CN115014985A - SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环性能测试领域,具体涉及一种SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能测试方法。该方法采用与整体叶环结构同曲率、同复合材料芯截面尺寸、同安装边弧角和同包套厚度的十字形结构的高温横向拉伸试样,测试SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸性能,最大限度保证了试样与整体叶环结构特征的一致性,有效的回避了表面纤维裸露边缘效应和残余应力的影响,最终获得了准确的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸性能,避免未达到整体叶环纵向性能设计指标而发生断裂和失效,为SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环性能优化设计提供一种有效的分析方法。
Description
技术领域
本发明涉及SiC纤维增强钛基(钛合金基体)复合材料整体叶环性能测试领域,具体涉及一种SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能测试方法。
背景技术
与传统钛合金相比,SiC纤维增强钛基复合材料(SiCf/Ti)在纵向(纤维方向)具有更高的比强度、比刚度,可耐更高的温度,适合的基体类型包括TC4、TC17、TC25G、Ti60、Ti2AlNb等几乎涵盖全钛合金体系,因为SiC纤维的力学性能可以保持在800℃不下降,随测试温度升高,增强效果更加明显,广泛应用于航空航天等领域的单向增强的零部件,其中最典型的应用是航空发动机上的整体叶环结构,该环形结构主要承受旋转载荷,将SiC纤维增强钛基复合材料规律的缠绕排布在其环形结构的内部,能够充分利用连续SiC纤维增强钛基复合材料单向增强的特点,显著的提高了其承载能力,且比传统钛合金叶盘重量轻30%以上,但是SiC纤维增强钛基复合材料制备的整体叶环等结构在服役过程中难免受到一些横向(垂直于纤维方向)载荷的作用,使SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环结构发生横向载荷主导的径向分层破坏,导致SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环结构的最具优势的纵向性能不能充分发挥,未达到SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环承载能力的设计指标,造成SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环设计失败。因此,获得准确的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能对其设计和应用具有至关重要的作用。
SiC纤维增强钛基复合材料高温(200℃)横向拉伸性能测试受样品的制备工艺、服役温度、复合材料芯和包套的可设计性等因素影响,测试难度较大,难以确定有代表性的拉伸试样形状和性能,国内尚未形成统一的拉伸性能测试标准,一般采用薄板状拉伸试样,其在整体叶环的高温横向性能测试中是否具有代表性尚不可知。而对于SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环的高温横向拉伸性能测试,在上述SiC纤维增强钛基复合材料高温横向拉伸性能测试影响因素的基础上,还受大块结构制备过程中的残余应力极易导致试样加工过程中复合材料芯开裂的问题,整体叶环曲率、安装边弧角,复合材料芯的位置固定、横截面裸露等影响。综上,SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环的高温横向拉伸性能测试的实现更加困难,目前有关SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环的高温横向拉伸性能测试方法还未见相关报道。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能测试方法,采用本发明方法能够有效的测量SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向性能,并为SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向性能优化设计提供了技术支撑。
本发明的技术方案是:
一种SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能测试方法,高温横向拉伸试样与整体叶环具有相同的几何特征,该几何特征为复合材料芯截面尺寸、曲率、包套厚度、安装边弧角。
所述的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能测试方法,高温横向拉伸试样按加工顺序加工大块结构。
所述的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能测试方法,高温横向拉伸试样加工成十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸试样。
所述的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能测试方法,高温横向拉伸试样在拉伸测试前,所有表面打磨光滑,复合材料裸露截面抛光和腐蚀。
所述的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能测试方法,高温横向拉伸试样在高温拉伸测试时采用激光引伸计。
所述的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能测试方法,高温横向拉伸试样在高温拉伸测试时均匀连续加载,加载速率为1mm/min。
