仿真结果打印出来时,天已经大亮。
赵四把厚厚一沓纸摊在桌上。
最上面是特征值分析结果,下面是他手绘的振型示意图。
那些线条很简略,轮盘画成圆圈,叶片画成短线,振动形态用波浪线表示,但核心信息一目了然:
第四阶模态,148.6HZ,轮盘四边形变形耦合叶片弯曲。
陈启明醒来后第一个冲进机房,眼睛还带着睡意,但看见那些图纸立刻清醒了。
“赵总工,这是……”
“初步结果。”
赵四指着148.6HZ那行,“和试验数据对得上。”
“问题应该就在这里。”
“轮盘的刚度分布不均匀,在某个特定频率下会形成四边形变形,这个变形带动叶片一起振动。”
年轻人凑近了看,手指顺着示意图的线条移动:
“所以……要解决这个问题,要么改变轮盘的刚度分布,让它不容易形成四边形变形;”
“要么调整叶片的安装方式,削弱耦合?”
“对。”赵四点头。
“但改变轮盘刚度意味着重新设计,模具要重做,加工工艺要调整,周期太长。”
“我们时间不够。”
“那叶片安装方式……”
“可以试试。”
赵四从抽屉里拿出轮盘的详细图纸。
“你看,现在叶片榫头是等间距安装,每个扇区60度。”
“如果我们把其中两个相对的扇区稍微调整一下,把榫头位置偏移0.5度,破坏四重对称性,也许就能打破这个耦合模态。”
陈启明眼睛亮了:“这个改动小,只需要调整加工夹具,不影响轮盘本体结构。”
“但是……0.5度够吗?”
“先试试。”
赵四说,“今天上午咱们就做计算,把修改后的模型重新算一遍,看固有频率怎么变化。”
团队陆续到齐。
赵四把任务分配下去。
林雪修改网格模型,把两个相对扇区的节点坐标偏移0.5度;
张卫东更新输入文件,重新运行特征值分析;
刘峰和王海准备理论分析,预测频率偏移的方向和大小。
修改很小,但工作量不小。
林雪花了两个小时重新计算所有节点的坐标,确保偏移后模型依然保持质量平衡。
张卫东调试程序时发现了一个小bU,刚度矩阵的某个非对角项符号错了,修正后又花了半小时。
中午十二点,修改后的模型开始计算。
这一次大家没有离开,都守在机房。
计算机的嗡鸣声成了背景音,打印头每吐出一行结果,就有人凑过去看。
下午两点,特征值求解完成。
新的频率列出来:
第1阶:24.7&bp;HZ(不变)
第2阶:73.9&bp;HZ(基本不变)
第3阶:123.1&bp;HZ(略有上升)
第4阶:151.8&bp;HZ(上升了3.2HZ!)
第5阶:185.3&bp;HZ
第6阶:247.0&bp;HZ
“成功了!”
王海第一个喊出来,“第四阶频率上移了!”
“而且移动幅度很大,3.2HZ,这足以避开叶片的通过频率范围!”
赵四盯着那个151.8HZ的数字,心里一块石头落地了。
频率上移,意味着这个模态被“推”到了更高的频段。
在发动机的工作转速范围内,激振频率(叶片的通过频率)很难达到这个值,共振风险大大降低。
但这只是理论计算。
实际效果如何,还得看实物改进后的试验结果。
“准备改进方案。”
赵四说,“把榫头位置偏移0.5度的具体加工方法写清楚,包括夹具调整量、加工步骤、检验标准。”
“今天下班前,我要看到完整的工艺文件。”
“那现有的轮盘怎么办?”陈启明问,“已经加工好的那批……”
“全部返工。”
赵四说得很果断,“时间再紧,质量不能妥协。”
“通知加工车间,暂停新轮盘的加工,先集中力量返工已有的。”
“另外,把仿真结果和改进方案整理成报告,下午我向楚老汇报。”
楚怀远看到报告时,手有些抖。
不是因为激动,是因为疲惫。
这些天老人几乎没怎么睡,一直在协调各方资源,应对各种质疑。
振动问题像一块巨石压在所有人心上,现在,终于看到了搬开的希望。
“0.5度的偏移……”
他戴上老花镜,仔细看加工方案,“加工精度能保证吗?”
“能。”赵四说。
“我们和车间的老师傅讨论过,用现有的精密分度头,配合千分表调整,0.5度的偏差可以控制在±0.05度以内。”
“这个精度足够破坏四重对称性,又不会引入新的不平衡。”
“返工需要多久?”
“第一批六个轮盘,如果两班倒,三天能完成。”
楚怀远抬起头,看着赵四布满血丝的眼睛:“你确定这个改进能解决问题?”
“不敢百分之百确定。”
赵四实话实说,“但仿真结果很明确,频率上移了3.2HZ,这在工程上是显著的变化。”
“而且这种‘破坏对称性’的思路,在振动控制上是经典方法,理论上应该有效。”
老人沉默了几秒钟,然后拿起电话:“给我接加工车间。”
电话接通后,楚怀远只说了三句话:“我是楚怀远。”
“从现在起,高压涡轮轮盘加工按赵明同志提供的改进方案执行。”
“返工和新加工同时进行,三天内我要看到第一批改进后的轮盘。”
放下电话,他看向赵四:“接下来三天,你盯紧车间。”
“每一道工序都要检查,每一个轮盘都要测量。”
“振动问题能不能解决,就看这次了。”
“明白。”
接下来的三天,赵四几乎住在了加工车间。
车间是还是五十年代的老厂房,高大,空旷。
空气中到处是切削液和金属粉尘混合的气味。
六台老式卧式车床排成一排,每台旁边都站着老师傅和年轻的学徒。
返工的关键在于精密分度头的调整。
分度头是个精密的旋转夹具,能把工件的旋转角度精确到分甚至秒。
老师傅们先把原有的榫头位置测量一遍,记下实际角度,然后计算需要偏移的量。
赵四站在第一台车床旁,看周师傅操作。
老人六十多岁了,手很稳,眼睛眯成一条缝,盯着千分表的指针。
他慢慢转动分度手柄,每转一小格就停一下,看表针的跳动。
当指针显示偏移量达到0.5度时,他固定手柄,轻轻锁紧夹具。
“小赵,你看看。”周师傅退后一步。
赵四上前,用另一块千分表复测。
指针稳定地停在0.502度的位置——误差只有0.002度,相当于万分之四,远好于要求的±0.05度。
“漂亮。”他说。
周师傅咧嘴笑了,露出有些发黄的牙齿:
“干了四十年钳工,这点活还是干得了的。”
就这样,六个轮盘一个一个地返工。
每完成一个,赵四就亲自测量所有榫头的角度,记录数据,确认对称性确实被破坏了。
到第三天下午,最后一个轮盘完成时,他的记录本上已经写满了密密麻麻的数字。
“全部合格。”
他对等在一旁的楚怀远说,“最大偏差0.008度,最小0.001度,都在允许范围内。”
“好。”楚怀远点头,“明天装机,后天试验。”