日前,由中國計量科(kē)學研究院(以下簡稱(chēng)“中(zhōng)國計量院”)承擔的科研項(xiàng)目“諧振(zhèn)式高加(jiā)速度振動標準裝置建立”順利(lì)通(tōng)過專(zhuān)家驗收。該項目成功建立(lì)了包括諧振式振動發(fā)生係統、控製係統和激光絕對法測量係統在內的高加速度振動標準裝置,在國(guó)際(jì)上首次實現了(le)最高10000 m/s2的振動加速度準確測量,測量不確定度(dù)突破了0.5%(k=2),整體技術水平優於(yú)國外同類裝置。該裝置的建立滿足了我國高端動力裝備關鍵部件的性能測試、先進傳感器製造等領(lǐng)域對高(gāo)加(jiā)速度振動量值的準(zhǔn)確溯源需求,標誌著我國(guó)高加速度振動參數測量(liàng)不再受製國外(wài)。
共振導致的(de)疲勞損傷(shāng)是引起航空發動機、燃汽(qì)輪機等高端動力裝備關鍵零部件失效(xiào)的主要(yào)機製之一,而(ér)此類共振通常具(jù)有較大(dà)的振動(dòng)加速度??用(yòng)於航空發動機測試的(de)加速度傳感(gǎn)器(qì)測量範圍需達到4900 m/s2,航空發動機高壓級壓氣機葉片的工作加速度幅值更是高達10000 m/s2以上。然而,此類高加速度(dù)振動量值無法(fǎ)在國內進行溯源,導致飛機零(líng)部(bù)件疲勞試驗和計量認證等長期受製於國外,嚴(yán)重(chóng)製約了我國高技術含量、高國際競爭力的核心產品的(de)開發與貿易。解(jiě)決振動疲勞測試領域(yù)高加速度振動量(liàng)值的傳遞問題(tí)迫在眉(méi)睫。
為此,中國計量院圍繞高加速度振(zhèn)動量值的發生、控製(zhì)和高精度測量技術展開了深入研究。經過多年努力(lì),由(yóu)中國計量院力聲(shēng)所振動與重力實驗室蔡晨(chén)光副研究員領(lǐng)銜(xián)的項目組基於諧振放大原理,創新性地提出了“直推(tuī)諧振梁固支端”的設計,解決了諧振梁附(fù)加阻尼的影響,成功(gōng)研製了最大加速度10000 m/s2的諧振式(shì)高加速度振動發(fā)生裝置;采用(yòng)諧振頻率迭代識別的方法,解決了諧振梁共振頻率的(de)實時跟蹤問題,建立了諧振式高加(jiā)速度振動控製(zhì)係統,實現了高加速度(dù)振動的精確(què)控製;采用帶通采樣和奈奎斯特采樣結合的技術,解決了高加速度振動量值的絕對法測量(liàng)問題,實現了17.9 Hz~2968 Hz頻(pín)率範圍內外差激光幹涉信號的直接采集和解調,建立了絕對法高加速度(dù)振動測量和校準係統。
項(xiàng)目組研製的諧(xié)振式高加速度振動發生裝置、控製係統、激光絕對法測量係統,實現了高加速度振動標(biāo)準裝置的全部配套(tào),頻率範圍、最大加速(sù)度、測量不確定度等技術指標均優於國外同類裝置。該裝置已經應用於(yú)新型航空發動機葉片測試設備和傳感器的校準和測試(shì),為我國航空發動機葉片測試中加速度高達10000 m/s2的(de)振動量值提供(gòng)了準(zhǔn)確溯源。(劉誌華 陳杭杭)
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