所述的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能测试方法,该方法采用与整体叶环结构同曲率、同复合材料芯截面尺寸、同安装边弧角和同包套厚度的十字形结构高温横向拉伸试样,测试SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸性能。
所述的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能测试方法,包括如下步骤:
(1)确定被测SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环结构中,复合材料芯截面尺寸a×b,复合材料芯内径曲率ρ,包套厚度t,安装边弧角r1,横向性能测试试样长度l1、夹持端宽度w1、高度h、两端开孔直径d、夹持端宽度w2,工作段长度l2,过渡段与夹持端之间的过渡圆弧角r2;
(2)在已制备的曲率为ρ,复合材料芯截面尺寸为a×b的SiC纤维增强钛基复合材料大块结构上切取横向拉伸样品;
(3)SiC纤维增强钛基复合材料大块结构经过第一次线切割,去掉上表面多余部分;
(4)前处理后的SiC纤维增强钛基复合材料大块结构经过第二次线切割,去掉下表面多余部分;
(5)前处理后的SiC纤维增强钛基复合材料大块结构进行第三次线切割,去掉长度方向多余的部分;
(6)前处理后的SiC纤维增强钛基复合材料大块结构进行第四次线切割,去掉宽度方向多余的部分,获得曲率为ρ,长度为l1,宽度为w1,高度为h的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸测试试样的长方体结构;
(7)前处理后的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸测试试样的长方体结构进行第五次、六次线切割,在复合材料芯的两侧通过对称切割凹槽形成包套,获得曲率为ρ,长度为l1,宽度为w1,高度为h,包套厚度为t,工作段长度l2,安装边弧角r1的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸测试试样结构;
(8)前处理后的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸测试试样结构进行第七次、八次线切割,在横向拉伸试样的两个夹持端分别开设夹持孔,获得曲率为ρ,长度为l1,宽度为w1,高度为h,包套厚度为t,工作段长度l2,安装边弧角r1,孔径为d的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸测试试样结构;
(9)前处理后的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸测试试样结构进行第九次、十次线切割,使横向拉伸试样的两个夹持端宽度达到要求,获得曲率为ρ,长度为l1,宽度为w1,高度为h,包套厚度为t,工作段长度l2,安装边弧角r1,孔径为d,夹持端宽度为w2的十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸测试试样;
(10)前处理后的十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸测试试样各表面进行打磨处理;
(11)前处理后的十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸测试试样复合材料裸露的表面进行抛光处理;
(12)前处理后的十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸测试试样进行腐蚀处理;
(13)十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸测试试样加工转接夹具,转接夹具一端与横向拉伸测试试样两端开孔直径和位置相匹配,转接夹具另一端与拉伸试验机上的卡头匹配;
(14)十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸测试试样与转接夹具加工固定销钉,固定销钉的直径,使其与横向拉伸测试试样和转接夹具上的开孔相匹配;
(15)将十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸测试试样通过转接夹具与固定销钉装卡在拉伸试验机上;
(16)安装高温加热炉,使十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸测试试样复合材料所在截面正对于高温加热炉预留引伸计缝隙;
(17)安装激光引伸计,激光引伸计的两束激光投射到十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸测试试样复合材料表面上;
(18)运行拉伸试验机,对十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸测试试样进行均匀连续加载,加载速率为1mm/min,记录载荷值及相应的变形值。
所述的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能测试方法,横向拉伸测试试样包括钛合金基体和复合材料芯,钛合金基体为工作段两端对称依次设置过渡段、夹持端的一体结构,工作段的两侧为对称的凹槽结构,复合材料芯位于两个对称的凹槽结构之间,每个夹持端上开设夹持孔一。
所述的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能测试方法,横向拉伸测试试样转接夹具包括夹持槽、夹持孔二、连接头,具体结构如下:转接夹具的一端开设与横向拉伸试样夹持端对应并插装配合的夹持槽,夹持槽的上下相对贯穿开设夹持孔二,夹持孔二与横向拉伸试样夹持端的夹持孔一相对应,通过固定销钉穿过夹持孔二、夹持孔一,使转接夹具与横向拉伸试样夹持端连接固定;转接夹具的另一端设置连接头,连接头为带有外螺纹的柱状结构。
本发明的设计思想是:
