在航空發(fā)動機的應變測量領域，金屬葉片的高溫動態(tài)應變監(jiān)測長期存在技術挑戰(zhàn)。其關鍵難點在于，鈦合金與鎳基高溫合金葉片在服役工況下表面溫度可達600-900°C，常規(guī)電阻應變片因基底材料耐溫極限與膠層蠕變失效難以穩(wěn)定工作，且引線布置對高速旋轉狀態(tài)下的信號傳輸可靠性構成嚴峻考驗。同時，金屬葉片表面經(jīng)過精密拋光或涂層處理后具有高度鏡面反射特性，入射激光易產(chǎn)生鏡面反射而非漫反射，導致激光散斑干涉與數(shù)字圖像相關系統(tǒng)無法形成穩(wěn)定的隨機散斑場，全場應變測量信噪比急劇惡化。此外，葉片在離心載荷與氣動載荷耦合作用下呈現(xiàn)大梯度彎曲-扭轉變形，應變集中區(qū)域往往位于前緣與葉根等曲率突變部位，傳統(tǒng)單點測量手段空間分辨率不足，難以捕捉完整的應變場演化規(guī)律，且高頻振動模態(tài)下的應變幅值微小，對測量系統(tǒng)的動態(tài)響應與抗干擾能力提出了極高要求。

近日，我司聯(lián)合某航空發(fā)動機研究院，基于VSM4000-SCAN-3D三維掃描高溫激光測振儀，開展了某壓氣機葉片的動態(tài)應變場測量。在不破壞葉片表面氣動型面與涂層完整性的前提下，利用激光多普勒測振與自混合干涉技術，通過測量表面微區(qū)振動位移梯度間接重構全場應變張量，結合相位解包裹與主應變方向識別算法，成功獲取了彎曲應變及應變集中區(qū)域分布，實現(xiàn)了復雜曲面金屬葉片應變測量的非接觸、無損傷技術突破，為航空發(fā)動機葉片的模態(tài)驗證、強度校核與疲勞壽命評估提供了關鍵試驗數(shù)據(jù)支撐。

測試現(xiàn)場

測試結果：

一階頻率：155.28HZ,阻尼比：5.39%

位移控制點位移：0.2032mm ,應變片位置所在點的應變：3.584με

位移控制點的位移折合為1mm,應變片位置所在點的應變：17.64με

Julight公司應變計算軟件：

應變片位置對應的顯示值為：18.92με

和應變片測量值的誤差為：7.26%

Julight的VSM4000-SCAN-3D三維掃描高溫激光測振儀廣泛應用于3D非接觸振動測量，汽車、航空航天和機械工業(yè)模態(tài)分析等，如需了解激光測振儀更多應用歡迎關注西安儀集科技。

審核編輯 黃宇