太行国家实验室敖春燕获国家专利权
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龙图腾网获悉太行国家实验室申请的专利基于叶尖速度的非接触式多阶动应变重构方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121503171B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-21发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202610031827.1,技术领域涉及:G06F30/23;该发明授权基于叶尖速度的非接触式多阶动应变重构方法及系统是由敖春燕;田金虎;李成刚;文壁;黄福增;崔颖;苏金友;朱昱达;乔百杰;陈雪峰设计研发完成,并于2026-01-12向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于叶尖速度的非接触式多阶动应变重构方法及系统在说明书摘要公布了:本申请提供了一种基于叶尖速度的非接触式多阶动应变重构方法及系统,属于航空发动机技术领域,具体包括计算叶片坎贝尔图,获取转子叶片多阶振动信息,确定叶尖定时传感器数目和安装角度;获取传感器测量时间序列,获取全工况叶片叶尖振动速度时域欠采样数据,基于该欠采样数据,构建稀疏正则模型,辨识振动速度参数,获得重构的叶片叶尖任意时刻的振动速度响应;获取叶片振动速度和应变模态振型,计算动应变和振动速度转换矩阵;基于重构的振动速度响应和转换矩阵,计算叶片任意点动应变,实现全工况叶片多阶多维振动动应变非接触测量。本申请具有非接触、全工况、多阶多维振动动应变测量优势,提高了动应变测量精度和效率。
本发明授权基于叶尖速度的非接触式多阶动应变重构方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种基于叶尖速度的非接触式多阶动应变重构方法,其特征在于,所述方法包括: 建立转子叶片有限元模型,进行旋转模态分析,计算叶片坎贝尔图,获取转子叶片多阶振动信息; 根据关注模态阶次确定叶尖定时传感器数目,并结合转子叶片多阶振动信息优化传感器布局,确定传感器安装角度; 获取传感器测量时间序列,计算叶尖振动速度,获取全工况叶片叶尖振动速度时域欠采样数据,包括:获取传感器测量时间序列,形成全工况到达时刻矩阵;基于全工况到达时刻矩阵,计算叶片叶尖振动速度,形成全工况叶片叶尖振动速度时域矩阵;基于全工况到达时刻矩阵,计算全工况叶片叶尖振动速度对应的采集时刻,形成全工况叶片叶尖振动速度采集时刻矩阵; 所述全工况到达时刻矩阵的表达式为: , 其中,T为全工况到达时刻矩阵,tn,l为叶片旋转至第n圈时到达第l个传感器的时刻; 所述全工况叶片叶尖振动速度时域矩阵的表达式为: , 其中,V为全工况叶片叶尖振动速度时域矩阵,fn,w为转子在第n圈的转频,R为叶片叶尖回转半径,θl为第l个传感器安装角度; 所述全工况叶片叶尖振动速度采集时刻矩阵的表达式为: , 其中,Tv为全工况叶片叶尖振动速度采集时刻矩阵; 基于全工况叶片叶尖振动速度时域欠采样数据,构建稀疏正则模型,重构叶尖振动速度响应,辨识振动速度参数,获得重构的叶片叶尖任意时刻的振动速度响应; 基于叶片有限元模型模态分析,获取叶片振动速度模态振型和应变模态振型,计算叶片任意点动应变和叶尖测点振动速度的转换矩阵; 基于重构的叶片叶尖任意时刻的振动速度响应和转换矩阵,计算叶片任意点动应变,实现全工况叶片多阶多维振动动应变非接触测量; 其中,所述构建稀疏正则模型,重构叶尖振动速度响应,辨识振动速度参数,获得重构的叶片叶尖任意时刻的振动速度响应,包括: 构建叶片叶尖多阶模态振动速度响应时域表达式为: , 其中,为叶片叶尖多阶模态振动速度响应,为叶尖第i阶第一振动速度系数,为叶尖第i阶第二振动速度系数,t为振动速度采样时刻,k代表叶片最高阶振动为k阶振动; 构建稀疏正则模型,表达式为, 其中,v为全工况叶片叶尖振动速度时域矩阵按时间序列展开形成的速度向量,λ为正则参数,代表q范数,其中;P为系数向量,,其中,代表第对第一振动速度系数和第二振动速度系数对,C为静态常量;D为构造的稀疏转换矩阵,D的表达式为: , 其中,th为叶尖振动速度欠采样第h时刻;Δf为拟重构的频率辨识分辨率,为满足多阶辨识需求,则应满足:; 采用非凸稀疏求解法求解稀疏正则模型,则,重构叶尖振动速度响应频谱,辨识叶尖多阶振动速度参数,振动速度参数包括k阶振动速度频率、振动速度幅值和振动速度相位,第i阶振动速度幅值和振动速度相位的表达式为: 其中,为辨识的第i阶振动速度幅值和相位参数,为辨识的第i阶振动速度相位; 基于辨识的叶片多阶振动速度参数,获得重构的叶片叶尖任意时刻的振动速度响应,表达式为: 其中,为重构的叶片叶尖任意时刻的振动速度响应。
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