航空发动机叶片高温高频疲劳寿命测试装置的制作方法

文档序号:14239145阅读:253来源:国知局

本实用新型特别涉及一种航空发动机叶片高温高频疲劳寿命测试装置,属于环境试验技术领域。



背景技术:

环境试验是模拟各种装备及零部件在实际工作时所处环境条件下的测试,通过测试来判定装备在实际工况条件下的工作状态和耐疲劳强度。环境包括力学环境、气候环境和气象环境。力学环境是指各种机械环境,如振动、冲击和摇摆等;气候环境是指高低温环境和湿度环境等;气象环境是指光照、低气压、霉菌和盐雾等。

传统的叶片疲劳寿命测试是在常温下完成的。在指定位置处贴应变片,让叶片处于固有频率进行振动,通过监测应变大小和振动时间来推导叶片的疲劳强度和疲劳寿命。但是,对于部分处于高温工作环境的叶片来说,常温下的试验结果会有偏差。



技术实现要素:

本实用新型的主要目的在于提供一种航空发动机叶片高温高频疲劳寿命测试装置,以克服现有技术的不足。

为实现前述实用新型目的,本实用新型采用的技术方案包括:

本实用新型实施例提供了一种航空发动机叶片高温高频疲劳寿命测试装置,所述测试装置包括:

至少用以对叶片的温度进行调节的高温控制单元,其包括高频加热器,所述高频加热器包括至少一感应线圈,所述感应线圈非接触地套设于叶片上,所述感应线圈与高频电源电连接并用于使所述叶片自发热升温,

振动发生单元,至少用以提供对所述叶片进行疲劳测试所需的振动频率和振动量级,

位移监测单元,至少用以监测叶片上的指定位置处的振动幅值

应变监测单元,至少用以监测叶片上的指定位置处的应变值,

所述位移监测单元分别与应变监测单元和振动发生单元连接,所述叶片固定于所述振动发生单元内的振动台的工作台面上,所述高温控制单元与所述叶片连接。

进一步的,所述高温控制单元还包括测温模块和功率调节器,所述高频加热器与功率调节器连接,所述功率调节器与测温模块连接,所述测温模块至少用于监测所述叶片的温度。

在一些较为具体的实施方案中,所述测温模块采用红外测温器。

进一步的,所述位移监测单元包括采集模块、激光位移传感器,所述激光位移传感器用于监测所述叶片上的指定位置处的振动幅值;所述应变监测单元包括应变片,所述应变片安装于叶片上的指定位置处,所述采集模块分别与激光位移传感器和应变片连接。

进一步的,所述振动发生单元包括振动台、叶片夹具、功率放大器和信号发生器,所述叶片通过叶片夹具固定于所述振动台的工作台面上,所述信号发生器与所述位移监测单元和功率放大器连接。

进一步的,所述装置还包括冷却单元,所述冷却单元至少用于对所述叶片夹具进行冷却处理。

进一步的,所述冷却单元包括用以提供冷却介质的冷却箱,所述冷却箱经带有泵的冷却介质流通管路与叶片夹具连接。

进一步的,所述冷却单元还包括冷却介质回收装置,所述冷却介质回收装置与冷却箱连通。

与现有技术相比,本实用新型的优点包括:本实用新型提供的航空发动机叶片高温高频疲劳寿命测试装置可以使航空发动机叶片温度快速提升到工作温度,并保持在此高温下,进行不同振动量级下的疲劳寿命测试。

附图说明

图1是本实用新型一典型实施案例中航空发动机叶片高温高频疲劳寿命测试装置的技术线路结构示意图;

附图标记说明:1-叶片,2-高温控制单元,21-功率调节器,22-红外测温器,23-高频加热器,3-位移和应变监测单元,31-激光位移传感器,32-应变片,33-采集模块,4-振动发生单元,41-叶片夹具,42-振动台,43-功率放大器,44-信号发生器,5-冷却单元,51-水泵,52-冷却箱。

具体实施方式

鉴于现有技术中的不足,本案发明人经长期研究和大量实践,得以提出本实用新型的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

本实用新型实施例提供了一种航空发动机叶片高温高频疲劳寿命测试装置,所述测试装置包括:

