【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于發(fā)動機(jī)，尤其涉及一種支撐靜子機(jī)械結(jié)構(gòu)振動能量可視化溯源方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、旋轉(zhuǎn)機(jī)械在航空航天、汽車船舶等相關(guān)設(shè)備中應(yīng)用廣泛。由于旋轉(zhuǎn)機(jī)械工況非常復(fù)雜，且振動信號在復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和附件系統(tǒng)傳遞過程中極易失真、淹沒，所以跨結(jié)構(gòu)系統(tǒng)故障是最容易被忽視和最難排除的振動故障之一。航空發(fā)動機(jī)是十分復(fù)雜的熱力旋轉(zhuǎn)機(jī)械，很多零部件工作在高溫、高壓、高速旋轉(zhuǎn)、強(qiáng)振動和復(fù)雜多變的環(huán)境條件下，經(jīng)常承受高負(fù)荷和熱沖擊，工作環(huán)境異常嚴(yán)酷，因而很容易發(fā)生故障，并且具有故障模式多、多模式復(fù)合失效等顯著特點。如何準(zhǔn)確描述振動信號在航空發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的傳遞規(guī)律以及各傳遞路徑的貢獻(xiàn)度大小是應(yīng)對某些原發(fā)性故障診斷的難點。實現(xiàn)快速振動溯源可以有效地指導(dǎo)故障診斷以及治理工作，近年來振動傳遞機(jī)理研究成為領(lǐng)域內(nèi)研究熱點之一。
2、振動響應(yīng)傳遞規(guī)律是指從軸承座響應(yīng)和機(jī)匣外側(cè)響應(yīng)之間的傳遞關(guān)系，這一關(guān)系是多對多的關(guān)系，即每個軸承座激勵會傳遞到發(fā)動機(jī)機(jī)匣的外側(cè)所有地方，同時機(jī)匣外側(cè)任意一個點都受到了各個軸承座激勵的響應(yīng)，這些響應(yīng)的疊加決定了振動響應(yīng)信號的特征。因此這里的傳遞規(guī)律并不是簡單的點對點的傳遞，而是多源激勵在此點共同的作用。如何應(yīng)用直觀的可視化方法表征上述力學(xué)現(xiàn)象的一般規(guī)律，對于航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)品，上述規(guī)律有什么特點？亟需總結(jié)提煉出科學(xué)問題開展研究。
3、另外，目前在國內(nèi)沒有一款軟件可以做到自動功率流可視化主要原因是振動能量的計算和可視化需要大量的計算資源。每一時刻的振動狀態(tài)都需要進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算，包括動力學(xué)分析、頻率分析等。雖然技術(shù)
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本專利技術(shù)提供了一種支撐靜子機(jī)械結(jié)構(gòu)振動能量可視化溯源方法。
2、本專利技術(shù)是這樣實現(xiàn)的，一種支撐靜子機(jī)械結(jié)構(gòu)振動能量可視化溯源方法，該技術(shù)包括：
3、s1：航空發(fā)動機(jī)支承系統(tǒng)振動響應(yīng)傳遞規(guī)律研究；
4、s2：航空發(fā)動機(jī)支承系統(tǒng)振動響應(yīng)信號傳遞規(guī)律試驗與分析研究；
5、s3：基于深度學(xué)習(xí)的航空發(fā)動機(jī)支承系統(tǒng)振動響應(yīng)信號預(yù)測；
6、s4：某型航空發(fā)動機(jī)支承系統(tǒng)振動信號溯源技術(shù)研究；
7、s5：實現(xiàn)航空發(fā)動機(jī)振動能量可視化技術(shù)；
8、s6：航空發(fā)動機(jī)支承系統(tǒng)振動響應(yīng)信號傳遞規(guī)律試驗與分析研究；
9、s7：基于深度學(xué)習(xí)的航空發(fā)動機(jī)支承系統(tǒng)振動響應(yīng)信號預(yù)測；
10、s8：型航空發(fā)動機(jī)支承系統(tǒng)振動信號溯源技術(shù)研究。
