The purpose of this paper is to develop a method of forecasting and analysis of high-cycle (HCF) resistance to fatigue relying on vibroacoustic signal analysis. It proposes using the results of vibroacoustic signal analysis obtained during accelerated fatigue tests conducted in dedicated test bed constructed specially for this purpose and operating in the frequency range of 10 kHz which corresponds to the proper frequency of vibration of samples. Thanks to the small dimensions and mass, the test bed can be located on the vibration inductor, which enable investigations of the amplitude modulation's influence. Additionally, it's described a problem of, phenomena oriented, diagnostics information's detection.
PL
Celem pracy jest opracowanie metody prognozowania i analizy wysokocyklowej (HCF) trwałości zmęczeniowej na podstawie badania sygnału wibroakustycznego. Proponuje się wykorzystać wyniki analizy sygnału wibroakustycznego, uzyskiwane podczas przyspieszonych badań zmęczeniowych, prowadzonych na specjalnie do tego celu skonstruowanym i zbudowanym stanowisku badawczym, pracującym w zakresie częstotliwości rzędu 10 kHz, odpowiadającym częstotliwości drgań własnych próbek. Dzięki małym wymiarom i masie stanowisko badawcze może być umieszczone na wzbudniku drgań, co umożliwia badanie wpływu modulacji amplitudy. Dodatkowo opisano zagadnienie detekcji informacji diagnostycznej, zjawiskowo zorientowanej. Publikacja opracowana na podstawie badań wykonywanych w ramach projektu "Monitorowanie Stanu Technicznego Konstrukcji i Ocena jej żywotności" (MONIT). Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka (PO IG 1.2)
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono problematykę wiarygodnego rozpoznawania i prognozowania stanu technicznego stalowych łopatek sprężarki. Omówiono symptomy pęknięcia pióra łopat-ki i metody jego identyfikacji, stosowane w eksploatacji i remoncie turbinowego silnika odrzutowego typu SO-3. Przedstawiono optyczną metodę laserowego pomiaru drgań pióra łopatki na wzbudniku, wdrażaną w Wojskowych Zakładach Lotniczych nr 3 (WZL-3). Omówiono spostrzeżenia z jej weryfikacji. Wskazano na nowe możliwości badawcze wdrażanej metody, a w tym identyfikowanie wczesnych symptomów zmęczenia materiału (fazy umocnienia i osłabienia) i inicjacji pęknięcia. Omawianą tematykę zobrazowano przykładami z pomiarów właściwości modalnych dobrych i uszkodzonych łopatek oraz prób zmęczeniowych, prowadzonych wg profili LCF i HCF. Wykazano, że analiza kształtu charakterystyki rezonansowej danego modu umożliwia wiarygodne różnicowanie zmęczenia od pęknięcia materiału.
EN
The paper deals with issues related to reliable recognition and prediction of health of steel compressor blades. It outlines symptoms that indicate the blade cracking, and identification methods that can be used during operation, maintenance and re-pairs/overhauls of turbine jet engines of the SO-3 type. An optical method involving laser measurements of blade vibration while on the excitation source is presented in details as it is implemented in the WZL-3 (Military Aviation Works No. 3). The method has been verified in practice and some findings from the verification process are dis-cussed. Next, new testing capabilities offered by the method are presented, including identification of early symptoms of material fatigue (the strengthening and the weaken-ing of the material) and the crack initiation. The topics under discussion have been illustrated with some examples taken while measuring modal properties typical of both defect-free and faulty blades as well as from fatigue tests conducted according to the LCF and HCF profiles. It has been proved that the analysis of resonance responses for specific modes of operation allows of reliable differentiation between material's fatigue and cracking.
W artykule przedstawiono problematykę wiarygodnego rozpoznawania i prognozowania stanu technicznego stalowych łopatek sprężarki. Omówiono metody i symptomy identyfikacji pęknięcia pióra łopatki, stosowane w eksploatacji i remoncie turbinowego silnika odrzutowego typu SO-3. Przedstawiono metodę optyczną, laserowego pomiaru drgań pióra łopatki na wzbudniku, wdrażaną w Wojskowych Zakładach Lotniczych nr 3. Omówiono spostrzeżenia z jej weryfikacji. Wskazano na nowe możliwości badawcze wdrażanej metody, a w tym identyfikowanie wczesnych symptomów zmęczenia materiału (fazy umocnienia i osłabienia) i inicjacji pęknięcia. Omawianą tematykę zobrazowano przykładami z pomiarów właściwości modalnych dobrych i uszkodzonych łopatek oraz prób zmęczeniowych, prowadzonych wg profilu LCF i HCF. Wykazano, że analiza kształtu charakterystyki rezonansowej danego modu umożliwia wiarygodne różnicowanie zmęczenia od pęknięcia materiału.
EN
The article shows the methodology of reliable diagnose health of compressor blades made of steel. The methods and diagnostics symptoms to identify blade crack (used in maintenance and overhaul of SO-3 jet engine) have been described. Laser vibration measuring method that is now being used in Military Aviation Works no. 3 has also been described. New experimental possibilities like early symptoms identification of material fatigue and blade crack initiation have been pointed. Them matter has been illustrated by many examples of damaged and proper blades modal properties measurement (according to LCF and HCF profiles). It has been proven that, resonance characteristic shape analysis gives an ability to determinate if we deal with fatigue or with blade crack.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.