《透平机械测试技术》 作业1

一、选择题（共 40 题，每题 1.0 分）：【1】强力型胶带的径向扯断强度不小于（）Vm层。

A．56000B．140000C．200000D．1800000【2】两轴径相同的等径圆柱体相贯，其相贯线投影的形状是（）。

A．圆弧B．直线C．曲线D．双曲线【3】弹性圈柱销联轴器允许两轴向的角度位移小于（）。

A．40'B．30'C．25'D．60'【4】套筒形零件温度升高，内孔总是（）。

A．胀大B．缩小C．都可能D．都不能【5】输煤系统在启动时，按（）煤流方向启动设备。

A．顺B．逆C．二者均可D．二者都不行【6】推力球轴承能承受的力有（）。

A．只承受径向力B．只承受轴向力C．既承受径向力，又承受轴向力D．两者都不承受【7】在地下维护室内进行巡视、检修或维护工作时，不得少于（）人。

A．2B．3C．4D．5【8】工作图上标注"2-00"是表示（）。

A．直径为10mm，互相配合B．直径为10mm，有两个孔C．直径为10mmx2mm等于20D．直径为10mmx孔深2【9】机械找正每处地脚垫片总厚度不得超过（）mm。

A．1B．2C．3D．4【10】由左或右侧视图投影所得视图，可以表示构件的（）。

A．长度B．宽度D．体积【11】钢材在外力作用下产生变形，若外力消失后仍能恢复原状的特性称为（）。

A．弹性B．塑性C．靭性D．刚性【12】带式输送机中间架的偏差不应超过（）mm。

A．±2B．±1.5C．±1D．±0.75【13】制动调整时，制动轮中心与闸瓦中心误差不应超过（）mm。

A．9B．6C．3D．1【14】HT20~40是（）。

A．锻钢B．铸铁C．轴承合金D．优质合金【15】允许零件尺寸的变动量为（）。

A．尺寸偏差B．尺寸公差C．实际偏差D．理论偏差【16】圆柱齿轮箱结合面紧固，定位孔和定位销接触面积在（）以上。

A．80%B．60%C．50%D．40%【17】当速度小于5m/s的主要传动装置中齿厚磨损超过原齿厚的（）时，更换齿轮。

《透平强度与振动》实验指导书哈尔滨工业大学制2012年12月前言工程测试技术课程近年来已为国内工科大专院校各专业所普遍重视。

这门课对于培养和提高学生的实验研究能力，为今后在工作岗位上从事生产和科学研究都是极为重要的。

振动测试是工程测试技术的一部分，是解决工程振动问题的极为重要的、必不可少的手段之一。

这是由于实际的机械系统往往比我们借以进行理论探讨的物理模型要复杂得多，因此理论计算结果是有误差的。

验算经过简化和假设而得来的理论计算的可靠性仅仅是实验研究的任务之一。

本实验课的主要目的在于培养同学们的独立分析问题和解决问题的能力。

实验指导书着重于传感器和仪器的基本原理，对基本的结构应用叙述不多。

同学们应通过参加具体的实验去掌握。

实验一：叶片自由振动一、实验目的学习用自由振动方法测定叶片的一阶固有频率。

二、简述1.自由振动当叶片受到一个冲击后，它将产生各种振型的合成振动，由于阻尼的存在，振动是衰减的，频率越高衰减越快，因此，实际上经过一个极短的时间间隔，只能测到第一阶振动，而其他阶振动减弱到测量不出来的程度。

