王艳丰，朱靖，滕光蓉，梁恩波

(中国燃气涡轮研究院，四川江油621703)

摘要：针对航空发动机转子早期裂纹故障难以检测的特点首先，根据转子裂纹扩展机理，建立早期裂纹转子振动分析理论模型，提出利用维谱对早期裂纹振动信号进行分析。然后，利用维谱分析法对早期裂纹转子理论模型和早期裂纹转子故障实验数据进行了具体分析。理论模型和实验数据分析结果都表明：应用维谱对实际发动机转子早期裂纹故障信号进行分析，不仅能够得到一般频谱分析法难以获得的故障特征频率，还能对混叠噪声信号进行降噪。因此，维谱能够有效的诊断航空发动机转子裂纹故障，在航空发动机故障诊断中具有一定的应用价值。

关键词：航空发动机转子；裂纹故障；理论模型；振动信号；维谱

中图分类号:TN911.7文献标志码：A

基金项目：国家自然科学基金(51178211)

收稿日期：2013-09-03修改稿收到日期：2013-12-29

基金项目：国家自然科学

收稿日期：2013-10-09修改稿收到日期：2014-01-09

WANG Yan-feng, ZHU Jing, TENG Guang-rong, LIANG En-bo(ChinaGasTuibineEstablishment,Sichuan621703,China)

Abstract:Based on crack propagation theory, a mathematical model of early cracked rotor vibration characteristics was established.-dimension spectrum was applied to analyse the model and the test data from a real early cracked rotor.-dimension spectrum is efficient for fault signal analysis of early cracked rotors. Through the analysis, the fault frequency which is usually hard to acquire is obtained, and the noise in contaminated signals is also reduced.-dimension spectrum shows effective properties in vibration monitoring, especially in early fault diagnosis and data analysis of aero engines.

航空发动机在工作过程中要承受高温、高压、突变载荷等外界条件的影响，其转子很容易出现裂纹故障。若转子处于早期裂纹故障状态或者裂纹信号淹没在噪声中时，故障特征非常隐蔽，难以直观发现，裂纹便会在交变载荷等作用下不断扩展，最终将导致发动机出现非常严重的故障。因此，及时准确地对转子的早期裂纹进行检测和诊断，可以防止转子突然断裂所引发的灾难性事故[1-3]。如今，研究发动机转子早期裂纹故障振动特征，探究有效的早期裂纹故障检测和诊断方法也越来越受重视。……