CN205940994U - 一种高温均布载荷加载试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及航空发动机气动载荷试验设备设计，特别涉及一种高温均布载荷加载试验装置。试验装置包括：承力框架，试件设置在承力框架的底部；风冷装置，设置在试件与承力框架的底部之间，用于对试件进行风冷；限位盒，内部设置有多个圆珠，顶部设置有开口，底部与试件固定连接；加热加载模块，其在限位盒顶面的投影形状与限位盒顶部开口的形状相似，加热加载模块位于开口内，其周向边缘与开口之间具有预定间隙，所述预定间隙的宽度小于圆珠的直径；液压缸，顶端铰接在承力框架的顶部，底端通过测力计固定连接至加热加载模块顶部。本实用新型的试验装置，利用圆珠具有的流动性、承压性和耐热能力，实现模拟高温环境下均布载荷加载。
Description
技术领域
本实用新型涉及航空发动机气动载荷试验设备设计，特别涉及一种高温均布载荷加载试验装置。
背景技术
喷管排气装置作为涡轮发动机的一个重要部件，在航空发动机诞生之初就存在，并且一直随发动机的进步不断改进演化。用于控制调节尾喷管截面的喷管调节机构在高温气体环境中使用，同时在发动机启动、运行、加力、喷管偏转状态下将产生很大的气体冲击力。因此，对调节机构进行高温高压气动考核变得尤为重要。
但是，喷管调节机构承受气动力的底板投影形状一般是不规则的，受载表面也存在凹凸部分，且在环境温度1000℃条件下使用，目前还没有相应的试验设备能够模拟高温高压气动力对调节机构进行考核。
发明内容
本实用新型的目的是提供了一种适用于发动机喷管调节机构的高温均布载荷加载试验装置。
本实用新型的技术方案是：
一种高温均布载荷加载试验装置，包括：
承力框架，试件设置在所述承力框架的底部；
风冷装置，设置在所述试件与所述承力框架的底部之间，用于对所述试件进行风冷；
限位盒，内部设置有多个圆珠，顶部设置有开口，底部与所述试件顶部固定连接；；
加热加载模块，其在所述限位盒顶面的投影形状与所述限位盒顶部开口的形状相似，所述加热加载模块位于所述限位盒的顶部开口内，其周向边缘与所述开口之间具有预定间隙，所述预定间隙的宽度小于所述圆珠的直径，所述加热加载模块用于将载荷通过所述限位盒传递至所述试件，同时用于加热并将热量通过所述限位盒传递至所述试件；
液压缸，位于所述试件的垂直上方，顶端铰接在所述承力框架的顶部；
测力计，顶端与所述液压缸的底端固定连接，所述测力计的底端固定连接至所述加热加载模块顶部。
优选的，所述的高温均布载荷加载试验装置还包括：
炉体，用于将所述在所述试件、风冷装置、限位盒以及加热加载模块罩设在其内部，减少温度损失，且所述测力计的底端穿过所述炉体后固定连接至所述加热加载模块顶部。
优选的，所述的高温均布载荷加载试验装置还包括：
垂直支撑机构，沿水平方向固定设置在所述承力框架上，所述测力计贯穿所述垂直支撑机构，所述垂直支撑机构用于对所述测力计在水平方向的位移进行限制。
优选的，所述加热加载模块的内部均匀开设有多个长条孔，每个所述长条孔内设置有至少一根电加热管。
优选的，所述圆珠为氮化硅承载珠，所述圆珠的直径范围在 之间。
优选的，所述预定间隙的宽度为1mm。
本实用新型的优点在于：
本实用新型的高温均布载荷加载试验装置，利用圆珠具有的流动 性、承压性和耐热能力，安装后可以很好的贴合试件底部不规则表面，实现模拟高温环境下均布载荷加载；另外，通过控制上方的加热模块温度和下方冷风进气量实现分别控制试件上下表面温度，模拟在使用中的温度分布情况，最终达成试验目的。
附图说明
图1是本实用新型高温均布载荷加载试验装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
下面结合附图1对本实用新型高温均布载荷加载试验装置做进 一步详细说明。
本实用新型提供了一种高温均布载荷加载试验装置，其特征在于，包括承力框架1、液压缸2、测力计3、垂直支撑机构4、炉体5、加热加载模块6、边界缝隙7、限位环8、承载珠9、试件10以及风冷装置11。
承力框架1可以为多种适合的形状，本实施例中，采用如图1所示的矩形框体结构；试件10固定设置在承力框架1的底部的上表面。
进一步，在试件10与承力框架1的底部之间还设置有风冷装置11，用于对试件10进行风冷。具体地，可以在承力框架1的底部的上表面设置一个支撑结构(未示出)，风冷装置11设置在支撑结构内部，而试件10设置在支撑结构上表面。
限位盒8可以为多种适合的盒体结构，本实施例为长方体形；限位盒8位于试件10的垂直上方，限位盒8的底部与试件10固定连接，内部设置有多个圆珠9，顶部设置有开口。其中，圆珠9的材料以及大小可以根据需要进行适合的选择，本实施例优选为氮化硅承载珠，氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，在高温下具有良好的流动性、耐磨耐压性、高温抗氧化性；而圆珠9的直径范围在之间。进一步，可将不同直径的圆珠9按照一定比例进行搭配，以保证圆珠9具有更好的耐压能力和流动性。
加热加载模块6在限位盒8顶面的投影形状与限位盒8顶部开口的形状相似，加热加载模块6位于开口内，加热加载模块6的周向边缘与开口之间具有预定间隙7。预定间隙7的宽度小于圆珠9的直径，本实施例中优选为1mm。
加热加载模块6主要用于将载荷通过限位盒8传递至试件10，同时用于加热并将热量通过限位盒8传递至试件10。加热加载模块6 可以为多种适合的结构，本实施例中，加热加载模块6的内部均匀开设有多个长条孔，每个长条孔内设置有至少一根电加热管，通过给电加热管通电进行加热。
