tructure frequency response testing

tructure frequency response testing “modal analysis” is an integral part of the development and testing of structures such as pistons, turbine blades, compressor blades, crankshafts, and connecting rods. The usefulness of this technique lies in the fact that the energy in an impulse input is distributed continuously in the frequency domain. Thus, an impulse force will excite all resonances within given frequency range. To detect a fault in the structure, one may require frequency response functions (FRFs) of structures in both conditions, before (healthy structure) and after (failed structure) fault occurs. Now by extracting modal properties from collected FRFs and by comparing modal properties, one can detect and locate the structural faults. A case study is presented in order to detect failure mode and locate cracks on a 30 MW first stage gas turbine blade made of nickel based super alloy IN738LC, which has failed after rendering a useful life of 72000 h. The root causes of failure are detected by comparing the failed blade experimental model with the failed blade computational model. It is observed that the frequencies of the real failed blade experimental model are lesser than the computational model of the failed turbine blade. This is due to the metallurgical defects, which result in loosening of stiffness at the leading and trailing edges of the blade. Further, the stress concentration areas noticed on leading and trailing edges in computational model of the failed blade at the sixth mode are well corroborated with the cracked zone seen on leading and trailing edges of a real case failed turbine blade, collected from the site. It is concluded that the blade has failed due to that the resonance at sixth modal frequency. Scanning electron microscope (SEM) images reveal the presence of corrosion pits on the surfaces of the turbine blade that lead to surface degradation, which results in crack initiation and its propagation with high-cycle fatigue. It is concluded that the failure of turbine blade occurs due to high cycle fatigue.

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tructure频率响应测试“模态分析”是发展的组成部分和结构的测试，例如活塞，涡轮叶片，压缩机叶片，曲轴和连杆。这种技术的用处就在于，在一个脉冲输入的能量在频域连续分布。因此，冲击力会激发给定频率范围内的所有共振。为了检测结构中的故障，一个可能需要在这两个条件的结构的频率响应函数（的FRF），前（健康结构）和之后发生（失败的结构）错误。现在，通过提取所收集的FRF特性的模态，并且通过比较模态特性，可以检测并定位的结构故障。为例的提出是为了以检测故障模式和定位在由镍的超级合金IN738LC 30 MW第一级燃气涡轮叶片，这已渲染72000 h的使用寿命结束后失败裂纹。故障的根本原因是通过将与所述发生故障的刀片的计算模型的发生故障的刀片的实验模型进行检测。据观察，在实际的频率发生故障的刀片的实验模型是比发生故障的涡轮机叶片的计算模型较小。这是由于冶金缺陷，这导致在叶片的前缘和后缘的刚性的松动。进一步，领先并在第6模式故障刀片的计算模型后缘注意到了应力集中区域均配备看到一个真实的案例失败的涡轮叶片的前缘和后缘，从网站上收集到的裂隙区佐证。结论刀片已经失败，原因是，在第六模态频率的共振。扫描电子显微镜（SEM）图像揭示了腐蚀坑的涡轮机叶片的表面上存在铅到表面降解，这导致裂纹萌生和它与高周期疲劳传播。得出的结论是涡轮机叶片的故障发生时，由于高循环疲劳。扫描电子显微镜（SEM）图像揭示了腐蚀坑的涡轮机叶片的表面上存在铅到表面降解，这导致裂纹萌生和它与高周期疲劳传播。得出的结论是涡轮机叶片的故障发生时，由于高循环疲劳。扫描电子显微镜（SEM）图像揭示了腐蚀坑的涡轮机叶片的表面上存在铅到表面降解，这导致裂纹萌生和它与高周期疲劳传播。得出的结论是涡轮机叶片的故障发生时，由于高循环疲劳。

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"模态分析"频率响应测试是活塞、涡轮叶片、压缩机叶片、曲轴和连杆等结构开发和测试的一个组成部分。这种技术的有用性在于脉冲输入中的能量在频域中连续分布。因此，脉冲力将在给定的频率范围内激发所有共振。要检测结构中的故障，可能需要在两个条件下（正常结构）和故障（故障结构）发生之前，对结构进行频率响应函数（FRF）。现在，通过从收集的 FRF 中提取模态属性并比较模态属性，可以检测和定位结构故障。提出了一个案例研究，以检测故障模式，并找到由镍基超级合金IN738LC制成的30兆瓦一级燃气轮机叶片上的裂缝，该叶片在使用寿命为72000小时后失效。通过将故障刀片实验模型与故障刀片计算模型进行比较，可检测故障的根本原因。结果表明，实失败叶片实验模型的频率小于故障涡轮叶片的计算模型。这是由于冶金缺陷，导致刀片前边缘和后缘的刚度松动。此外，在第六模式故障刀片的计算模型前边缘和后缘上注意到的应力集中区域，与真实情况故障涡轮叶片前缘和后缘看到的裂纹区域得到了很好的印证。从网站。结论是，由于第六模态频率的谐振，刀片出现故障。扫描电子显微镜（SEM）图像显示涡轮叶片表面存在腐蚀坑，导致表面退化，从而导致裂纹启动及其在高循环疲劳下传播。结果表明，涡轮叶片的故障是由于高循环疲劳造成的。

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结构频率响应测试“模态分析”是开发和测试结构（如活塞、涡轮叶片、压缩机叶片、曲轴和连杆）的组成部分。这种技术的实用性在于脉冲输入中的能量在频域中是连续分布的。因此，脉冲力将激发给定频率范围内的所有共振。为了检测结构中的故障，可能需要结构在两种情况下的频率响应函数（FRFs），即（健康结构）故障发生之前和（故障结构）故障发生之后。现在，通过从采集到的frf中提取模态特性，并通过比较模态特性，可以检测和定位结构故障。本文通过对一台30mw镍基超合金IN738LC燃气轮机一级叶片在使用寿命72000h后失效的实例分析，对失效叶片试验模型与失效叶片计算模型进行了比较，找出了失效的根本原因。结果表明，实际失效叶片试验模型的频率小于失效叶片的计算模型。这是由于冶金缺陷，导致叶片前缘和后缘的刚度松动。此外，在第六模态失效叶片的计算模型中，在前缘和后缘发现的应力集中区域与从现场收集到的实际失效涡轮叶片前缘和后缘的裂纹区域得到了很好的证实。结果表明，叶片失效是由于第六模态频率的共振引起的。扫描电子显微镜（SEM）图像显示涡轮叶片表面存在腐蚀坑，导致叶片表面退化，导致裂纹萌生和扩展，产生高周疲劳。结果表明，涡轮叶片的失效是由于高周疲劳引起的。<br>

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