2.磁阻式振动传感器的工作原理叶片的振动是机械振动。

为了测量上的方便，我们先把叶片的机械振动转换成电量，这个工作可以用传感器来完成。

传感器的种类很多，本次实验所用的是磁阻式传感器。

磁阻式传感器的结构原理如图1所示，它是由永久磁铁1，感应线圈2和软铁3组成，感应线圈套在软铁上，使传感器的轴线与叶片振动方向一致，并使间隙δ=2毫米左右。

图1 磁阻式传感器原理当叶片发生振动时，使空气间隙厚度δ产生变化，从而改变了磁路的磁阻（图中以封闭⁄。

在振的虚线表示磁路），因而改变了贯穿线圈的磁通外在线圈中产生一感应电势s=-dϕdt动幅度不大的情况下，感应电势是正弦交流电势，其频率等于叶片的振动频率。

如果能够把感应电势的频率测量出来，也就得到了叶片的自振频率。

3.用李沙育图形测量频率的方法在很多测量技术中，人们经常采用“比较法”。

《透平机械测试技术》第1、2章作业 一、 等精度条件下，测量某透平机械的转速、扭矩，其数据排列如下：1 2 3 4 5 6 7 n(min r )2999.94 2999.97 2999.99 3000.00 3000.02 3000.03 3000.05 T(m KN ∙) 954.75 954.75 954.78 954.80 954.82 954.84 954.86 求其功率值。

（已知30n T P π= KW ） 二、 精度为1.0级，量程为0－2000min r 的转速表测转速，请计算出指针示值为200min r 与1500minr 时可能出现的最大相对误差和绝对误差。

三、 火箭射程为2000km ，其射程偏离预定点不超过1km 。

而优秀射手能在距离50m 远处准确击中直径为2cm 的靶心，试评述两者射击的准确度。

四、 标准误差σ值的大小对其正态分布有什么影响？如图（a ）、（b ）、（c ）、（d ）为打靶结果，子弹落在靶子上的几种情况与测量精度相对应。

请用正态分布示意图表示各打靶图所显示的误差。

（a ） （b ） （c ） （d ）五、 某一阶压力测试系统的时间常数为0.5s ，如果阶跃压力从25MPa 降到5MPa ，试求2倍时间常数的压力和2s 后的压力。

并画出系统响应的示意图。

六、 某二阶测试系统，已知其固有频率为f ＝10KHz ，阻尼比ξ＝0.6，如果要求其幅值误差小于5％（()ωA ＝0.95），问其可测频率范围为多少？并画出系统响应的示意图。

设K=1。

七、 预测量消耗在负载电阻R 中的电功率P 的系统误差。

现已测得电流I ＝10.0±1％（A ），电压U ＝100.0±1％（V ），R ＝10.0±1％（Ω）。

请在IU P =，R I P 2=，R U P 2=三种方法中选择最佳测量方案，并对本例的各方案做出评述。

八、 制作传感器使用的敏感元件应满足的条件是什么？显示装置接受的标准信号有哪些？九、 描述测量系统的静态性能指标主要有哪些？温度漂移对测量系统静态特性的主要影响是什么？十、 测量系统的动态特性可从哪两个方面来分析? 工程上常采用什么方法进行分析？二阶测量系统动态响应的形式取决于哪些参数？十一、 书1、2章所有例题。

一．流体机械设计水平及科研状况1.1 设计水平及科研动向透平压缩机械研究的最终目标是致力于改善机器性能和提高装置可靠性。

这些研究包括理论研究，实用技术，测试手段等方面的课题，它们大多数来自工程设计和应用研究，其成果又不断推动着本行业的发展。

随着计算机的进步，上述研究在深度和广度上都发生了很大变化。

1.1.1 现代设计方法概况透平压缩机械内部流动分析已进入了三元N－S方程的数值模拟时代。

不管是离心式还是轴流式，都有人提出了相应的实际流动模型，离心式叶轮中的尾迹，射流模型以及低能流体的集积过程；高负荷轴流压缩机轮毂处三元分离的形式和结构，动叶顶端间隙流动特性等。

但对于包括损失、阻塞、喘振在内的压缩机总性能预测等有关问题，数值模拟还不够充分。

对于设计问题，完全的数值模拟方法不仅耗时太多，而且大量的自由度使得难于工程应用。

相反，在已积累有丰富经验数据的情况下，比较简单的一元方法还有相当的精度。

因此，许多设计问题，仍用一元、二元、准三元的方法是必要和可取的。

目前国外较普遍而又行之有效的方法是将低元和高元结合使用，即设计初始阶段用一元流动理论，详细计算时用准三元或全三元理论的方法。

图1－1轴头平机械流动解析以轴流透平机械为例，图1－1示出了各种流动解析的关系。

双实线内的解析法是纯理论解法，实线箭头表示解析法发展路线。

为了修正纯理论解法的不足，还辅助应用单实线内的方法。

纯理论解法和辅助方法必须与实验方法或资料（双实线箭头表示）结合起来，现在，准三元解析虽然还留下若干问题，但基本上达到了实用的程度，利用准三元理论成功地设计透平压缩机械的例子很多。