液压缸2位于试件10的垂直上方，顶端铰接在承力框架1的顶部；测力计3顶端与液压缸2的底端固定连接，测力计3的底端固定连接至加热加载模块6顶部。能够通过液压缸2和测力计3组成的闭环控制系统对试件10进行加载，由载荷大小和投影面积可折算为气动载荷，实现模拟气动加载。
进一步，本实用新型的高温均布载荷加载试验装置还包括炉体5和垂直支撑机构4。
炉体5用于将试件10、风冷装置11、限位盒8以及加热加载模块6罩设在其内部，减少温度损失，且测力计3的底端穿过炉体5后固定连接至加热加载模块6顶部。
垂直支撑机构4沿水平方向固定设置在承力框架1上，测力计3贯穿垂直支撑机构4，垂直支撑机构4用于对测力计3在水平方向的位移进行限制。具体地，垂直支撑机构4可以为一根横梁。
进一步，试验时，还可以在试件10上下表面分别安装测温探头，通过控制上方加热加载温度和下方冷风进气量实现分别控制试件10上下表面温度。
本实用新型的高温均布载荷加载试验装置，利用圆珠具有的流动性、承压性和耐热能力，安装后可以很好的贴合试件底部不规则表面，在高温环境加载过程中能够随试件变化进行自调节，始终保持试件底板各处承受的模拟气动载荷相同，实现模拟高温环境下均布载荷加载；另外，通过控制上方的加热模块温度和下方冷风进气量实现分别控制试件上下表面温度，模拟在使用中的温度分布情况，最终达成试 验目的。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种高温均布载荷加载试验装置，其特征在于，包括：
承力框架(1)，试件(10)设置在所述承力框架(1)的底部；
风冷装置(11)，设置在所述试件(10)与所述承力框架(1)的底部之间，用于对所述试件(10)进行风冷；
限位盒(8)，内部设置有多个圆珠(9)，顶部设置有开口，底部与所述试件(10)顶部固定连接；
加热加载模块(6)，其在所述限位盒(8)顶面的投影形状与所述限位盒(8)顶部开口的形状相似，所述加热加载模块(6)位于所述开口内，所述加热加载模块(6)的周向边缘与所述开口之间具有预定间隙(7)，所述预定间隙(7)的宽度小于所述圆珠(9)的直径，所述加热加载模块(6)用于将载荷通过所述限位盒(8)传递至所述试件(10)，同时用于加热并将热量通过所述限位盒(8)传递至所述试件(10)；
液压缸(2)，位于所述试件(10)的垂直上方，顶端铰接在所述承力框架(1)的顶部；
测力计(3)，顶端与所述液压缸(2)的底端固定连接，所述测力计(3)的底端固定连接至所述加热加载模块(6)顶部。
2.根据权利要求1所述的高温均布载荷加载试验装置，其特征在于，还包括：
炉体(5)，用于将所述试件(10)、风冷装置(11)、限位盒(8)以及加热加载模块(6)罩设在其内部，减少温度损失，且所述测力计(3)的底端穿过所述炉体(5)后固定连接至所述加热加载模块(6)顶部。
3.根据权利要求1或2所述的高温均布载荷加载试验装置，其特征在于，还包括：
垂直支撑机构(4)，沿水平方向固定设置在所述承力框架(1)上，所述测力计(3)贯穿所述垂直支撑机构(4)，所述垂直支撑机构(4)用于对所述测力计(3)在水平方向的位移进行限制。
4.根据权利要求3所述的高温均布载荷加载试验装置，其特征在于，所述加热加载模块(6)的内部均匀开设有多个长条孔，每个所述长条孔内设置有至少一根电加热管。
5.根据权利要求4所述的高温均布载荷加载试验装置，其特征在于，所述圆珠(9)为氮化硅承载珠，所述圆珠(9)的直径范围在 之间。
6.根据权利要求5所述的高温均布载荷加载试验装置，其特征在于，所述预定间隙(7)的宽度为1mm。
Priority Applications (1)
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| CN201620876176.8U CN205940994U (zh) | 2016-08-12 | 2016-08-12 | 一种高温均布载荷加载试验装置 |
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| CN201620876176.8U CN205940994U (zh) | 2016-08-12 | 2016-08-12 | 一种高温均布载荷加载试验装置 |
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| CN (1) | CN205940994U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109613052A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-04-12 | 南京航空航天大学 | 一种结构试验的热加载装置 |
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2016
- 2016-08-12 CN CN201620876176.8U patent/CN205940994U/zh active Active
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| CN109613052A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-04-12 | 南京航空航天大学 | 一种结构试验的热加载装置 |
| CN109613052B (zh) * | 2018-11-12 | 2022-02-08 | 南京航空航天大学 | 一种结构试验的热加载装置 |
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