上海2023年8月25日 /美通社/ -- 从装备质量重达数百吨的汽轮机到运行转速高达数万转的航空发动机，旋转机械深刻地影响着现代生活。申克DH系列高速动平衡设备，作为旋转机械生产的最后一个环节，为转子的精确平衡提供了依据和参考。除常规的保养维护项目以外，还需对测量系统和摆架进行必要的激振以及试验模态测试，以确保设备的力学性能和测量系统运行正常。Q系列测试系统正是为这一需求而设计。
DH产品图
什么是激振测试？
激振器是经过计量、可以产生大小可计算振动的振源，周期性施加于摆架可以检验测量系统的工作情况。平衡机摆架在出厂前均接受过严格检测，但在长途运输、机电安装等环节中仍有可能产生导致测量链路问题。
而且经年累月的使用，摆架的机械刚度会产生不可逆的变化，导致设备的最终读数不再准确，进而影响平衡效率。通过激振测试，可以调校测量系统，使读数与实际结果尽可能接近。
激振测试可以检验测试从传感器、滤波设备到测量终端整个测量链路是否完好，还可以调校测量系统，使读数与实际结果尽可能接近。
什么是试验模态测试？
若要进一步了解摆架的力学性能，单凭激振测试不能完全满足，此时还需要开展模态测试。模态就是模拟结构固有的动态特性，如固有频率、刚度、振型等特性。运用模态分析，可以帮助我们评价现有结构系统的动态特性。模态分析可分为：数值模态分析、试验模态分析、运行模态分析等。
上图展示了某薄片1至4阶的模态
区别于建立模型继而进行有限元分析的数值模态分析，试验模态分析只需在测试台搭建激励系统、响应测试系统以及信号分析系统，就可在终端拟合出系统的固有动态特性，可以针对性的了解摆架在实际使用过程中的相关情况。使用不同的激励方式来可满足不同的测试需求，常见的激励类型包括稳态激励、瞬态激励和随机激励。
上图展示了不同形态的激励及常见的实例
摆架在激励下振动起来，通过传感器搜集振动信号，加以分析我们便能了解到摆架的一些力学特性。
为什么需要使用Q系统进行测试？
Q系统是申克为检测DH系列高速动平衡摆架，开展试验模态测试专门开发的测试套件。它采用特殊设计，可方便快捷地完成测试台的搭建和进行测试，节约停机时间。其测试使用的器材、传感器等均经过DAKKS 校准实验室认证，测试结果更具可靠性。
Q系统测试
相对于普通激振测试，Q系统配备了可以进行摆架敲击测试和动刚度测试的仪器。通过敲击产生的冲击激励，测量摆架轴承座4个特征点的振动情况，从而得到摆架在6个自由度下的固有频率，因此可以有效判别平衡过程中的异常振动放大与摆架是否相关。
Q 系统可利用激振器施加频率可变的惯性力，测量摆架总计12个特征点的振动情况，并使用插值法拟合摆架的动态刚度，以此用来推算摆架的静刚度，以及摆架动刚度的衰减过程。
Q系统静刚度测试
普通激振可以确认测量结果是否准确，但是对于为什么普遍的振动测不准、或振动不正常，大部分情况下是无能为力的。而申克的Q测试系统展开的试验模态测试，可以帮助工程师在更加全面了解摆架的动态特性情况下掌握摆架刚度的衰减情况，又或者在测量出现疑难问题时，帮助判别测量故障的成因，因此可以更好地对摆架进行调整。