作为基础研究，完全的三元数值模拟是很有意义的。

然而，在通风机、压缩机整体设计中选取主要参数时，若有许多性能试验结果的积累，一元的方法也是足够的。

将子午面流动和叶栅间流动简单地结合起来的二元解析，对设计点附近的内部流动的预测也有一定的精度。

对于低元解析法，改善辅助手段能提高预测性能的精度。

西安交通大学科技成果——大型透平压缩机整机及部件气动性能与流动测试技术项目简介透平压缩机，主要包括离心及轴流式压缩机，广泛应用于航空发动机、燃气轮机等重大关键装备中，以及能源、石化、冶金、制冷及空分等重要行业中，对国民经济的发展起着举足轻重的作用。

透平压缩机由一系列部件按照一定规律组合而成，主要有进口集流器、进口导叶、一组基本级及出口蜗室等部件。

基本级又由一组相邻的动叶和静叶排构成，或者由叶轮、扩压器、弯道和回流器等部件构成。

为研发高性能的透平压缩机产品，传统的压缩机气动测试分析技术局限于整机气动性能、或单个部件性能、或单个部件流场的测试与分析，不能全面切实地反映压缩机性能与内部流动之间的关系，对压缩机研发形成阻碍。

随着对高性能压缩机指标的不断提高，在试验研究上，不仅需要测试整机性能，更重要地还需要测试研究压缩机各部件之间的性能和流场匹配情况。

这样才可能较全面系统地掌握压缩机内流情况，为理解其非定常流动机理，分析和判断影响产品性能的主因，为改进定位提供准确目标，使产品研发做到有的放矢，提高高性能压缩机研发的效率，节省投资成本。

本项目通过创新性设计，在轴流及离心压缩机各部件之间布置由计算机控制的微小型探针运动机构，将探针测试系统与压缩机部件结构有机地融合为一体，实现对部件各关键位置截面流动参数分布的准确测试。

本项目提供有完整配套的测试数据分析技术，能对透平压缩机整机和部件性能进行综合分析，全面反映压缩机部件及整机性能与内部流场特性之间的关系，是服务于新一代高性能透平压缩机产品研发的重要技术。

其中部分技术2016年获得陕西高等学校科学技术奖二等奖，2017年获中国通用机械工业协会科技创新突出贡献奖。

产品性能优势在目前透平压缩机气动计算与分析软件发展迅速、种类繁多的情况下，本项目提出一种全面测试透平压缩机整机及部件气动性能，以及其内部流动参数的试验技术，是对该领域研究技术手段很有价值的探索与发展。

项目通过试验手段获得压缩机内部流动参量信息，测试精度高，测试数据的空间和时间分辨率高，测试过程实现了高度自动化，达到目前最先进水平。

绪论1 .举例说明什么是测试？答：(1) 测试例子：为了确定一端固定的悬臂梁的固有频率，我们可以采用锤击法对梁进行激振，再利用压电传感器、电荷放大器、波形记录器记录信号波形，由衰减的振荡波形便可以计算出悬臂梁的固有频率。

（2）结论：由本例可知：测试是指确定被测对象悬臂梁的属性—固有频率的全部操作，是通过一定的技术手段—激振、拾振、记录、数据处理等，获取悬臂梁固有频率的信息的过程。

2. 测试技术的任务是什么？答：测试技术的任务主要有:通过模型试验或现场实测，提高产品质量；通过测试，进行设备强度校验，提高产量和质量；监测环境振动和噪声，找振源，以便采取减振、防噪措施；通过测试，发现新的定律、公式等；通过测试和数据采集，实现对设备的状态监测、质量控制和故障诊断。

3. 以方框图的形式说明测试系统的组成，简述主要部分的作用。

（1）测试系统方框图如下：（2）各部分的作用如下：传感器是将被测信息转换成某种电信号的器件；信号的调理是把来自传感器的信号转换成适合传输和处理的形式；信号处理环节可对来自信号调理环节的信号，进行各种运算、滤波和分析；信号显示、记录环节将来自信号处理环节的信号显示或存贮。

