GH4169材料小阻尼精确测试方法研究

作     者：闫松 张志伟 李芙东 

作者机构：航天液体动力全国重点实验室 西安交通大学机械工程学院 

出 版 物：《振动.测试与诊断》 (Journal of Vibration,Measurement & Diagnosis)

年 卷 期：2024年第05期

页      面：943-948+1039页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点实验室基金资助项目(HTKJ2021KL011004) 

主　　题：涡轮颤振 材料阻尼 GH4169材料 半功率带宽法 线性调频Z变换方法 

摘      要：针对高温合金材料小阻尼的精确测试问题，设计了基于非接触测试的试验方案，通过激光测振获取悬臂梁的自由衰减时域响应，采用控制力矩的方式消除固支端可能引入的摩擦阻尼。首先，在时域对自由衰减响应信号进行带通滤波，采用自由衰减法计算悬臂梁的前3阶阻尼比；其次，在频域根据采样率和采样时长做快速傅里叶变换（fast Fourier transform，简称FFT）全景谱，分别对频谱曲线第1、第2和第3阶峰值±5 Hz频率范围采用线性调频Z变换方法（chirp Z transform，简称CZT）进行频谱细化，获得该频带范围内极高分辨率的共振峰频谱；最后，利用半功率带宽法获得材料的阻尼比。结果表明：基于带通滤波的自由衰减法可以从时域衰减曲线获得GH4169悬臂梁的前3阶模态阻尼比，基于CZT变换的频域阻尼识别方法在不增加采样分辨率和数据样本点的情况下，可以识别阻尼比为10-5量级的高温合金的材料阻尼。本测试分析方法可以为整体式涡轮颤振和受迫响应计算提供精确的材料阻尼数据。