散热器风机叶片应力测试案例,,风机叶片,应力应变试验,滑环 - 东方所
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  • 散热器风机叶片应力亿博2平台案例

    2019-09-05 09:54:29 阅读次数:1752

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    摘要:某散热器风机叶片需要做较高转速的下应力应变试验,验证叶片强度设计的合理性。东方所采用滑环连接数据线的方式,解决了旋转工况下应变数据难以传输的问题,经过试验得到了关注点的应力数据。

    关键词:风机叶片,应力应变试验,滑环



    1、项目概况

    某型散热风机叶片长度0.4米,工况下转速较高,为验证该型叶片强度设计的合理性,并为优化设计提供试验依据,需要做工况下叶片的应力应变试验。试验对象为旋转部件,为解决数据传输的问题,采用滑环连接应变数据线,并采用东方所高精度数据采集仪和应变亿博2平台分析软件得到了各关注点的主应力。

     


    2、亿博2平台难点

    2.1 风机为旋转设备,数据线难以连接

    风机工况下转速分别为1225RPM1275RPM,测点在风机叶片上,作为旋转设备,测点数据线的连接不能采用常规的接线方式处理。根据试验对象的特点,结合东方所丰富的工程经验,采用了定制的适用于高速旋转的滑环连接数据线进行数据传输,成功解决这个问题,如图1所示。叶片和应变测点在滑环的转动端一侧,数据采集仪和温度补偿片在滑环的固定端一侧。


    图片1.png

                            图1 滑环安装


    2.2 风机高速旋转时温度变化快,需考虑温度的影响

    叶片上布置三个测点,每个测点采用90°三轴应变花进行测量,测量完毕进行应变花分析得到主应力,如图2所示。

    为避免温升对测量结果的影响,应变桥路选择半桥的方式,每个应变花对应一个温度补偿片,温度补偿片粘贴在与被测对象相同的材料上,并放置在靠近叶片的位置固定,如图3所示。


    图片2.png

                                    图2 应变测点 


    图片3.png

                                图3 应变工作片和补偿片固定牢固 


    2.3 现场电磁干扰较大,难以获得理想的数据

    试验现场为工厂加工车间,现场各种设备会产生较大的电磁干扰,会对测量数据产生影响,导致测量数据严重失真。为消除电磁干扰的影响采用东方所高动态范围、低本底噪声,并有防电磁干扰设计的高精度动态数据采集仪进行数据采集,可避免这一问题。


    3、亿博2平台系统

    3.1 分析软件

    · DASP V11工程版平台软件

    · DASP V11应变花分析软件

    3.2 采集硬件

    16通道24INV3062V数据采集仪,内置应变调理模块



    4、数据分析

    4.1 工况1175RPM时,测点三应力分析

    测点各方向在工况时受压应力,在大概-1070微应变附近上下波动,应变值比较稳定。

    进行应变花分析,图6中所示光标处应变最大主应力-11.71MPa,最小主应力-11.21MPa,第四强度理论等效应力11.19MPa,切应力0.017MPa,最大主应力角度-19°。


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    4 时域波形分析

     

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    5 应变花分析设置

     

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    6 应变花分析结果 



    4.2 频谱分析

         由上述分析可知,在风机恒定转速下各测点受到比较稳定的压应力,应力幅值在小范围波动,对数据进行频谱分析可得到波动频率,以测点三为例,图7为测点三在1275RPM时的频谱,主频率为21.5Hz,是该转速的基频,其它为基频的倍频。

     

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    7 频谱分析


    5、试验结果

    1)测量旋转部件的应变、振动等信号,数据传输一向是个难题,本次试验采用定制的高速滑环很好的解决了这个问题,得到了准确的数据。

    2)采用东方所高精度数据采集仪和应变花分析软件,避免了电磁干扰的影响,经过试验得到了风机叶片在工况下的主应力,为验证设计参数和后续优化设计提供了试验依据。