热机耦合综合环境试验方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种热机耦合综合环境试验方法及系统。该方法包括：在试件上套设导电线圈，并在所述导电线圈内通入交变电流，实现对试件的电磁感应涡流加热，且同时以振动发生设备对试件进行振动测试。该系统包括：振动发生设备，用以对试件进行振动测试，以及导电线圈，至少用以在振动测试过程中套设于试件上，并对试件进行电磁感应涡流加热。本发明的热机耦合综合环境试验系统结构简单，易于安装维护，易于操作，能耗低、成本低，可实现对试件进行全面的力学性能测试，且不会损伤振动发生设备。
【专利说明】热机耦合综合环境试验方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种综合环境试验方法及系统，特别涉及一种热机耦合综合环境试验方法及系统。
【背景技术】
[0002]对于分布于蒸汽轮机、内燃机等设备中的机轴、叶轮、火花塞来说，因其需要长期运行在高温环境中，且同时还需承受多种复杂力学作用，故而在将其正常应用之前，一般需要对其进行综合环境测试，以探知其高温耐候性能、机械疲劳寿命等，进而保障设备的安全稳定运行，杜绝安全隐患。
[0003]参阅图1所示系目前常用的综合环境试验系统的结构，其主要包括一温控箱及一振动发生设备1，在测试过程中系将试件置于温控箱中，并通过对温控箱的整体内腔进行加热而实现对试件的加热，但这种方式设备结构复杂，能耗高，且振动发生设备的工作台面上一般需加载过渡头(这往往导致振动发生设备的负载增加，降低其性能)等，但即使如此，工作台面仍会与温控箱内腔有一定接触，使得温控箱内的热量不可避免的会传导至振动发生设备，并可能会导致振动发生设备内的非耐高温组件损毁。另外，由于试件、至少是试件主体需被置于温控箱内，使得在振动测试过程中，无法对试件进行全方位的力学性能测试。
【发明内容】
[0004]鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种热机耦合综合环境试验方法及系统，其能耗低，可在不对振动发生设备造成任何损伤的情况下，能实现对试件进行全面的环境试验，包括各种类型的力学性能测试。
[0005]为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下:
一种热机耦合综合环境试验方法，包括:在试件上套设导电线圈，并在所述导电线圈内通入交变电流，实现对试件的电磁感应涡流加热，且同时以振动发生设备对试件进行振动测试。
[0006]作为优选的实施方案之一，在振动测试过程中，还至少对试件的局部施加至少用以挤压、拉伸、弯折或扭曲所述试件的外力作用，并以相应传感装置监测试件对于所述外力作用的应变情况。
[0007]其中，用以对试件施加所述挤压、拉伸、弯折或扭曲的外力作用的设备包括液压施力设备、电动施力设备或气动施力设备，但不限于此。
[0008]一种热机耦合综合环境试验系统，包括:
振动发生设备，用以对试件进行振动测试，
以及，导电线圈，至少用以在振动测试过程中套设于试件上，并对试件进行电磁感应涡流加热。
[0009]作为优选的实施方案之一，所述系统还包括:
施力装置，用以在振动测试过程中至少对试件的局部施加至少能够挤压、拉伸、弯折或扭曲所述试件的外力作用；
以及，传感装置，用以监测试件对于所述外力作用的应变情况。
[0010]进一步的，所述施力装置包括液压施力设备、电动施力设备或气动施力设备，但不限于此。
[0011]作为可行的实施方案之一，所述试件被固定安装于振动发生设备的工作台面上。
[0012]其中，所述振动发生设备可选自电动振动台，但不限于此。
[0013]与现有技术相比，本发明的优点至少在于:
(I)本发明的热机耦合综合环境试验方法易于操作，能耗低、不会对振动发生设备造成任何损伤，且能实现对试件进行全面的力学性能测试。
[0014](2)本发明的热机耦合综合环境试验系统结构简单，易于安装维护，易于操作，能耗低、成本低，可实现对试件进行全面的力学性能测试，且不会损伤振动发生设备。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是现有热机耦合综合环境试验系统的结构示意图；
图2是本发明一实施方案中一种热机耦合综合环境试验系统的结构示意图；
图3是本发明一实施例中一种热机耦合综合环境试验系统的结构示意图；
图4是本发明一实施例中一种热机耦合综合环境试验系统的俯视图；
图中各组件及其附图标记分别为:1_振动发生设备、工作台面-11、过渡头-12、柔性密封连接-13、夹具组件-14、绝热夹具组件-14’、温控箱-2、试件-3、导电线圈-4、第一施力机构5、第二施力机构6、第三施力机构7。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图及相应的实施例对本发明的技术方案做更为详细的说明。
[0017]如前所述，鉴于现有综合环境试验系统在应用于测试内燃机机轴、叶片、火花塞等组件时所存在的诸多不足，例如，需以温控箱整体加热而导致能耗高和振动发生设备受热损伤，需在振动发生设备的工作台面上安装过渡头等导致振动发生设备负载增加，无法实现对试件的综合力学性能进行测试，等等。本案发明人提出了一种新型的热机耦合综合环境试验方法及系统。
