叶片自振频率测试

实训一　叶片自振频率测试

一、实训目的

1.掌握测定叶片频率及判别振型的基本方法；

2.通过实验，加深理解单个叶片的振动特性以及叶根紧力对自振频率的影响。

二、实训器材

低频信号发生器，示波器，功率放大器，橡皮锤，拾振器，实验测试用叶片。

三、实验原理

常用的测试单个叶片静频率的方法有自振法、共振法。

自振法

用自振法测定叶片的自振频率的原理图见图1-1。

实验时，用橡皮锤轻轻敲击叶片，则叶片将作自由衰减振动。通常为Ao型切向振动，用拾振器将叶片的机械振动信号送至阴极示波器的垂直轴（y）轴。同时将低频信号发生器产生的频率信号送至示波器的水平轴（x）轴。一边用橡皮锤敲击叶片，一边调节低频信号发生器的频率数值，当示波器的荧光屏上出现稳定的李沙茹图形见图1-2时，低频信号发生器上的频率读数即为叶片的自振频率或它的整数倍。例如：当示波器上出现稳定的椭圆形图形时，说明垂直输入和水平输入的频率相等，这时的低频信号发生器刻度盘上所指示的频率数值即为叶片的自振频率。用自自振法则出的自振频率（或称固有频率）仅有一个频率值。

自振法特点：简单、准确并能迅速测定自振频率，但由于叶片的高频自由振动不易发生，即使发生，振幅很小、消失也快，故难以用自振法测定，无法区分其振型，所以，自振法多用于测定中、长叶片的Ao型振动。

共振法与自振法的不同点为叶片所受的激振力不是敲击产生的，而是用激振器激发和维持的；并且叶片产生的振动是强迫振动。

共振法

用共振法测定叶片自振频率原理图见图1-1。

共振法是由低频信号发生器发生的信号，除输入示波器外，还输入功率放大器。当低频信号发生器给定的频率与叶片的固有频率相等时，从示波器上可看到稳定的李沙茹椭圆图形，见图1-2。连续调节音频信号发生器输出的频率信号，依次使被测叶片共振，就可确定叶片各阶的自镇频率值。

四、实验要求及步骤

实验内容：

1.用自振法测定叶片的自振频率，并观察不同频率下的李沙茹图形。

2.用共振法测定叶片的自振频率，判别振型，并观察叶根紧力对振动的影响。

实验要求：

本次实验内容涉及汽轮机原理课程中的叶片振动、静频率和动频率等多方面知识，实验方法涉及自振法和共振法测频以及热工检测课程中的传感器技术，在试验之前学生预习相关内容。

实验步骤：

1实验系统与仪器的调试

（1）粗略估计叶片自振频率，由低频信号发生器给定频率。将低频信号发生器输出细调旋钮逆时针旋至最小位置，电压输出衰减旋到最小位置。

（2）示波器的衰减旋钮放在最小位置，扫描范围旋钮旋至外接位置。若荧光屏上的光点不居中，可适当调整y轴位置和x轴位置。

（3）将低频信号发生器的输出细调旋钮顺时针旋之，示波器荧光屏上的光点被拉长至适中距离。

（4）用橡皮锤在叶顶上下间歇地敲击，调节低频信号发生器频率，直至示波器荧光屏出现稳定的李沙茹图形，即可确定叶片的自振频率。

2.实验数据的整理与要求

（1）记录用自振法测定叶片的固有频率。

（2）记录用共振法测定叶片的固有频率。

（3）按实验要求作好测试记录并整理。在实验前预习实验指导书。实验做完后，整理实验报告。

五、注意事项

1.按图示接好线后，应请老师检查合格后方能开机实验。

2.无论是开机和关机都必须首先将低频信号发生器的输出细调放在最小位置。

3.暂时不用示波器时，应将荧光屏上的光迹调至最暗。

【思考题】

1.什么是叶片的静频率和动频率？根据本次试验内容，说明实验测量得到的频率为叶片的静频率还是动频率？

2.何为调频叶片和不调频叶片？