О характеристиках колебаний регулярных систем стержневых элементов для диагностики их повреждений

Abstract

Приведены результаты выполненного комплекса расчетно-экспериментальных исследований по установлению закономерностей влияния параметров эксплуатационной неоднородности, обусловленной забоиной, на формирование спектра собственных частот колебаний образца камертонного типа как простейшей регулярной системы и его составляющих стержней, а также их вибронапряженность при резонансе с учетом рассеяния энергии в материале. Полученные данные могут быть использованы при выборе диагностических параметров наличия повреждения. Получены зависимости изменения первой собственной частоты колебаний изолированного стержня постоянного поперечного сечения, моделирующего одиночную лопатку, которая широко используется в качестве диагностического параметра от параметров повреждения. Показано, что она существенно зависит от местоположения повреждения по длине стержня. На примере образца камертонного типа, как модели пакета лопаток, показано, что в качестве диагностического параметра наличия повреждения может быть использован параметр связанности возбуждаемых форм колебаний.

The paper presents the results of computational and experimental investigations performed to determine the mechanisms of influence of the parameters of in-service irregularity caused by nick-type damage on the formation of the spectrum of eigenfrequencies of vibrations of the tuning fork type specimen regarded as a simple regular system with its component rods as well as their vibration stress level at the resonance considering energy dissipation in the material. The obtained data can be used in deciding on diagnostic parameters for damage detection. The dependences of the variation in the first eigenfrequency of vibrations of an isolated rod of constant cross-section simulating a single blade on the damage parameters are obtained. It is shown that the eigenfrequency, which is widely used as a diagnostic parameter, depends significantly on damage location along the rod length. Using the tuning fork type specimen as a model of a packet of blades as an example, it is shown that the parameter of coupling of the excited modes of vibrations can be used as a diagnostic parameter for damage detection.

Наведено результати виконаного комплексу розрахунково-експериментальних досліджень по встановленню закономірностей впливу параметрів експлуатаційної неоднорідності обумовленої забоїною, на формування спектра власних частот коливань зразка камертонного типу як найпростішої регулярної системи і його складових стрижнів, а також їх вібронапруженість при резонансі з урахуванням розсіювання енергії в матеріалі. Отримані дані можуть бути використані при виборі діагностичних параметрів наявності ушкодження. Отримано залежності зміни першої власної частоти коливань ізольованого стрижня постійного поперечного перерізу, що моделює одиночну лопатку, яка широко використовується в якості діагностичного параметра від параметрів ушкодження. Показано, що вона істотно залежить від місця розташування пошкодження по довжині стрижня. На прикладі зразка камертонного типу, як моделі пакета лопаток, показано, що в якості діагностичного параметра наявності пошкодження може бути використаний параметр пов’язаності порушуваних форм коливань.