至少用以对叶片的温度进行调节的高温控制单元,其包括高频加热器,所述高频加热器包括至少一感应线圈,所述感应线圈非接触地套设于叶片上,所述感应线圈与高频电源电连接并用于使所述叶片自发热升温,

振动发生单元,至少用以提供对所述叶片进行疲劳测试所需的振动频率和振动量级,

位移监测单元,至少用以监测叶片上的指定位置处的振动幅值

应变监测单元,至少用以监测叶片上的指定位置处的应变值,

所述位移监测单元分别与应变监测单元和振动发生单元连接,所述叶片固定于所述振动发生单元内的振动台的工作台面上,所述高温控制单元与所述叶片连接。

进一步的,所述高温控制单元还包括测温模块和功率调节器,所述高频加热器与功率调节器连接,所述功率调节器与测温模块连接,所述测温模块至少用于监测所述叶片的温度。

在一些较为具体的实施方案中,所述测温模块采用红外测温器。

进一步的,所述位移监测单元包括采集模块、激光位移传感器,所述激光位移传感器用于监测所述叶片上的指定位置处的振动幅值;所述应变监测单元包括应变片,所述应变片安装于叶片上的指定位置处,所述采集模块分别与激光位移传感器和应变片连接。

进一步的,所述振动发生单元包括振动台、叶片夹具、功率放大器和信号发生器,所述叶片通过叶片夹具固定于所述振动台的工作台面上,所述信号发生器与所述位移监测单元和功率放大器连接。

进一步的,所述装置还包括冷却单元,所述冷却单元至少用于对所述叶片夹具进行冷却处理。

进一步的,所述冷却单元包括用以提供冷却介质的冷却箱,所述冷却箱经带有泵的冷却介质流通管路与叶片夹具连接。

进一步的,所述冷却单元还包括冷却介质回收装置,所述冷却介质回收装置与冷却箱连通。

如下将结合附图对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

请参阅图1,一种航空发动机叶片高温高频疲劳寿命测试装置,包括:

高温控制单元2,包括红外测温器21、功率调节器22以及高频加热器23,高频加热器23包括至少一感应线圈,感应线圈非接触的套设在叶片上,感应线圈与高频电源电连接并用于使叶片进行自发热升温,红外测温器21能够监测叶片1的温度,功率调节器22根据红外测温器21获得的温度值来调节高频加热器23的输出功率,高频加热器的主机将普通电源变成低压高频大电流,感应线圈通过低压高频大电流后能够在感应线圈周围形成较强的高频磁场,叶片在高频磁场作用下产生的感应电流,涡流损耗、以及叶片内磁场的磁滞损耗引起叶片自身发热而使叶片的温度升高到工作温度;

位移和应变监测单元3,包括位移监测单元和应变监测单元,位移监测单元包括激光位移传感器31和采集模块33,应变监测单元包括应变片32,应变片32设置于叶片的指定位置处,激光位移传感器31能够监测叶片指定位置处的振幅,应变片32能够监测叶片指定位置处的应变,采集模块33能够获得激光位移传感器31和应变片32的监测信息;

振动发生单元4,包括固定叶片1的叶片夹具41,振动台42,功率放大器43以及信号发生器43,叶片1通过叶片夹具41固定在振动台42的工作台面上,信号发生器43通过功率放大器42控制振动台42的振动频率以及振动量级;信号发生器43还与采集模块33连接,采集模块33获得的叶片指定位置处的振幅和应变才调整振动台的振动频率和振动量级;

冷却单元5,包括用以提供冷却介质的冷却,52,所述冷却箱52经带有泵51的冷却介质流通管路与叶片夹具41连接。

在一些较为具体的实施方案中,冷却单元还包括冷却介质回收装置,冷却介质回收装置与冷却箱52连通,将使用过的冷却液回收至冷却箱52中循环利用。

本实用新型提供的航空发动机叶片高温高频疲劳寿命测试装置可以使航空发动机叶片温度快速提升到工作温度,并保持在此高温下,进行不同振动量级下的疲劳寿命测试。

应当理解,上述实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施,并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

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