1. 航空发动机整机振动故障诊断
1。1 国内外现状
1）国内航空发动机整机振动故障诊断技术研究现状
国内具备发动机整机振动试验条件的单位只有发动机的设计单位和生产单位，例如沈阳航空发动机设计所和沈阳黎明公司，因此国内对此项研究的开展非常有限，成果很少.由于试验条件的限制,目前国内一些高校、研究所主要针对航空发动机工作过程中影响振动的关键部件开展研究工作。北京航空航天大学机械设计及自动化学院王春洁和曾福明根据保持器的运动特点，建立了冲击振动模型，分析影响振动的因素及其关系，研究保持架的轴向突然断裂和疲劳断裂机理,从而有针对性地解决了碰撞问题;目前,振动信号的盲源分离技术得到重视，取得了一些研究成果。西北工业大学旋转机械与风能装置测控研究所的宋晓萍和廖明夫利用盲源分离法对双转子航空发动机振动信号进行分离，对某型双转子航空发动机高压转子和低压转子所测得包含不同频率振动信号，运用 Fast ICA 算法进行了分离；西北工业大学电子信息学院马建仓、赵林和冯冰利用盲源分离技术对某型涡扇发动机振动偏大的现象进行了分析,采用 Fast ICA 和 JADE算法对振动信号进行分析并且在一定条件下分离出了发动机的振源信号，为发动机的振动故障诊断技术提供了依据。中航工业航空发动机设计研究所已建成了转子振动故障再现试验器,能对发动机研制中出现的多种振动故障进行试验和信号分析,采用神经网络、小波分析技术等先进诊断技术,更加完善的故障诊断专家系统逐渐被建立起来;北京航空航天大学的洪杰、任泽刚把先进的信息处理方法和专家系统应用在航空发动机整机振动故障诊断中进行研究，中国民航大学的范作民、白杰等人把故障方程、人工神经网络等方法应用在民用航空发动机故障诊断技术中进行了研究。西北工业大学的张加圣等人开发了一套处理航空发动机振动信号以及状态监控的系统软件，具有各个过程参数的数据采集、处理计算及控制输出，监控数据的显示、存储、分析等功能。西北工业大学的杨小东等人研究某型航空发动机整机试车的故障特点，开发了某型航空发动机整机试车故障诊断与排除系统，该系统具有良好的用户交互界面,提供了系统用户管理、故障信息的智能汇总等功能。
航空发动机喘振故障分析
摘要：本文简要介绍了航空发动机喘振的概念和原理，分析了发动机喘振的机理和诱发因素。通过介绍发动机喘振的主要特征，在分析压气机喘振因素的基础上，提出了中间级放气是一种结构简单、可操作性强的防喘振措施。同时，多转子发动机具有工作范围广、效率高、不易喘振、适应性好、启动方便等优点，在航空发动机中得到了广泛应用。总之，要有效地预防和控制发动机喘振问题，必须认真分析原因并采取相应的解决措施。只有这样才能可靠地保证发动机组的长期稳定运行。
关键词：发动机；喘振；损伤；故障分析；措施
1、前言
发动机喘振会对航空发动机的运行造成严重危害，是其运行过程中的一种异常状态。为了保障发动机稳定工作，本文详细论述了发动机喘振的机理和现象。并就如何控制和预防发动机喘振故障提出了一系列措施和建议，以保证发动机的正常运行。同时为了提高发动机的效率，保证人员的安全，提高设备操作性，必须采取必要的防喘振措施，以保障发动机的稳定运行。
2、基本概念
2.1发动机简介
发动机叶轮叶片的前部大多是弯曲的，称为导向轮。利用快速旋转的叶片增加空气压力,它将气体导入工作叶轮，以减少气流的冲击损失。小型增压器的发动机叶轮一般由导向轮和工作叶轮组成，在发动机叶轮出口设置扩散器，将叶轮内气体的动能转化为压力。发动机壳体上一般设有进气口和出气口，进气口一般沿轴向布置，通流部分略有减小，以减小进口阻力，排气口一般设计成蜗杆形状的圆周扩张流道，使高速气流不断扩张，提高了增压器的整体效率。发动机由涡轮驱动，其主要性能参数为：转速、流量、空气流量、增压比。
2.2喘振现象及判断
发动机一旦发生喘振，音调会变低而沉闷，导致设备振动增大，主要表现为压力高、流量波动大。发动机出口压力和流量波动大，转速不稳定，气压突然下降。发动机排气温度升高，导致温度过高。喘振严重时，气流阻断，发动机会熄火停机。发动机一旦进入喘振状态，首先会引起发动机强烈的机械振动和端部过热，在很短的时间内会对设备部件造成严重损坏。因此，一旦出现上述现象，必须立即采取措施使发动机脱离喘振工作状态。