首先,通过同工艺制备与SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环毛坯尺寸一致的环形大块结构,保证横向拉伸试样的加工前的残余应力、复合材料芯的曲率和尺寸与整体叶环一致。其次,通过调整切割次序避免残余应力造成的横向拉伸试样切割过程中复合材料芯内部开裂问题;最后,将横向拉伸试样复合材料芯外部的包套的厚度与安装边弧角的大小与整体叶环保持一致。
本发明具有如下优点及有益效果:
(1)本发明有效的减小了SiC纤维增强钛基复合材料大块结构制备过程中造成的残余应力对横向拉伸性能测试试样的影响。
(2)本发明降低了复合材料芯截面裸露对SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸性能的影响。
(3)本发明确保了SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸试样与SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环,关于复合材料芯截面尺寸、曲率、包套厚度、安装边弧角等特征尺寸的一致性,有效的提高了试验结果的准确性。
附图说明
图1是本发明SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环沿圆周方向切取一段的横向拉伸试样切割顺序图;图中附图标记:1、钛合金基体,2、复合材料芯,复合材料芯2沿圆周方向呈环形贯穿于整体叶环中,R代表整体叶环内径。
图2(a)-图2(c)是本发明SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸试样图。图2(a)为主视图,图2(b)为俯视图,图2(c)为立体图;图中附图标记:1、钛合金基体,11、工作段,12、夹持端,13、夹持孔一,14、过渡段,2、复合材料芯。
图3(a)-图3(c)是本发明SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸测试试样转接夹具图。图3(a)为主视图,图3(b)为侧视图,图3(c)为立体图;图中附图标记:3、转接夹具,31、夹持槽,32、夹持孔二,33、连接头。
具体实施方式
在具体实施过程中,本发明SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能测试方法,该方法采用与整体叶环结构同曲率、同复合材料芯截面尺寸、同安装边弧角和同包套厚度的十字形结构高温横向拉伸试样,测试SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸性能。
其中,同曲率是指本发明高温横向拉伸试样的复合材料芯内外径曲率与整体叶环复合材料芯的内外径曲率相同,同安装边弧角是指r1处的安装边弧角相同,安装边弧角是整体叶环包套的安装边结构与叶环主体复合材料芯相接部分的圆弧(因其在叶环转动时会产生径向力,所以需要特别注意保持一致),同包套厚度是指复合材料芯上下表面的包套厚度t相同。
下面,通过实施例结合附图对本发明做进一步说明。
实施例
如图1、图2(a)-图2(c)、图3(a)-图3(c)所示,本发明SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能测试方法,包括如下步骤:
(1)确定被测SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环结构中,复合材料芯截面尺寸a×b,复合材料芯内径曲率ρ,包套厚度t,安装边弧角r1,横向性能测试试样长度l1、夹持端宽度w1、高度h、两端开孔直径d、夹持端宽度w2,工作段长度l2,过渡段14与夹持端12之间的过渡圆弧角r2;
本实施例中,a=11mm,b=43mm,复合材料芯内径曲率ρ=1/131,包套厚度t=1.5mm,安装边弧角r1=4mm,两端开孔直径d=13mm、横向性能测试试样长度l1=97.2mm、高度h=25mm、夹持端宽度w1=8mm、宽度w2=25mm,工作段长度l2=32mm,过渡圆弧角r2=3.5mm。
其中,复合材料芯2的复合材料组成为:SiC纤维和TC17钛合金基体,SiC纤维增强相的体积占50%。
(2)在已制备的曲率为ρ,复合材料芯截面尺寸为a×b的SiC纤维增强钛基复合材料大块结构上切取横向拉伸样品,见图1;
(3)SiC纤维增强钛基复合材料大块结构经过第一次线切割,去掉上表面多余部分,见图1中①;
(4)前处理后的SiC纤维增强钛基复合材料大块结构经过第二次线切割,去掉下表面多余部分,见图1中②;
(5)前处理后的SiC纤维增强钛基复合材料大块结构进行第三次线切割,去掉长度方向多余的部分,见图1中③;
(6)前处理后的SiC纤维增强钛基复合材料大块结构进行第四次线切割,去掉宽度方向多余的部分,获得曲率为ρ,长度为l1,宽度为w1,高度为h的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸测试试样的长方体结构,见图1中④;
(7)前处理后的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸测试试样的长方体结构进行第五次、六次线切割,在复合材料芯的两侧通过对称切割凹槽形成包套,获得曲率为ρ,长度为l1,宽度为w1,高度为h,包套厚度为t,工作段长度l2,安装边弧角r1的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸测试试样结构,见图1中⑤、⑥;
(8)前处理后的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸测试试样结构进行第七次、八次线切割,在横向拉伸试样的两个夹持端分别开设夹持孔,获得曲率为ρ,长度为l1,宽度为w1,高度为h,包套厚度为t,工作段长度l2,安装边弧角r1,孔径为d的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸测试试样结构,见图1中⑦、⑧;
