一种航空发动机转子装配性能检测方法技术

本发明专利技术公开了一种检测航空发动机转子装配性能的方法。该方法首先采用激振器激振航空发动机转子，利用振动传感器和信号采集系统软件获得一个多载波耦合的航空发动机转子的脉冲响应信号；然后对所获得的一个多载波耦合的航空发动机转子的脉冲响应信号采用双树复小波变换方法进行分析，获得八个单载波的航空发动机转子的脉冲响应子信号；最后对所获得的八个单载波的航空发动机转子的脉冲响应子信号提取平均装配性能指标，若所得的平均装配性能指标值大于或等于１０，则判定该航空发动机转子装配性能合格，若所得的平均装配性能指标值小于１０，则判定该航空发动机转子当前装配性能不合格，需返工返修。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属航空发动机制造领域，具体涉及。
技术介绍
装配是产品制造的最后环节，产品的装配质量在很大程度上决定了产品的最终质量。为了保证装配完成后达到规定的结构强度、空气动力性能等指标，航空发动机对装配准确度要求非常高。然而由于航空发动机转子零部件型号规格相似、数目繁多、结构外形复杂，装配工艺复杂，而且当前发动机装配主要采用手工方式，装配精度的高低和装配质量稳定与否大都依赖于装配工人的操作经验和熟练程度，这就使得一次装配成功率很低，从而造成多次返工和返修，严重影响了航空发动机的装配质量和效率。当前，由于缺乏有效检测航空发动机转子装配性能的自动化方法和先进技术，航空发动机转子装配性能的好坏只能在航空发动机整机装配完成之后的整机试车时才能得到间接地反映，而且通过试车得到的关于航空发动机转子装配性能好坏的评估结果准确性差、时间长、耗费大。通过基于动态信号测试与分析航空发动机转子装配状况可以在航空发动机转子装配过程中实时、在线、自动地检测出航空发动机转子的装配性能，既避免了由于航空发动机转子装配问题引起的多次航空发动机整机试车，又避免了由于试车结果不准确而引起的多次返工拆修，极大地缩短了航空发动机装配时间、降低了航空发动机制造和维修费用，为实现高效率高质量装配航空发动机奠定了基础，因此，对航空发动机转子装配性能进行检测具有重要意义，是航空发动机制造领域的一个新的研究方向。 双树复小波是一种具有诸多优良特性的新型小波变换方法。由于双树复小波采用两个平行且使用不同的低通与高通滤波器的离散小波变换，两个实小波变换采用两组不同的滤波器，每一组都分别满足完美重构条件，两组滤波器的联合设计使得整个变换是近似解析的，所以具有近似平移不变性、近似解析性、易于实现等优点。 平均装配性能指标用来评估航空发动机转子动态响应信号的信息特征，它表示能量在空间中分布的均匀程度，能量分布得越均匀(即装配性能合格)，平均装配性能指标值就越大；反之能量分布得越不均匀(即装配性能不合格)，平均装配性能指标值就越小。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种航空发动机转子装配性能检测的方法。该方法首先采用激振器激振航空发动机转子，利用振动传感器和信号采集系统软件获得一个多载波耦合的航空发动机转子的脉冲响应信号；然后对所获得的一个多载波耦合的航空发动机转子的脉冲响应信号采用双树复小波变换方法进行分析，获得八个单载波的航空发动机转子的脉冲响应子信号；最后对所获得的八个单载波的航空发动机转子的脉冲响应子信号提取平均装配性能指标，若所得的平均装配性能指标值大于或等于10，则判定该航空发动机转子装配性能合格，若所得的平均装配性能指标值小于10，则判定该航空发动机转子当前装配性能不合格，需返工返修。实验结果表明该方法可以在装配过程中实时地、可靠地判断出航空发动机转子的装配性能是否合格，便于工程实践中使用。 为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案按以下步骤进行 1将激振器作用在航空发动机转子的不同部位，从激振器中输出脉冲信号、方波信号或正弦信号作为激振源信号激振航空发动机转子，将激振获得的航空发动机转子的响应输入到振动传感器和信号采集系统软件获得一个多载波耦合的航空发动机转子的脉冲响应信号； 2对所获得的一个多载波耦合的航空发动机转子的脉冲响应信号采用双树复小波变换方法进行分析，获得八个单载波的航空发动机转子的脉冲响应子信号； 3对所获得的八个单载波的航空发动机转子的脉冲响应子信号提取平均装配性能指标，若所得的平均装配性能指标值大于或等于10，则判定该航空发动机转子装配性能合格，若所得的平均装配性能指标值小于10，则判定该航空发动机转子当前装配性能不合格，需返工返修。 