[0018]作为本发明的一个方面，该热机稱合综合环境试验方法包括:在试件上套设导电线圈，并在所述导电线圈内通入交变电流，实现对试件的电磁感应涡流加热，且同时以振动发生设备对试件进行振动测试。
[0019]而作为本发明的另一个方面，该热机耦合综合环境试验系统包括:
振动发生设备，用以对试件进行振动测试，
以及，导电线圈，至少用以在振动测试过程中套设于试件上，并对试件进行电磁感应涡流加热。
[0020]参阅图2所示系本发明的一典型实施例，其中，该热机耦合综合环境试验系统包括振动发生设备I (例如，电动振动台)，其中，试件3系被连接于振动发生设备I的工作台面11上，且试件上套设有导电线圈4。在测试过程中，通过向导电线圈4内通入交变电流，即可实现对试件3进行电磁感应涡流加热。[0021]其中，为使试件3被加热至所需温度，可通过调节输入的交变电流的强度而实现。而为在振动试验过程中仍保持电流的稳定输入，可将导电线圈的电流输入端通过柔性电连接方式等与交流电源连接。
[0022]进一步的，为了防止振动试验过程中试件的热量传导至工作台面上，并实现试件与工作台面的稳固连接，可在两者之间设置绝热夹具组件14’等，但其结构可与现有夹具组件14相似,而仅需对材质等进行调整。
[0023]进一步的，在省去温控箱等组件的同时，还可省略现有的过渡头等组件，从而降低振动发生设备的运动载荷，保证其工作性能。
[0024]很显然，本发明的热机耦合综合环境试验系统结构较之现有的综合环境试验系统更为简单，且其可针对试件集中加热，能有效降低能耗，并杜绝振动发生设备受热损毁的问题。
[0025]进一步的，藉由本发明的热机耦合综合环境试验系统，还可在进行综合环境试验的过程中，实现对试件力学性能的综合测试。例如，可以通过多个施力装置，在振动测试过程中，至少对试件的局部施加至少用以挤压、拉伸、弯折或扭曲所述试件的外力作用，同时还可以相应传感装置监测试件对于所述外力作用的应变情况。
[0026]根据实际应用的需求，前述的这些外力作用可同时或依次施加在试件上。
[0027]前述施力装置可以选用液压施力设备、电动施力设备或气动施力设备等等，但不限于此。
[0028]例如，请参阅图3-4，对于轴类试件，可以借助与试件3两端刚性连接的施力装置5等，沿轴向向试件施加压力Fl或拉伸力F2等；和/或，还可通过沿不同方向(如a、b所示方向)旋转施力装置5，从而对试件施以扭力作用。
[0029]而与此同时或在不同时刻，还可利用施力装置6等，沿竖直方向对试件的不同部位分别施加径向推力F3等，从而测试试件在竖直方向的抗弯折性能等。
[0030]或者，还可利用施力装置7等，沿水平方向对试件的不同部位分别施加径向推力F4等，从而测试试件在水平方向的抗弯折性能等。
[0031]而对于叶片等试件，则也可依据类似的方式，实现对其特定局部或整体的力学性能测试。
[0032]另外，需要指出的是，在本发明的说明书，仅以电动振动台作为示例说明，但事实上，本发明中的振动发生设备也可以选用激振器、跌落试验台等。
[0033]需要指出的是，以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
【权利要求】
1.一种热机耦合综合环境试验方法，其特征在于，包括:在试件上套设导电线圈，并在所述导电线圈内通入交变电流，实现对试件的电磁感应涡流加热，且同时以振动发生设备对试件进行振动测试。
2.根据权利要求1所述的热机耦合综合环境试验方法，其特征在于，在振动测试过程中，还至少对试件的局部施加至少用以挤压、拉伸、弯折或扭曲所述试件的外力作用，并以相应传感装置监测试件对于所述外力作用的应变情况。
3.根据权利要求2所述的热机耦合综合环境试验方法，其特征在于，用以对试件施加所述挤压、拉伸、弯折或扭曲的外力作用的设备包括液压施力设备、电动施力设备或气动施力设备。
4.根据权利要求1所述的热机耦合综合环境试验方法，其特征在于，所述试件被固定安装于振动发生设备的工作台面上，且所述试件与工作台面之间还设有隔热组件。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的热机耦合综合环境试验方法，其特征在于，所述振动发生设备包括电动振动台。
6.一种热机耦合综合环境试验系统，其特征在于，包括: 振动发生设备，用以对试件进行振动测试， 以及，导电线圈，至少用以在振动测试过程中套设于试件上，并对试件进行电磁感应涡流加热。
7.根据权利要求6所述的热机耦合综合环境试验系统，其特征在于，它还包括: 施力装置，用以在振动测试过程中至少对试件的局部施加至少能够挤压、拉伸、弯折或扭曲所述试件的外力作用； 以及，传感装置，用以监测试件对于所述外力作用的应变情况。
8.根据权利要求7所述的热机耦合综合环境试验系统，其特征在于，所述施力装置包括液压施力设备、电动施力设备或气动施力设备。
9.根据权利要求6所述的热机耦合综合环境试验系统，其特征在于，所述试件被固定安装于振动发生设备的工作台面上，且所述试件与工作台面之间还设有隔热组件。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的热机耦合综合环境试验系统，其特征在于，所述振动发生设备包括电动振动台。
【文档编号】G01N3/18GK103698098SQ201310738591
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】陈俊 申请人:天津航天瑞莱科技有限公司苏州分公司