11、進(jìn)一步，step?0：程序開始；
12、step1：通過材料及單元接口輸入并定義材料屬性及有限單元類型；
13、step?2：通過結(jié)構(gòu)模型命令接口輸入研究對象的幾何參數(shù)，并創(chuàng)建幾何模型；
14、step?3：將step?1和2中生成的材料屬性、單元類型和幾何模型輸入到ansys前處理模塊(/prep)中創(chuàng)建該研究對象的有限元模型；
15、step?4：通過載荷條件命令接口輸入載荷屬性及作用位置，對step?3中創(chuàng)建的有限元模型施加激勵載荷；
16、step?5：通過邊界條件命令接口輸入約束類型及作用位置，對step3中創(chuàng)建的有限元模型施加約束；
17、step?6：進(jìn)入ansys求解模塊(/solu)。通過求解器設(shè)置命令接口輸入動力學(xué)求解類型及其相關(guān)設(shè)置參數(shù)；
18、step?7：求解；
19、step?8：進(jìn)入ansys后處理模塊(/post)。通過后處理設(shè)置命令接口輸入分析時刻、數(shù)據(jù)提取位置、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)輸出保存位置等；
20、step?9：研究對象有限元模型中內(nèi)力、速度等參數(shù)提取并輸出保存到文件系統(tǒng)；
21、step?10自編譯計算程序中還會執(zhí)行以下子步驟：
22、sub?step?1：從文件系統(tǒng)讀入ansys輸出計算結(jié)果文件和單元節(jié)點關(guān)系文件，并將其整理成矩陣的形式儲存在工作空間中；
23、sub?step?2：matlab讀取有限元模型的單元坐標(biāo)系、節(jié)點坐標(biāo)
24、系以及結(jié)果坐標(biāo)系，進(jìn)行物理空間與計算空間轉(zhuǎn)換；
25、sub?step?3：構(gòu)建結(jié)構(gòu)聲強(qiáng)矢量場計算域；
26、sub?step?4：依據(jù)相關(guān)計算公式，在計算域中求解每個單元的結(jié)構(gòu)聲強(qiáng)矢量，并依據(jù)單元節(jié)點關(guān)系寫入到結(jié)果矩陣中；
27、sub?step?5：輸出結(jié)構(gòu)聲強(qiáng)計算結(jié)果并保存到文件系統(tǒng)；
28、step?11：對于瞬態(tài)結(jié)構(gòu)聲強(qiáng)矢量場，通訊機(jī)制繼續(xù)控制計算流程，循環(huán)step8至step?10，輸出不同時刻的結(jié)構(gòu)聲強(qiáng)計算結(jié)果文件并保存至文
29、件系統(tǒng)，直至所有分析時刻處理完成；
30、step?12：后處理軟件tecplot讀取構(gòu)建的計算域；
31、step?13：tecplot軟件讀取宏文件，從文件系統(tǒng)中讀取，計算得到的結(jié)構(gòu)聲強(qiáng)計算結(jié)果文件，并繪制結(jié)構(gòu)聲強(qiáng)矢量圖；
32、step?14：tecplot軟件讀取宏文件，將結(jié)構(gòu)聲強(qiáng)矢量圖保存到指定文件目錄；
33、step?15：對于瞬態(tài)結(jié)構(gòu)聲強(qiáng)矢量場，重復(fù)step?12至step14直至全部分析時刻的結(jié)構(gòu)聲強(qiáng)矢量場繪制并保存完成；
34、step?16：程序結(jié)束并退出s。
35、進(jìn)一步，所述s1具體包括：
36、根據(jù)航空發(fā)動機(jī)支承系統(tǒng)的仿真結(jié)構(gòu)，基于信息論和最大熵算法提出改進(jìn)的盲源分離算法，實現(xiàn)機(jī)匣各測點振動響應(yīng)信號的分解并確定信號間表征關(guān)系，結(jié)合功率流頻率響應(yīng)函數(shù)研究瞬態(tài)/穩(wěn)態(tài)總振動能量和振動能量分量在軸承座和機(jī)匣間的傳遞規(guī)律；
37、(1)結(jié)構(gòu)聲強(qiáng)法/振動波理論基礎(chǔ)研究；
38、(2)編譯跡線可視化代碼，基本實現(xiàn)能量跡線可視化。
39、進(jìn)一步，所述s2具體包括：
