iter号测点，利用剩余Nsg-1个测点叶片动应变与全场转子叶片应变模态振型构造传递矩阵TssD，大小为Ndof×Nsg-1，S602、剩余Nsg-1个测点叶片动应变响应与所述传递矩阵TssD经由公式反演重构得到转子叶片t时刻叶片表面和内部所有节点应变以及动应变，S603、计算所述重构得到的所述动应变与测量的所述动应变的相对误差，表示第Nsg号测点相对误差，计算所有测点得到相对误差向量大小为Nsg×1，S604、计算所述重构得到的所述动应变与测量的所述动应变的相关性 表示第Nsg号测点相关性，量化相关性相对误差计算所有测点得到量化后相关性相对误差向量大小为Nsg×1；t1为应变响应采集的起始时刻，t2为应变响应采集的结束时刻，S605、选择删除第D号测点的动应变实测结果，若被删除测点号D等于所有测点总数Nsg，即D＝Nsg，进入下一步骤；若被删除测点号D号小于所有测点总数Nsg，即D＜Nsg，迭代次数iter＝iter+1，循环进入S601；第七步骤S700中，基于相对误差和相关性一致性评估动应变测量数据，S701、根据相对误差和相关性相对误差计算所有测点反演重构结果与测量结果相对误差矩阵E＝[E1,E2,......Eiter]，相关性相对误差矩阵R＝[R1,R2,......Riter]，大小为Nsg×Nsg，S702、基于所述相对误差矩阵E和量化相关性相对误差矩阵R计算得到所有应变片测量结果有效性判定三维直方图H，S703、根据直方图H，基于每个应变测点实测结果与反演重构结果相对误差的在整个直方图里数值占比判定转子叶片粘贴应变片的有效性，完成应变测量数据一致性评估。

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百度查询： 西安交通大学;中国航发四川燃气涡轮研究院 一种转子叶片动应变测量数据一致性评估方法

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