模数（A/D）转换和数模（D/A）转换是进行模拟信号与数字信号相互转换，以便用计算机处理。

4.测试技术的发展动向是什么?传感器向新型、微型、智能型方向发展；测试仪器向高精度、多功能、小型化、在线监测、性能标准化和低价格发展；参数测量与数据处理向计算机为核心发展；第一章1 求周期方波的傅立叶级数（复指数函数形式），画出|c n|-w和j-w图。

解：(1)方波的时域描述为：(2) 从而：2 . 求正弦信号的绝对均值和均方根值。

解(1)(2)3.求符号函数和单位阶跃函数的频谱。

解：(1)因为不满足绝对可积条件，因此，可以把符合函数看作为双边指数衰减函数：其傅里叶变换为：(2)阶跃函数：4. 求被截断的余弦函数的傅里叶变换。

解：(1)被截断的余弦函数可以看成为：余弦函数与矩形窗的点积，即：(2)根据卷积定理，其傅里叶变换为：5.设有一时间函数f(t)与其频谱如图所示。

无损检测技术资格人员考试初、中级无损检测技术资格人员渗透检测考题六试卷(练习题库)1、烧结的未涂釉的陶瓷产品上出现的交织在一起的锯齿状的网络可能是( )2、带“V”型焊缝的 12mm 厚的钢板上, 在一个略呈圆形的区域内出现一个显示, 该显示从圆形区中心3、深的弧坑裂纹显示常呈现为( )4、在下面的叙述中指出正确的句子( )5、锻造折叠的渗透剂显示是( )6、下列哪种情况可能会产生虚假的渗透剂显示( )7、在没有书面的渗透探伤验收标准时, 零件的验收或拒收依赖于下列哪一条( )8、在一个形状复杂的铝铸件上, 有一个 1/8 英寸厚的平截面, 该截面的中心有一个直径为1英寸、厚9、在评定时发现无关显示时( )10、在评定时遇到任何有问题或可疑的显示时, 应该( )11、下面哪个是最好的渗透探伤显示的记录方法( )12、下列哪种情况的缺陷会产生一连串线列的点状显示( )13、荧光渗透探伤时, 观察评定环境的背景照度应为( )14、着色渗透探伤时, 观察评定环境的亮度应该至少为( )15、下面关于评估“相关显示”的叙述中, 错误的是( )16、在使用照相法对缺陷迹痕进行照相记录时, 下面哪个内容是不重要的( )17、如何估计缺陷的宽窄深浅( )18、缺陷尺寸的精确估计( )19、在检查某涡轮机叶片时, 将显示擦去后再施加显像剂, 一些小的显示不再出现, 而一些大的显示则再20、铝合金锻件上发现一个半月形显示, 对比非常明显, 这有较大的可能是( )21、当显示后无法即时确定为缺陷或错误显示时, 应采取什么手段处理( )22、某铸件渗透探伤发现一群不连续的圆形显示, 该显示可能是( )23、对于显示而言, 下面哪条叙述是错误的( )24、下面有关显示评估的叙述中, 错误的是( )25、断线状的显示有可能是( )26、渗透探伤中, 缺陷显示的大小与渗透液( ) 有关27、缺陷显像的时间( )28、在观察时发现有一个显示是由于工作台上的渗透液或其它污染所造成, 这样的显示称为( )29、检查发现的一个微弱显示, 在第二天再观察时发现该显示已消失, 其可能原因是( )30、下面哪种试件可能会产生无关显示( )31、发现线状显示时应该( )32、一般把最大尺寸与最小尺寸之比大于 3 的缺陷显示称为( )33、某 M 形铝锻件长度 4 英寸, 经热矫正后作渗透探伤发现一个尖锐明显的不规则线形显示, 其延34、渗透探伤的显示评定中, 所谓线形显示是指其长度为宽度的( )35、在显像后经仔细观察未发现有缺陷显示, 但发现有操作不当产生的错误显示, 则应该( )36、如何检查显像剂是否已受到污染( )37、渗透剂的 PH 值应呈现________38、荧光检验用的紫外线波长约________39、吸出保留在表面开口缺陷中的渗透液的过程叫________40、施加渗透液时,不但要求受件表面被渗透液________, 同时要求受件表面在整个渗透时间内保持__41、渗透液的渗透性能是由其物理特性________决定的42、固体被润湿的条件为________43、不润湿液体的液面在毛细管中呈________形, 液体的液面高度在毛细管内________44、玻璃细管插入水银槽内,细管内水银面呈________曲面,________于管外液面,接触角____45、选择渗透剂时主要应考虑________、________、__渗透剂的闪点__、________46、渗透性的内容主要包括________、________47、煤油因为具有________、________、________特点, 故被用来配制渗透剂48、渗透液的渗透时间一般是________49、渗透剂主要由________、________和________组成50、喷涂、刷涂显象剂时要注意________、________和__喷、刷前将显象剂摇动或搅动均匀__51、显象粉应该________52、对显象剂白色粉的颗粒要求是________53、对荧光渗透法的显象剂要求包括________、________、__ 挥发性强的悬浮液__、___54、能吸出保留在表面开口缺陷中的渗透液从而形成略微扩大的缺陷显示的材料叫____55、就后乳化型荧光渗透检验法、水洗型荧光渗透检验法和溶剂去除型着色渗透检验法三种渗透探伤法而言, 灵敏56、水洗型渗透检验方法与后乳化型渗透检验方法的主要差别是后乳化渗透检验方法需要________, 然而57、粗糙表面对渗透检验的影响在于________58、采用溶剂去除零件表面多余渗透剂时最好用________的方法59、采用溶剂去除零件表面多余渗透剂时, 溶剂的作用是________。

