【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电磁环境下旋转体表面动态应变测试方法，属于旋转体表面动态应变测试。
技术介绍
1、在现代科学技术的不断发展过程中，旋转机械设备在工业、航空航天和国防等领域得到了广泛应用。这些旋转机械设备在工作过程中常常处于复杂的电磁环境中，如电机、发电机、雷达和通信设备等。为了确保这些设备的安全性和可靠性，对其运行状态进行实时监测和评估显得尤为重要。动态应变测试作为一种关键的监测手段，可以提供旋转体在运行过程中表面的应力和应变信息，帮助工程师及时发现潜在问题并采取相应措施。
2、目前，动态应变测试主要依赖于应变片等感器技术。这些传感器能够将机械应变转换为电信号或光信号，并通过数据采集系统进行记录和分析。但是，在风洞或者电机驱动下的旋转体测试，其测试环境具有较强的电磁干扰，严重影响动态应变的准确测量。目前，已有一些针对电磁环境的应变测试方法被提出，但这些方法大多存在技术复杂、成本高或适用范围有限等问题。因此，迫切需要一种能够在电磁环境下高效、可靠地测试旋转体表面动态应变的方法，以满足工业、航空航天和国防等领域对高精度应变测量的需求。
3、综上所述，本专利技术旨在提供一种电磁环境下旋转体表面动态应变测试方法，以克服现有技术的不足，实现电磁环境下旋转体表面动态应变的精准测试。
技术实现思路
1、本专利技术为解决现有针对电磁环境的应变测试方法中技术复杂、成本高和适用范围有限的技术问题，进而提出一种电磁环境下旋转体表面动态应变测试方法。
2、本专利技术为
3、步骤1：使用应变片构建电桥并获取旋转件在实际约束条件下的动态特性数据；
4、步骤2：根据动态特性数据进行仿真计算，确定应变片最佳粘贴位置；
5、步骤3：粘贴应变片并制定应变片导线的走线方案；
6、步骤4：将应变片和电压信号放大器连接，放大后的信号通过导电滑环与数据采集系统连接，记录和处理放大后的应变信号；
7、步骤5：实时采集应变信号并作为测试数据，并在全转速范围内进行全程测试，完成旋转体表面动态应变测试。
8、可选的，步骤1中电桥包括：应变片r1、精密电阻r2、精密电阻r3和精密电阻r4；
9、精密电阻r2、精密电阻r3和精密电阻r4的阻值均与应变片阻值相等，且精密电阻r2、精密电阻r3和精密电阻r4的精度为千分之一。
10、可选的，应变片r1使用双绞线分别与精密电阻r2、精密电阻r3、精密电阻r4进行连接。
11、可选的，步骤1中获取旋转件在实际约束条件下的动态特性数据具体包括：
12、通过应变片r1受力的电阻变化结合精密电阻r2、精密电阻r3和精密电阻r4的阻值计算电桥的输出电压，并将输出电压转化为应变，将应变作为动态特性数据，其中，电桥的输出电压与电阻变化成正比。
13、可选的，步骤2中确定应变片最佳粘贴位置的步骤包括：
14、步骤2.1：基于动态特性数据校准和验证仿真模型；
15、步骤2.2：利用有限元法，结合校准和验证后的仿真模型进行仿真计算，生成旋转件在实际约束条件下的应力分布云图；
16、步骤2.3：分析应力分布云图，识别应力分布最大的区域；
17、步骤2.4：选定应力分布最大的区域，结合实际工程元素确定应变片的最佳粘贴位置，其中，实际工程元素包括但不限于结构的几何形状、负载情况和操作环境。
18、可选的，步骤3中粘贴应变片具体包括：
19、使用胶水将应变片粘贴在最佳粘贴位置，使用加强胶对应变片进行固定，并在应变片表面薄涂一层环氧胶粘剂，粘贴完成后进行电性能检测，测量应变片的电阻值和绝缘电阻，若应变片的电阻值与标称值不相符，绝缘电阻未达到设定的标准要求，则立即清除原有应变片，重新进行粘贴和固定操作，直至应变片的电阻值和绝缘电阻检测合格。
20、可选的，步骤3中制定应变片导线的走线方案具体包括：
21、步骤3.1：选择轻质导线作为应变片导线，应变片粘贴在旋转件的一侧表面，应变片导线按照最短路径排布固定在旋转件表面，且应变片导线固定方法和粘贴应变片的方法相同；
22、步骤3.2：在旋转件的桨柄处和桨毂的上下连接处钻孔，应变片导线穿过桨柄处的小孔时使用热缩管进行保护，导线的走线方向根据应变片的引出方向进行排布；
23、步骤3.3：对所有导线的走线和走线连接处进行电性能检测，直至所有导线的走线和走线连接处检测合格，完成应变片导线的走线。
24、可选的，步骤4中记录和处理放大后的信号的步骤包括：