(9)前处理后的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸测试试样结构进行第九次、十次线切割,使横向拉伸试样的两个夹持端宽度达到要求,获得曲率为ρ,长度为l1,宽度为w1,高度为h,包套厚度为t,工作段长度l2,安装边弧角r1,孔径为d,夹持端宽度为w2的十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸测试试样,见图1中⑨、⑩;
(10)前处理后的十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸测试试样各表面进行打磨处理,保证各表面光滑,无较大应力集中。
(11)前处理后的十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸测试试样复合材料裸露的表面进行抛光处理;
(12)前处理后的十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸测试试样进行腐蚀处理;
如图2(a)-图2(c)所示,横向拉伸测试试样包括钛合金基体1和复合材料芯2,钛合金基体1为工作段11两端对称依次设置过渡段14、夹持端12的一体结构,工作段11的两侧为对称的凹槽结构,复合材料芯2位于两个对称的凹槽结构之间,每个夹持端12上开设夹持孔一13。
(13)十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸测试试样加工转接夹具3,转接夹具3一端与横向拉伸测试试样两端开孔直径和位置相匹配,转接夹具3另一端与拉伸试验机上的卡头匹配;
(14)十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸测试试样与转接夹具加工固定销钉,固定销钉的直径,使其与横向拉伸测试试样和转接夹具上的开孔相匹配;
(15)将十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸测试试样通过转接夹具与固定销钉装卡在拉伸试验机上;
如图3(a)-图3(c)所示,横向拉伸测试试样转接夹具3包括夹持槽31、夹持孔二32、连接头33,具体结构如下:转接夹具3的一端开设与横向拉伸试样夹持端12对应并插装配合的夹持槽31,夹持槽31的上下相对贯穿开设夹持孔二32,夹持孔二32与横向拉伸试样夹持端12的夹持孔一13相对应,通过固定销钉穿过夹持孔二32、夹持孔一13,使转接夹具3与横向拉伸试样夹持端12连接固定。转接夹具3的另一端设置连接头33,连接头33为带有外螺纹的柱状结构。
(16)安装高温加热炉,使十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸测试试样复合材料所在截面正对于高温加热炉预留引伸计缝隙。
(17)安装激光引伸计,激光引伸计的两束激光投射到十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸测试试样复合材料表面上,控制横向拉伸测试试样的温度为200℃。
(18)运行拉伸试验机,对十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸测试试样进行均匀连续加载,加载速率为1mm/min,记录载荷值及相应的变形值。
实施例结果表明,本发明最大限度保证了试样与整体叶环结构特征的一致性,有效的回避了样品表面纤维裸露边缘效应和残余应力的影响,最终获得了准确的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸性能,避免未达到整体叶环纵向性能设计指标而发生断裂和失效,为SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环性能优化设计提供一种有效的分析方法。
Claims (10)
1.一种SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能测试方法,其特征在于,高温横向拉伸试样与整体叶环具有相同的几何特征,该几何特征为复合材料芯截面尺寸、曲率、包套厚度、安装边弧角。
2.根据权利要求1所述的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能测试方法,其特征在于,高温横向拉伸试样按加工顺序加工大块结构。
3.根据权利要求2所述的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能测试方法,其特征在于,高温横向拉伸试样加工成十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸试样。
4.根据权利要求3所述的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能测试方法,其特征在于,高温横向拉伸试样在拉伸测试前,所有表面打磨光滑,复合材料裸露截面抛光和腐蚀。
5.根据权利要求4所述的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能测试方法,其特征在于,高温横向拉伸试样在高温拉伸测试时采用激光引伸计。
6.根据权利要求5所述的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能测试方法,其特征在于,高温横向拉伸试样在高温拉伸测试时均匀连续加载,加载速率为1mm/min。
7.根据权利要求1所述的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能测试方法,其特征在于,该方法采用与整体叶环结构同曲率、同复合材料芯截面尺寸、同安装边弧角和同包套厚度的十字形结构高温横向拉伸试样,测试SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸性能。