机械测试工程技术基础第四版课后答案第一章：机械测试工程的基本概念和原理1.1 机械测试工程的定义和分类机械测试工程是利用测试技术和仪器设备对机械产品的性能进行评估和验证的一门工程技术。

根据测试目的和测试对象的不同，机械测试工程可以分为功能测试、可靠性测试、质量检验和故障诊断等不同的分类。

1.2 机械测试的基本原理和流程机械测试的基本原理是根据被测试机械产品的性能要求，选择合适的测试方法和仪器设备，对机械产品进行全面、准确的性能测试。

机械测试的流程包括测试准备、测试方案设计、测试执行、数据分析和结果评估等几个环节。

1.3 机械测试的常用参数和指标机械测试中常用的参数和指标包括力学性能参数、功能参数、可靠性参数和表面质量参数等。

其中，力学性能参数包括强度、刚度、韧性等；功能参数包括工作速度、功率、效率等；可靠性参数包括故障率、寿命等；表面质量参数包括光洁度、平整度等。

1.4 机械测试常用的测试方法和技术机械测试常用的测试方法和技术有静态测试方法、动态测试方法、精度测试方法和环境测试方法等。

其中，静态测试方法主要用于测量机械产品的力学性能和功能参数；动态测试方法用于测量机械产品在实际工作条件下的性能；精度测试方法用于测量机械产品的准确性和精密度；环境测试方法用于测量机械产品在不同环境条件下的适应性和稳定性。

第二章：机械测试的仪器设备和系统2.1 机械测试仪器设备的分类和选择机械测试仪器设备按测试方式的不同可以分为静态测试仪器和动态测试仪器两大类。

静态测试仪器包括力学测试仪器、尺寸测试仪器、热学测试仪器和电学测试仪器等；动态测试仪器包括振动测试仪器和冲击测试仪器等。

根据不同的测试要求和实际情况，选择合适的仪器设备进行机械测试是非常重要的。

2.2 机械测试系统的组成和配置机械测试系统主要由测试仪器设备、测试夹具和测试软件三部分组成。

测试仪器设备用于采集测试数据，测试夹具用于固定被测试产品并提供相应的测试环境，测试软件用于数据处理和分析。

透平机械强度与振动复习题道及答案HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】动力机械强度与振动复习题（2013-05-30）1 对于叶片较长、径高比<10的级，为什么要采用变截面扭叶片？采用变截面是为了降低叶型截面上的离心应力。