40、圍繞航空發(fā)動機(jī)支承系統(tǒng)振動傳遞問題，利用獲得的機(jī)匣振動響應(yīng)信號，通過對激勵響應(yīng)映射關(guān)系進(jìn)行研究，深入挖掘不同激勵下機(jī)匣各測點振動信號間的相互關(guān)系，得到振動響應(yīng)的傳遞規(guī)律。
41、(1)建立簡化支承系統(tǒng)有限元模型與網(wǎng)格劃分；
42、(2)選取響應(yīng)測點，獲得施加激勵外機(jī)匣幅頻特性曲線；
43、(3)分析單點激勵(1、2、3號支承)、多點激勵(1、2/2、3/1、3/1、2、3)在定頻(50hz/100hz/150hz)下的響應(yīng)測點瞬態(tài)振動信號。
44、進(jìn)一步，所述s3具體包括：
45、基于航空發(fā)動機(jī)支承系統(tǒng)動力學(xué)模型和獲得的機(jī)匣振動響應(yīng)信號，利用lstm模型對時間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行建模和預(yù)測，分本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種支撐靜子機(jī)械結(jié)構(gòu)振動能量可視化溯源方法，其特征在于，該技術(shù)包括：
2.如權(quán)利要求1所述支撐靜子機(jī)械結(jié)構(gòu)振動能量可視化溯源方法，其特征在于，采用用于航空發(fā)動機(jī)支承系統(tǒng)振動能量可視化分析的方法，包括以下步驟：
3.如權(quán)利要求1所述支撐靜子機(jī)械結(jié)構(gòu)振動能量可視化溯源方法，其特征在于，所述步驟1包括：
4.如權(quán)利要求1所述的支撐靜子機(jī)械結(jié)構(gòu)振動能量可視化溯源方法，其特征在于，所述S2步驟包括：
5.如權(quán)利要求1所述的支撐靜子機(jī)械結(jié)構(gòu)振動能量可視化溯源方法，其特征在于，所述步驟3包括：
6.如權(quán)利要求1所述的支撐靜子機(jī)械結(jié)構(gòu)振動能量可視化溯源方法，其特征在于，所述步驟7包括：
7.一種基于權(quán)利要求1所述方法的用于航空發(fā)動機(jī)支承系統(tǒng)振動能量可視化溯源的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：
8.一種基于權(quán)利要求1所述方法的用于航空發(fā)動機(jī)支承系統(tǒng)振動傳遞研究的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：
9.一種基于權(quán)利要求1所述方法的用于航空發(fā)動機(jī)支承系統(tǒng)振動信號預(yù)測和頻譜特征分析的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括
10.一種基于權(quán)利要求1所述方法的用于航空發(fā)動機(jī)支承系統(tǒng)振動溯源的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種支撐靜子機(jī)械結(jié)構(gòu)振動能量可視化溯源方法，其特征在于，該技術(shù)包括：
2.如權(quán)利要求1所述支撐靜子機(jī)械結(jié)構(gòu)振動能量可視化溯源方法，其特征在于，采用用于航空發(fā)動機(jī)支承系統(tǒng)振動能量可視化分析的方法，包括以下步驟：
3.如權(quán)利要求1所述支撐靜子機(jī)械結(jié)構(gòu)振動能量可視化溯源方法，其特征在于，所述步驟1包括：
4.如權(quán)利要求1所述的支撐靜子機(jī)械結(jié)構(gòu)振動能量可視化溯源方法，其特征在于，所述s2步驟包括：
5.如權(quán)利要求1所述的支撐靜子機(jī)械結(jié)構(gòu)振動能量可視化溯源方法，其特征在于，所述步驟3包括：
6....
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：田晶，李傲，陳仁楨，張鳳玲，王志，
申請(專利權(quán))人：沈陽航空航天大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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