Diagnostics of turbine blades, based on estimation of frequency response function

• Autorzy: Kotkowski Jerzy , Rokicki Edward , Lindstedt Paweł , Spychała Jarosław , Perczyński Jerzy , Karbowiak Hieronim

Identyfikatory

DOI

10.2478/jok-2021-0022

Warianty tytułu

PL

Diagnostyka łopatek turbinowych w oparciu o oszacowanie funkcji odpowiedzi częstotliwościowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the study is to propose a diagnostics method based on blade’s vibration model in frequency domain. Amplitude spectrum A(ω) and phase spectrum φ(ω) have been experimentally identified which define transfer function G(jω) = P(ω) + jQ(ω) and their real P(ω) and imaginary Q(ω) parts. Transfer function G(jω) and resulting frequency, amplitude, phase characteristics and real P(ω) and imaginary Q(ω) parts are parts of blade’s diagnostics model. Changes in those characteristics are directly related to changes in the technical condition of the blades. It has been noticed that small changes in the technical condition cause large changes in frequency characteristics, which proves their usefulness in the diagnosis process.

PL

Celem badania jest zaproponowanie metody diagnostycznej opartej na modelu drgań łopatek w dziedzinie częstotliwości. Zidentyfikowano eksperymentalnie widma ampli-tudowe A(ω) i fazowe φ(ω), które definiują transmitancję operatorową G(jω) = P(ω) + jQ(ω) oraz jej rzeczywiste P(ω) oraz urojone Q(ω) części. Transmitancja operatorowa G(jω) i wynikająca z niej częstotliwość, amplituda, charakterystyka fazowa oraz rzeczywiste P(ω) i urojone Q(ω) części są częściami modelu diagnostycznego łopatki. Zmiany w tych charakterystykach są bezpośrednio związane ze zmianami w stanie technicznym łopatek. Zauważono, że małe zmiany w stanie technicznym powodują duże zmiany w charakterystykach częstotliwościowych, co świadczy o ich przydatności w procesie diagnostycznym.

Słowa kluczowe

EN

modal analysis; blade vibration; frequency response; resonance; Bode plot; vibration mode; operating deflection shape; Q factor; vibration spectrum; transfer function; frequency response function

PL

analiza modalna; drgania łopatek; reakcja na częstotliwość; charakterystyki Bodego; tryb drgań; kształt odchylenia roboczego; współczynnik Q; spektrum drgań; transformancja operatorowa; funkcja odpowiedzi częstotliwościowej

• Wydawca: Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONBiN
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 51, iss. 2
• Strony: 63--78
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Kotkowski Jerzy

• Air Force Institute of Technology (Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych)

autor

Rokicki Edward

• Air Force Institute of Technology (Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych)

autor

Lindstedt Paweł

• Air Force Institute of Technology (Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych)

autor

Spychała Jarosław

• Air Force Institute of Technology (Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych)

autor

Perczyński Jerzy

• Air Force Institute of Technology (Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych)

autor

Karbowiak Hieronim

• Air Force Institute of Technology (Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych)

Bibliografia

• 1. Antoniewicz J.: Automatyka. WNT. (in Polish) Warszawa 1973.
• 2. Beauchamp K.G.: Przetwarzanie sygnałów metodami analogowymi i cyfrowymi. WNT. (in Polish) Warszawa 1978.
• 3. Bodner W.A.: Automatyka silników lotniczych. WMON. (in Polish) Warszawa 1958.
• 4. Bracewell R.: Przekształcenie Fouriera i jego zastosowania. WNT. (in Polish) Warszawa 1968.
• 5. Findeisen W.: Automatyka. Poradnik Inżyniera. WNT. (in Polish) Warszawa 1973.
• 6. Franks L.E.: Teoria sygnałów. PWN. (in Polish) Warszawa 1975.
• 7. Grądzki R., Borowczyk H., Lindstedt P.: Parametryczna metoda diagnozowania łopatki z eliminacją niemierzalnych czynników otoczenia. Problemy Badań Eksploatacji Techniki Lotniczej. Tom 8. Wyd. ITWL. (in Polish) Warszawa 2012.
• 8. Kotowski A., Lindstedt P.: The using of signals of impulse acoustic response in tests of rotor blades in stationary conditions. ISCORMA 4 Calgary Alberta Canada 2007.
• 9. Krasowsk А.А., Pospiełow G.S.: Podstawy automatyki i cybernetyki technicznej. WNT. (in Polish) Warszawa 1965.
• 10. Kurowski W.: Podstawy teoretyczne komputerowego miernictwa systemów mechanicznych. Wydawnictwa Politechniki Białostockiej. (in Polish) Białystok 1994.
• 11. Maksimov W., Jegorov N., Karasev W.: Izmierienije, obrabotka i analiz bystropriemiennych processow w maszynach. (in Russian: Measurement, treatment and analysis quick changing processes in machines) Maszynostrojenije, 1987.
• 12. Osiowski J.: Zarys rachunku operatorowego. WNT. (in Polish) Warszawa 1982.
• 13. Pełczewski W.: Teoria sterowania. WNT. (in Polish) Warszawa 1980.
• 14. Rokicki E., Lindstedt P., Manerowski J., Spychała J.: The concept of monitoring blades of rotor machines with the identifications of their vibration frequency. Journal of Konbin, No. 44, 2017, DOI 10.1515/jok-2017-0080.
• 15. Szopliński Z.: Badanie i projektowanie układów regulacji. WNT. (in Polish) Warszawa 1975.