25、步骤4.1：将电桥连接至电压放大器，放大电桥输出的微弱电压信号并输出，使电压信号达到数据采集所需的电平，其中，电压放大器的增益和噪声特性匹配应变测量的精度要求；
26、步骤4.2：电压放大器的输出信号通过导电滑环传输至数据采集系统，数据采集系统记录和处理放大后的应变信号。
27、电压放大器和电桥中的电阻应变计均接地，且使用屏蔽电缆连接。
28、本专利技术的有益效果是：
29、1、本专利技术提出的电磁环境下旋转体表面动态应变测试方法具有高灵敏度，全桥配置提高了系统的灵敏度和测量精度，提供更大的输出信号；温度补偿，全桥可以通过对称的电路设计实现温度补偿，减少温度变化对测量结果的影响；线性输出，在应变范围内，全桥配置通常具有良好的线性输出特性，便于信号处理和分析。
30、2、双绞线能有效抵消外部电磁干扰和减少串扰，保证信号的完整性和可靠性；相比屏蔽电缆，双绞线的制造和安装成本较低，且不需要复杂的屏蔽层；双绞线较为柔软，易于弯曲和安装，适用于各种布线需求；双绞线可以采用轻质材料，比如漆包线，在旋转件表面布线时能够最大程度减小对旋转件动平衡的影响。
31、3、电压信号放大器能够显著提高微弱信号的强度，使其更易于测量和分析；电压信号放大器可以提供高增益和低噪声放大，从而提高测量精度和信号质量；还可以通过调节放大器增益来适应不同应变信号的强度，灵活性强；现代集成电路技术使得放大器可以小型化，便于与其他电路集成放大微弱的应变信号。
32、4、本专利技术有效接地可以显著减少电磁干扰，提高信号质量；接地可以保护设备免受静电放电和电气过载的损害；接地还可以提高系统的安全性，防止电击。而屏蔽电缆可以有效屏蔽外部电磁干扰，保护信号完整性；它还适用于各种复杂电磁环境，如工业现场、通信系统等；并且在高噪声环境中，屏蔽电缆能够显著提高信号质量和可靠性。
33、5、导电滑环允许电力或信号在旋转部件和固定部件之间实现连续的传输；可以设计成多通道滑环，允许多路电力或信号同时传输，提高系统的功能性，可以同时测试多个测试点的表面动态应变；导电滑环结构紧凑，易于集成到现有系统中；滑环系统可以提供稳定和可靠的连接，满足长时间连续运行的需求。...
【技术保护点】
1.一种电磁环境下旋转体表面动态应变测试方法，其特征在于，所述一种电磁环境下旋转体表面动态应变测试方法的步骤包括：
2.根据权利要求1所述的一种电磁环境下旋转体表面动态应变测试方法，其特征在于，步骤1中所述电桥包括：应变片R1、精密电阻R2、精密电阻R3和精密电阻R4；
3.根据权利要求2所述的一种电磁环境下旋转体表面动态应变测试方法，其特征在于，所述应变片R1使用双绞线分别与精密电阻R2、精密电阻R3和精密电阻R4进行连接。
4.根据权利要求1所述的一种电磁环境下旋转体表面动态应变测试方法，其特征在于，步骤1中获取旋转件在实际约束条件下的动态特性数据具体包括：
5.根据权利要求1所述的一种电磁环境下旋转体表面动态应变测试方法，其特征在于，步骤2中确定应变片最佳粘贴位置的步骤包括：
6.根据权利要求1所述的一种电磁环境下旋转体表面动态应变测试方法，其特征在于，步骤3中粘贴应变片具体包括：
7.根据权利要求1所述的一种电磁环境下旋转体表面动态应变测试方法，其特征在于，步骤3中制定应变片导线的走线方案具体包括：<...
【技术特征摘要】
1.一种电磁环境下旋转体表面动态应变测试方法，其特征在于，所述一种电磁环境下旋转体表面动态应变测试方法的步骤包括：
2.根据权利要求1所述的一种电磁环境下旋转体表面动态应变测试方法，其特征在于，步骤1中所述电桥包括：应变片r1、精密电阻r2、精密电阻r3和精密电阻r4；
3.根据权利要求2所述的一种电磁环境下旋转体表面动态应变测试方法，其特征在于，所述应变片r1使用双绞线分别与精密电阻r2、精密电阻r3和精密电阻r4进行连接。
4.根据权利要求1所述的一种电磁环境下旋转体表面动态应变测试方法，其特征在于，步骤1中获取旋转件在实际约束条件下的动态特性数据具体包括：
5.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李淼，黄凯，董尔嵚，王岩，韩晓剑，刘鸿森，李志兴，果立成，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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