所述的将激振器作用在航空发动机转子的不同部位，从激振器中输出脉冲信号、方波信号或正弦信号作为激振源信号激振航空发动机转子，将激振获得的航空发动机转子的响应输入到振动传感器和信号采集系统软件获得一个多载波耦合的航空发动机转子的脉冲响应信号这一步骤中所使用的仪器型号为激振器是北京艾普瑞特科技发展有限公司生产的LC系列力锤，振动传感器是美国PCB公司生产的333B32型ICP加速度传感器，信号采集系统软件是日本SONY公司生产的SONY EX数据采集系统。 所述的对所获得的一个多载波耦合的航空发动机转子的脉冲响应信号采用双树复小波变换方法进行分析，获得八个单载波的航空发动机转子的脉冲响应子信号，具体实现过程如下 采用的双树复小波变换通过两个平行且不同的“实树”分支小波变换与“虚树”分支小波变换来实现，令所获得的一个多载波耦合的航空发动机转子的脉冲响应信号为S(t)，则双树复小波的“实树”分支小波变换和“虚树”分支小波变换如下 “实树”分支小波变换的小波系数 与尺度系数 可以根据下式得到 这里，l是尺度因子，J是最大分解尺度，ψh(t)表示“实树”分支小波变换的小波函数，φh(t)表示“实树”分支小波变换的尺度函数； “虚树”分支小波变换的小波系数 与尺度系数 可以根据下式得到 这里，l是尺度因子，J是最大分解尺度，ψg(t)表示“虚树”分支小波变换的小波函数，φg(t)表示“虚树”分支小波变换的尺度函数； “实树”分支小波变换的两尺度l及l+1之间的系数 与 具有如下关系 其中，h0表示“实树”分支小波变换所用的低通滤波器，h1表示“实树”分支小波变换所用的高通滤波器， 表示“实树”分支小波变换重构过程中所使用的低通滤波器， 表示“实树”分支小波变换重构过程中所使用的高通滤波器，m表示滤波器的长度，取值范围取决于实际所用的滤波器，k表示“实树”分支小波变换后的数据点数。 “虚树”分支小波变换的两尺度l及l+1之间的系数 与 可由下式得到 其中，g0表示“虚树”分支小波变换所用的低通滤波器，g1表示“虚树”分支小波变换所用的高通滤波器， 表示“虚树”分支小波变换重构过程中所使用的低通滤波器， 则为“虚树”分支小波变换重构过程中所使用的高通滤波器；n表示滤波器的长度，取值范围取决于实际所用的滤波器，k表示“虚树”分支小波变换后的数据点数。 最终，双树复小波变换根据“实树”分支小波变换( )和“虚树”分支小波变换( )，输出八个单载波的航空发动机转子的脉冲响应子信号为 其中，输出的八个单载波的航空发动机转子的脉冲响应子信号包含七个细节信号dlC(k)，l＝1，…，J和一个逼近信号cJC(k)，这里J取值为7。 所述的对所获得的八个单载波的航空发动机转子的脉冲响应子信号提取平均装配性能指标，包括以下步骤 令所获得的八个单载波的航空发动机转子的脉冲响应子信号中某一个单载波的航空发动机转子的脉冲响应子信号为rj(t)，j＝1，2，…，8。将所获得的八个单载波的航空发动机转子的脉冲响应子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航空发动机转子装配性能检测方法，其特征在于：　　１）将激振器作用在航空发动机转子的不同部位，从激振器中输出脉冲信号、方波信号或正弦信号作为激振源信号激振航空发动机转子，将激振获得的航空发动机转子的响应输入到振动传感器和信号采集系统软件，获得一个多载波耦合的航空发动机转子的脉冲响应信号；　　２）对所获得的一个多载波耦合的航空发动机转子的脉冲响应信号采用双树复小波变换方法进行分析，获得八个单载波的航空发动机转子的脉冲响应子信号；　　３）对所获得的八个单载波的航空发动机转子的脉冲响应子信号提取平均装配性能指标，若所得的平均装配性能指标值大于或等于１０，则判定该航空发动机转子装配性能合格，若所得的平均装配性能指标值小于１０，则判定该航空发动机转子当前装配性能不合格，需返工返修。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雪峰，张小丽，程礼，何正嘉，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]