2 常见的汽轮机叶片的叶根有哪些型式各有什么特点T 型叶根: 结构简单，加工方便，增大受力面积，提高承载能力，多用于短叶片，加有凸肩的可用于中长叶片。

凸肩T 型叶根枞树型叶根: 承载截面按等强度分布，适应性好。

但加工复杂，精度要求高。

叉型叶根：强度高，适应性好。

同时加工简单，更换方便。

3 围带、拉金有几种形式，各有什么作用？围带的型式：整体围带结构型式，铆接围带结构形式（采用围带或拉金可增加叶片刚性，）围带：增加叶片刚性，减少级内漏气损失。

降低叶片蒸汽力引起的弯应力，调整叶片频率。

拉金：增加叶片刚性，改善振动性能。

4 等截面叶片的横截面积是由哪些强度因素确定的？等截面叶片的离心拉应力与那些因素有关？等截面叶片的截面积是根据许用弯曲应力确定的，与拉伸应力无关。

等截面叶片的离心应力 （材料密度，截面积，叶高，转速）5 离心力在什么情况下引起弯应力什么是叶片的最佳安装值等截面叶片，各截面形心的连线是一条直线。

该直线如果与离心力辐射线重合，则离心力引起的弯曲应力等于零；如果不重合，就产生弯曲应力变截面叶片，各截面的形心连线通常是一条空间曲线，不可能使其与离心力辐射线完全重合，因此离心力必然引起弯应力。

最佳安装值：叶片应力最大的截面中，其合成应力为最小时的安装值。

6 什么是蠕变，什么叫蠕变极限？请解释 的意义。

零件在高温和应力作用下长期工作时，虽然应力没有超过屈服极限，也会产生塑性变形，而且这种变形随时间不断增长，这种现象称为蠕变。

5550211090MN/m σ-⨯=2m C FlR ρω=蠕变极限：通常把一定温度下、在一定时间间隔内引起一定数量的相对蠕变变形量的应力称为蠕变极限。

第二章测试装置的基本特性主要内容静态特性—适用于静态测量，静态标定过程。

动态特性—适用于动态测量,并加上静态特性。

负载特性—系统后接环节吸收能量或产生干扰，影响测量。

抗干扰性—测量装置在测量中受到的各种干扰和信道干扰。

重点难点线性系统及其主要性质测量装置的误差和准确性测量装置的动态特性的数学描述幅频特性、相频特性和频率响应函数幅、相频特性及其图象描述．一阶、二阶系统的特性负载效应组织教学内容静态特性—适用于静态测量，静态标定过程。

定义：静态特性就是在静态测量情况下，描述实际测量装置与理想定常线性系统的接近程度。

静态特性…….线性度灵敏度分辨力、回程误差稳定度、漂移线性度：测量装置输出、输入之间保持常值比例关系的程度。

概述（1）对象+装置→系统（2）装置本身→定度（标定）（1）测量装置的静态特性测量装置的静态特性是通过某种意义的静态标定过程确定的。

静态标定是一个实验过程，在这一过程中，只改变一个输入量，而其他所有的可能输入保持不变，测量对应（2）标准和标准传递标准：用来定量输入和输出变量的仪器(或传感器)和技术的统称。

真值：一个变量的真值定义为用精度最高的最终标准得到的测量值。

标准传递：实际中，可能无法使用最终标准来测量该变量，但是可以使用中间的传递标准。

（3）测量装置的动态特性测量装置的动态特性：当被测量即输入量随时间快速变化时，测量输入与响应输出之间动态关系的数学描述。

在研究动态特性时，往往认为系统参数是不变的，并忽略诸如迟滞、死区等非线性因素，即用常系数线性微分方程描述测量装置输入与输出间的关系。

了解其所能实现的不失真测量的频率范围;反之，在确定了动态测量任务之后，则要选择满足这种测量要求的测量装置。

（4）测量装置的负载特性当传感器安装到被测物体上或进入被测介质，要从物体与介质中吸收能量或产生干扰，使被测物理量偏离原有的量值，从而不可能实现理想的测量，这种现象称为负载效应。

测量装置的负载特性是其固有特性，在进行测量或组成测量系统时，要考虑这种特性并将其影响降到最小。