8.根据权利要求1所述的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能测试方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)确定被测SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环结构中,复合材料芯截面尺寸a×b,复合材料芯内径曲率ρ,包套厚度t,安装边弧角r1,横向性能测试试样长度l1、夹持端宽度w1、高度h、两端开孔直径d、夹持端宽度w2,工作段长度l2,过渡段与夹持端之间的过渡圆弧角r2;
(2)在已制备的曲率为ρ,复合材料芯截面尺寸为a×b的SiC纤维增强钛基复合材料大块结构上切取横向拉伸样品;
(3)SiC纤维增强钛基复合材料大块结构经过第一次线切割,去掉上表面多余部分;
(4)前处理后的SiC纤维增强钛基复合材料大块结构经过第二次线切割,去掉下表面多余部分;
(5)前处理后的SiC纤维增强钛基复合材料大块结构进行第三次线切割,去掉长度方向多余的部分;
(6)前处理后的SiC纤维增强钛基复合材料大块结构进行第四次线切割,去掉宽度方向多余的部分,获得曲率为ρ,长度为l1,宽度为w1,高度为h的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸测试试样的长方体结构;
(7)前处理后的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸测试试样的长方体结构进行第五次、六次线切割,在复合材料芯的两侧通过对称切割凹槽形成包套,获得曲率为ρ,长度为l1,宽度为w1,高度为h,包套厚度为t,工作段长度l2,安装边弧角r1的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸测试试样结构;
(8)前处理后的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸测试试样结构进行第七次、八次线切割,在横向拉伸试样的两个夹持端分别开设夹持孔,获得曲率为ρ,长度为l1,宽度为w1,高度为h,包套厚度为t,工作段长度l2,安装边弧角r1,孔径为d的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸测试试样结构;
(9)前处理后的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸测试试样结构进行第九次、十次线切割,使横向拉伸试样的两个夹持端宽度达到要求,获得曲率为ρ,长度为l1,宽度为w1,高度为h,包套厚度为t,工作段长度l2,安装边弧角r1,孔径为d,夹持端宽度为w2的十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸测试试样;
(10)前处理后的十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向拉伸测试试样各表面进行打磨处理;
(11)前处理后的十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸测试试样复合材料裸露的表面进行抛光处理;
(12)前处理后的十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸测试试样进行腐蚀处理;
(13)十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸测试试样加工转接夹具,转接夹具一端与横向拉伸测试试样两端开孔直径和位置相匹配,转接夹具另一端与拉伸试验机上的卡头匹配;
(14)十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸测试试样与转接夹具加工固定销钉,固定销钉的直径,使其与横向拉伸测试试样和转接夹具上的开孔相匹配;
(15)将十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸测试试样通过转接夹具与固定销钉装卡在拉伸试验机上;
(16)安装高温加热炉,使十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸测试试样复合材料所在截面正对于高温加热炉预留引伸计缝隙;
(17)安装激光引伸计,激光引伸计的两束激光投射到十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸测试试样复合材料表面上;
(18)运行拉伸试验机,对十字形SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环高温横向拉伸测试试样进行均匀连续加载,加载速率为1mm/min,记录载荷值及相应的变形值。
9.根据权利要求8所述的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能测试方法,其特征在于,横向拉伸测试试样包括钛合金基体和复合材料芯,钛合金基体为工作段两端对称依次设置过渡段、夹持端的一体结构,工作段的两侧为对称的凹槽结构,复合材料芯位于两个对称的凹槽结构之间,每个夹持端上开设夹持孔一。
10.根据权利要求8所述的SiC纤维增强钛基复合材料整体叶环横向性能测试方法,其特征在于,横向拉伸测试试样转接夹具包括夹持槽、夹持孔二、连接头,具体结构如下:转接夹具的一端开设与横向拉伸试样夹持端对应并插装配合的夹持槽,夹持槽的上下相对贯穿开设夹持孔二,夹持孔二与横向拉伸试样夹持端的夹持孔一相对应,通过固定销钉穿过夹持孔二、夹持孔一,使转接夹具与横向拉伸试样夹持端连接固定;转接夹具的另一端设置连接头,连接头为带有外螺纹的柱状结构。
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CN117634052B (zh) * | 2024-01-25 | 2024-04-16 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 一种金属基复合材料叶环增强芯准确定位设计方法 |
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