Aceleración de las pruebas de integridad de las aspas del ventilador con ARAMIS
Las operaciones de mantenimiento, reparación y revisión (MRO) de aeronaves garantizan que las aeronaves siempre sean seguras para volar durante toda su vida útil. Una parte integral de cualquier esquema de mantenimiento de aeronaves es la reparación y revisión del motor.
Especialmente, las aspas de los ventiladores de las turbinas de propulsión de aeronaves modernas tienen que soportar condiciones operativas extremas durante su vida útil. Para garantizar el mayor nivel de seguridad posible, las aspas del ventilador se comprueban continuamente para comprobar su integridad. Además, las aspas del ventilador están expuestas a rayos, hielo y colisiones con pájaros. Incidentes como estos desencadenan la llamada inspección de servicio prolongado durante la cual es necesario identificar y reemplazar las aspas del ventilador defectuosas. Este procedimiento es costoso y requiere mucho tiempo ya que incluye el desmontaje completo de la turbina. Durante el tiempo de la inspección de servicio, una costosa turbina de intercambio mantendrá la aeronave en funcionamiento. Obviamente, las aerolíneas quieren reducir al mínimo el tiempo de inactividad de sus motores a reacción.
Una inspección rápida de cada aspa del ventilador sin necesidad de desmontar toda la turbina ahorraría mucho tiempo y dinero. Imagine que el técnico de servicio pudiera realizar una medición en cada aspa del ventilador con una respuesta rápida sobre el estado del componente: ¿seguro para volar o no?
Meta/Visión: ARAMIS detecta grietas en aspas de ventiladores durante revisiones de servicio
Aquí, el sensor de pruebas 3D ARAMIS de GOM entra en escena. Usando la tecnología de seguimiento de puntos de ARAMIS, la reacción de la pala del ventilador a las pruebas de impacto de martillo se puede evaluar y utilizar para el cálculo de las ODS (formas de deflexión operativas) de la pala del ventilador individual. La comparación de las formas de deflexión de funcionamiento medidas reales con las formas de modo simulado o el estado real de mediciones anteriores de la pala del ventilador permite sacar conclusiones sobre la integridad del componente. Si hay un cambio entre la forma del modo medido y simulado o un cambio completo en las resonancias características (por ejemplo, durante la vida útil), entonces podría haber una grieta en algún lugar de la hoja y debe ser reemplazada.
GOM llevó a cabo un estudio sobre una sola pala de ventilador para probar la viabilidad general del concepto. Echemos un vistazo más de cerca a los pasos del proceso.
Paso 1: Preparación del objeto de medición
ARAMIS utiliza marcadores de puntos de referencia adhesivos ultraligeros para medir y rastrear coordenadas 3D en el espacio. Debido al principio sin contacto del sistema de medición, no se necesita cableado de sensores a diferencia de los acelerómetros tradicionales. Cada marcador de punto de referencia proporciona información sobre desplazamientos en las tres direcciones espaciales, además de datos de medición sobre velocidades y aceleraciones. Por lo general, se pueden aplicar cientos de marcadores de puntos de referencia al objeto de prueba debido a la aplicación rápida y fácil de las pegatinas y su peso ligero. Esto da como resultado una alta densidad de datos para el posterior análisis de vibraciones.
Paso 2: Medición ARAMIS de la prueba de impacto de martillo
La prueba de impacto de martillo se usa ampliamente en el análisis de vibraciones. El evento de impacto del martillo excita el aspa del ventilador con una vibración transitoria y permite la identificación de sus frecuencias resonantes. Se sabía a partir de simulaciones numéricas que se suponía que el aspa del ventilador mostraba las resonancias más importantes en el rango de frecuencias hasta 1500 Hz. Por lo tanto, el sistema ARAMIS midió con una frecuencia de muestreo diez veces mayor de 15.000 fotogramas por segundo.
Paso 3: análisis de vibraciones
El sistema de medición óptica ARAMIS proporciona datos precisos sobre desplazamientos 3D. La herramienta de análisis integrada utiliza estos datos para calcular la función de respuesta de frecuencia que permite identificar las frecuencias resonantes de las aspas del ventilador. Además, ARAMIS calcula las formas de deflexión operativas de las aspas del ventilador para cada frecuencia contenida en el espectro de excitación. Esto permite extraer valores de amplitud para cientos de puntos de medición que se capturan simultáneamente durante la medición del desvanecimiento de la vibración.
Paso 4: Comparación con la simulación numérica de formas modales y decisión: ¿seguro para volar?
Una vez que las ODS (formas de deflexión operativas) se determinan en el software GOM Correlate, permiten la comparación con las formas de modo simulado. En caso de que existan diferencias significativas en las frecuencias resonantes características entre las formas de modo y las ODS medidas, esto indica que el aspa del ventilador está defectuosa y necesita ser reemplazada.
