CN105486499A - 发动机叶片疲劳度的测试装置 - Google Patents

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吴国雄
朱超明
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    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

本发明涉及一种发动机叶片疲劳度的测试装置，包括具有纵向振动台面的振动装置，振动台面连接有高温箱，高温箱内设有与振动台面连接的用于夹持叶片的夹具，高温箱平行于所述振动台面的侧壁上设有供传感器对叶片进行测量的测量孔。本发明利用纵向的振动台面，使叶片在竖直方向上横向振动，并将高温箱设置在振动台面的侧面，使得热量向上的高温箱可以确保叶片周围的温度均匀一致，达到所要求的模拟温度，确保测试结果与真实环境相符，由于热量向上流动经过叶片，从而可使传感器从侧面对叶片进行信号采集，向上流动的高温热流不会对侧面的传感器造成影响，使得传感器在高温下可不受温度影响进行信号采集。

Description

发动机叶片疲劳度的测试装置
技术领域
本发明属于环境试验领域，尤其涉及一种对航空发动机的叶片进行疲劳测试的装置。
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。
目前航空发动机叶片疲劳测试是模拟单一力学环境(振动)进行测试，所得到的测试结果与真实环境条件下差距较大；为了满足产品在真实条件下的测试需求，现有的环境测试装备有了一些复合试验设备，如振动与气候环境的三综合试验设备，振动与气候环境及低气压的四综合试验设备，振动与气候环境及盐雾的四综合试验设备等。由于航空发动机叶片疲劳测试与力学环境和气候环境复合测试的传感器采集方法不同，前者是采用非接触传感器采集，后者是采用接触式传感器采集，如直接采用力学环境和气候环境复合测试方法来进行航空发动机叶片的疲劳测试，会存在二大问题，一是航空发动机叶片疲劳测试的温度较高，通常要达到700°～900°，而力学环境和气候环境复合测试的最高温度是200°，采集传感器不能在高温下工作，造成信号采集的问题；二是振动台与气候箱连接问题，由于是在高温下工作，振动台与气候箱的结合部就不能加装传统的软性保温装置，气候箱的密封是个问题。因此开发出一套能适合航空发动机叶片进行复合疲劳测试的装置已经很有必要。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能使传感器在高温下进行信号采集、又能对叶片在真实环境(即力学与气候的复合环境)下进行疲劳测试的装置。
本发明的发动机叶片疲劳度的测试装置，包括具有纵向振动台面的振动装置，所述振动台面连接有高温箱，所述高温箱内设有与所述振动台面连接的用于夹持所述叶片的夹具，所述高温箱平行于所述振动台面的侧壁上设有供传感器对所述叶片进行测量的测量孔。
进一步的，所述高温箱靠近并平行于所述振动台面的侧壁上设有孔径大于所述振动装置振动幅度的穿孔，所述振动台面垂直连接有穿过所述穿孔与所述夹具连接的支架，所述穿孔与所述支架之间连接有保温装置。
进一步的，所述保温装置为填充在所述穿孔与所述支架之间的石墨环。
进一步的，所述传感器为非接触式激光传感器。
进一步的，所述激光传感器为蓝光激光传感器。
进一步的，所述振动装置为电动振动台。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
1、利用纵向的振动台面，使得叶片可以在竖直方向上横向振动，并将高温箱设置在振动台面的侧面，使得热量向上的高温箱可以确保叶片周围的温度均匀一致，达到所要求的模拟温度，确保测试结果与真实环境相符，而传统的测试装置不能确保叶片周围的温度均匀一致；
