【科技前沿】激光测振仪：跨越介质，精准通信的新星

叶片，作为航空发动机的核心部件，承载着高速旋转和复杂载荷的重任，其可靠性直接关系到发动机的性能与安全。然而，叶片在实际工作过程中，往往因为共振等问题导致故障频发，成为设计人员关注的重点。为了提升叶片的可靠性，对其进行模态分析，获取其在实际工作状态下的固有频率和振型显得尤为重要。在这一研究领域，扫描式激光多普勒测振仪以其独特的优势，为叶片的工作变形研究提供了强有力的支持。01激光测振仪的原理与优势扫描式激光多普勒测振仪，简称激光测振仪，是一种利用激光多普勒效应对物体振动进行高精度测量的仪器。它采用非接触式测量方式，能够远距离、高分辨率地快速获取物体的振动信息，包括速度、位移、加速度等参数，测量精度小于1pm。这种非接触式的测量方式，避免了传统测量方法中因附加质量或表面处理对测量结果的影响，使得测量更为准确、可靠。图1 叶片工作变形试验原理在航空航天叶片的工作变形研究中，激光测振仪的优势尤为突出。首先，其多点快速扫描的能力，能够迅速获取叶片表面多个测点的振动响应，为工作变形分析提供丰富的数据支持。其次，高精度的测量特性，使得研究人员能够准确地识别出叶片的固有频率和振型，为叶片的结构优化提供了科学依据。此外，激光测振仪还具有抗干扰性强、实时输出信号等特点，能够在恶劣的工作环境中保持稳定的测量性能。02叶片工作变形研究中的应用在基于扫描式激光多普勒测振仪的叶片工作变形研究中，研究人员通过搭建一套发动机叶片工作变形分析试验系统，对叶片进行了模态分析。他们利用高频振动台对叶片施加快速正弦扫频的基础激励，同时用激光测振仪测量叶片表面多个测点的速度响应。通过工作变形分析方法，研究人员得到了叶片的前六阶固有频率和振型，并用模态置信准则评估了这些振型之间的相关性。图2 叶片工作变形分析得到的不同阶次振型MAC值研究结果表明，该叶片的振型由低阶到高阶依次为一阶弯曲、两种不同节线的一阶扭转、二阶弯曲、二阶扭转和弯扭耦合。不同阶次振型的模态置信准则值都小于或等于0.2，证明了不同模态振型之间的相关性很低，从而验证了工作变形分析结果的正确性。这一研究成果为叶片的结构优化和可靠性提升提供了有力的支撑。03结语扫描式激光多普勒测振仪在航空航天叶片工作变形研究中的应用，不仅提高了测量的准确性和可靠性，还为叶片的结构优化和性能提升提供了科学的依据。随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，相信激光测振仪将在更多领域发挥更大的作用，为科技进步和社会发展做出更大的贡献。04推荐配置：扫描式激光测振仪SMART SCAN+参考文献：1. 杭超, 燕群, 黄文超. 基于扫描式激光多普勒测振仪的叶片工作变形研究[J]. 装备环境工程, 2018, 15(9): 71-75.