连续扫描激光多普勒振动测试技术及其应用

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1、中图分类号：V214.3+3论文编号：102870218-S100学科分类号：082502硕士学位论文连续扫描激光多普勒振动测试技术及其应用研究生姓名李繁学科、专业航空宇航推进理论与工程研究方向结构振动与测试指导教师臧朝平教授南京航空航天大学研究生院能源与动力学院二О一七年十二月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergyandPowerEngineeringContinuousScanningLaserDopplerVibrometryan

2、ditsApplicationAThesisinAerospacePropulsionTheoryandEngineeringbyLiFanAdvisedbyProf.ZangChaopingSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember,2017承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得

3、南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要准确获取发动机及其部件的动力学特性对于发动机安全、可靠地运行具有重要意义，模态测试是获取结构动力学特性的一个重要手段。传统模态测试常采用加速度传感器进行，由于加速度传感器接触式测量、测试频率范围有限以及附加质量影响使其难以满足轻小结构、高频和高温等情况下的模态测试需求。激光多普勒

4、测振技术（LaserDopplerVibrometry，LDV），因其非接触测振、测试精度高、测试效率高、测试频率范围大等优点，近年来在航空、航天等领域得到了较大的应用。近年来发展的连续扫描激光多普勒测振技术（ContinuousScanningLaserDopplerVibrometry，CSLDV）通过激光在结构表面的连续运动，实现单频激励下结构测点分辨率高工作变形（OperationalDeflectionShape，ODS）的高效测试，但目前连续扫描激光多普勒测振技术大多针对于与板、梁、圆盘以及扇形叶片等几何形状规则的结构，难以应用于实际结构

5、。本文进一步研究了CSLDV测试技术，在激励方式方面，将混合单频激励引入CSLDV测试，发展了混合单频激励下CSLDV测试方法，提高了CSLDV测试的效率；在扫描方式方面，改进了线扫描和面扫描方式，发展了曲线连续扫描和非矩形区域连续扫描测试方法，并有效测试了发动机弯管及压气机叶片的工作变形；并基于非矩形区域连续扫描测试方法研究了三维连续扫描测试方法，有效测试了发动机曲面压气机叶片三维工作变形；在其他应用方面，本文将CSLDV测试方法应用于高温环境下结构模态参数测试，有效获得了平板叶片不同温度下的模态参数，为后续热模态参数的CSLDV测试研究奠定了基础

6、。本文对于CSLDV测试技术的研究与技术实现，填补了国内外相关方面的技术空白，拓展了CSLDV测试技术的适用范围，极大推动了CSLDV测试技术从实验室研究到实际工程应用的发展。关键词：激光多普勒，连续扫描，振动测试，混合单频，曲线连续扫描，非矩形连续扫描，三维工作变形，热模态I连续扫描激光多普勒振动测试技术及其应用ABSTRACTAccurateacquisitionofthedynamiccharacteristicsofengineanditscomponentsisofgreatimportanceforthesafeandreliableop

7、erationofengines.Modaltestisanimportantmeanstoobtainstructuraldynamiccharacteristics.Accelerationsensorsareoftenusedintraditionalmodaltesting.Duetothecontactmeasurement,limitedfrequencyandadditionalmassinfluence,itisdifficulttomeettherequirementofmodaltestunderlightandsmallstru

8、cture,highfrequencyandhightemperature.LaserDopplerVibr