2、由于将高温箱设置在了振动台面的侧面，热量向上流动经过叶片，从而可使传感器从侧面对叶片进行信号采集，向上流动的高温热流不会对侧面的传感器造成影响，使得传感器在高温下可不受温度影响进行信号采集，而传统的将高温箱设置在振动台面上面的方式，高温箱中向上流动的热量会影响设置在高温箱上方的传感器，使得传感器不能在高温下工作，解决了传统的测试装置存在的技术问题；
3、在振动与高温的复合环境下，通过石墨环将振动台面与高温箱密封，密封的同时，石墨环又可提供支架随振动台面振动的幅度空间，解决了高温下高温箱与振动台面的密封问题。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中高温箱与支架连接的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1和图2，本发明一较佳实施例所述的一种发动机叶片疲劳度的测试装置，包括具有纵向振动台面11的振动装置10，振动台面11连接有高温箱20，高温箱20内设有与振动台面11连接的用于夹持叶片30的夹具40，高温箱20平行于振动台面11的侧壁上设有供传感器50对叶片30进行测量的测量孔21。
为使振动台面11呈纵向状态又能随振动装置10振动，本发明中采用的振动装置10为电动振动台，只需将电动振动台沿其主轴翻转90°，即可使电动振动台的振动台面11垂直于水平面。
本发明通过使叶片30在纵向上横向振动，将高温箱20设置在振动装置10的侧面，使得高温箱20内的热量向上流动，达到保温目的，可使叶片30在振动与高温的复合环形下进行疲劳测试；在数据采集方面，通过在高温箱20侧壁开测量孔21，将传感器50置于高温箱20侧面，透过测量孔21对叶片30进行信号采集，确保了传感器50在高温下同样能够工作。
在高温箱20密封方面，本发明在高温箱20靠近并平行于振动台面11的侧壁上设有孔径大于振动装置10振动幅度的穿孔22，将振动台面11垂直连接一穿过该穿孔22与夹具40连接的支架60，在穿孔22与支架60之间连接保温装置70，进一步的，保温装置70为填充在穿孔22与支架60之间的石墨环。石墨环具有柔性、耐高温的有点，当支架60随振动台面11在振动装置10上横向振动时，柔软的石墨环使高温箱20呈密封状态的同时还能满足支架60的振动幅度。另外，将穿孔22与测量孔21设在高温箱20两相向且平行于振动台面11的侧壁上，可利用穿孔22与测量孔21作为气流风道的进口与出口。
本发明中利用传感器50测量叶片30的加速度或位移，由于在高温下对叶片30进行信号采集，本发明采用非接触式激光传感器通过非接触的方式可以在高温下对叶片30进行信号采集，而激光传感器测量速度快、精度高，能精确反应叶片30在振动过程中叶片上某选定点的振幅。
由于叶片30处于高温环境下，为了进一步提高对叶片的测量精度，本发明中的激光传感器为蓝光激光传感器，相比红光，采用的蓝光激光传感器，受温度影响较小，测量精度更高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种发动机叶片疲劳度的测试装置，其特征在于：包括具有纵向振动台面的振动装置，所述振动台面连接有高温箱，所述高温箱内设有与所述振动台面连接的用于夹持所述叶片的夹具，所述高温箱平行于所述振动台面的侧壁上设有供传感器对所述叶片进行测量的测量孔。
2.根据权利要求1所述的发动机叶片疲劳度的测试装置，其特征在于：所述高温箱靠近并平行于所述振动台面的侧壁上设有孔径大于所述振动装置振动幅度的穿孔，所述振动台面垂直连接有穿过所述穿孔与所述夹具连接的支架，所述穿孔与所述支架之间连接有保温装置。
3.根据权利要求2所述的发动机叶片疲劳度的测试装置，其特征在于：所述保温装置为填充在所述穿孔与所述支架之间的石墨环。
4.根据权利要求1所述的发动机叶片疲劳度的测试装置，其特征在于：所述传感器为非接触式激光传感器。
5.根据权利要求4所述的发动机叶片疲劳度的测试装置，其特征在于：所述激光传感器为蓝光激光传感器。
6.根据权利要求1-5任一项所述的发动机叶片疲劳度的测试装置，其特征在于：所述振动装置为电动振动台。
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