振动信号分析与故障诊断
振动信号是在很多机械设备中常见的一个现象。通过分析振动信号，可以获取各种设备的运行状态和性能指标，进而进行故障诊断和预测。振动信号分析与故障诊断在工业生产中具有重要的应用价值。
振动信号分析是指对振动信号进行处理、提取特征，并进行分析和诊断。振动信号携带了机械设备的运行状态信息，包含了频域、时域和幅值等多维度的数据。通过对振动信号进行分析，可以获得设备的各种振动特征，如振动频率、振动幅值、振动模态等。
振动信号分析的方法包括频谱分析、时频分析、小波分析等。其中，频谱分析是最为常用的方法之一。频谱分析通过将时域的振动信号转化为频域信号，可以清晰地展示出不同频率分量所占的比例。通过观察频谱图，可以得出关于故障频率或共振频率的信息。
振动信号的故障诊断是指通过分析振动信号的特征和变化，判断设备是否存在故障，并确定故障的类型和原因。常见的故障类型包括轴承故障、齿轮故障、偏心故障等。不同类型的故障在振动信号中表现出不同的特征，如频率的变化、幅值的异常等。
轴承故障是振动信号中常见的故障类型。轴承故障通常表现为频谱中出现明显的多个高频峰。通过分析这些高频峰的特点，可以确定轴承故障的类型，例如滚珠疲劳、滚道剥皮等。另外，轴承故障还会引起振动信号的幅值增大和频率的变化。
齿轮故障是振动信号中另一常见的故障类型。齿轮故障通常表现为频谱中出现特定的频率分量，称为齿轮特征频率。通过分析这些特征频率的变化和幅值的异常，可以判断齿轮故障的类型，如齿面磨损、齿根断裂等。
振动信号分析与故障诊断的应用范围广泛。在制造业中，振动信号分析可以用来监测和评估设备的性能和健康状况。通过对振动信号进行实时监测和分析，可以及时发现设备的故障和异常，采取相应的维修和保养措施，避免因故障带来的生产停顿和损失。
在航空航天领域，振动信号分析与故障诊断可以应用于航空发动机、飞机结构和飞行控制系统等。通过对振动信号进行监测和分析，可以判断航空设备的性能和可靠性，并提前做好维修和更换的准备，确保航空器的安全运行。
第３２卷第２期 ２０１２年４月 振动、测试与诊断
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ，Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ＆Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ Ｖｏ１．３２ Ｎｏ．２ Ａｐｒ．２０１２
某型航空发动机振动值摆动故障诊断
钱征文， 程 礼， 范家栋， 陈 卫
（空军工程大学工程学院西安，７１００３８）
摘要针对某型双转子航空发动机拍振振动值摆动的问题，推导了拍振形成的条件。结合该型发动机的结构特点， 对不同测点的振动信号进行了分析，确定了拍振产生的原因和振源位置。在此基础上，对低压转子振动、高压转子 振动及附件传动轴的振动３个信号的合成规律进行了仿真计算，提出了该型航空发动机振动值摆动故障的排除方 法。结果表明，该型发动机产生振动值摆动的根本原因是低压转子振动与附件传动轴的振动频率接近，形成了拍 振。降低振动值摆动的有效方法是降低低压转子和附件传动轴的振动量。
关键词航空发动机；双转子；拍振；摆动；信号合成 中图分类号Ｖ２３５
引 言
在旋转机械中，拍振现象时有出现ｎ］，一般是由
于系统中一个振源的频率接近于另一个振源的频率
而引起的［２ ］。某型航空发动机在地面试车和飞行过
程中，多次发生因振动值摆动而造成振动值超标的
振动故障，具体表现为：随着低压转速接近某一转
速，振幅摆动的频率越来越小。当低压转速远离该转
速时，振幅摆动的频率增加，同时伴随振动幅值下
降。无论转速增加还是减少都呈现出相同的变化规
律。从现象上看，这种振动值的摆动规律与拍振非常
相似。但是，该型双转子航空发动机的转速差较大，
两个转子的振动不可能形成拍振，在频谱分析时也
没有发现故障原因。该类故障影响了该型发动机的
生产和使用，造成了很大的经济损失。
对于拍振引起的振动问题，很多学者进行了研
究。杨健Ｉ４］和张志新［ｓ－６３采用一种不解“拍”直接分离
两个微速差转子振幅和相位的方法，研究了双转子
系统整机动平衡技术。谭立方［７］采用解“拍”的信号
