[发明专利]飞轮壳疲劳试验装置及试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种飞轮壳疲劳试验装置及试验方法。

背景技术

飞轮壳安装于发动机缸体与变速箱之间，外接曲轴箱、起动机、油底壳等，内置飞轮总成，起到连接机体、防护和载体的作用。

基于此，飞轮壳是具有复杂结构的壳体，其受力情况及破坏情况均较为复杂。通过统计分析，飞轮壳大约共有八种失效模式，包括：裂纹、破裂、损伤(机械损伤)、尺寸超差、缩松、外观质量、尺寸加工不合格、错装。

其中，飞轮壳失效模式中大约有94％的失效和疲劳有关，因此，对飞轮壳进行疲劳试验，对飞轮壳质量的提高有关键作用。现阶段发动机领域内对发动机疲劳试验的研究尚处于起步阶段。

目前，一般采用液压式飞轮壳疲劳试验机对飞轮壳进行疲劳试验。该方式主要是通过液压加载气缸体实现对飞轮壳进行循环加载，从而使飞轮壳产生疲劳破坏。

然而，上述疲劳试验方式存在下述技术问题：

第一、疲劳破坏而产生的裂纹，需要人为监测，主观性较强，判断标准不统一，导致试验精度较低，可参照性偏低；而且人为观测时，存在安全隐患；

第二、采用液压式飞轮壳疲劳试机进行疲劳试验时，由于液压频率较低，试验周期很长，而且必须使用气缸体，占地空间较大。

有鉴于此，如何提供一种飞轮壳疲劳试验装置，以提高试验精度和试验安全系数，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种飞轮壳疲劳试验装置及试验方法。该试验装置和试验方法可以提高飞轮壳疲劳试验的精度和安全系数。

本发明提供的飞轮壳疲劳试验装置，包括：

底座，飞轮壳安装于所述底座上；

主动摆臂、从动摆臂，所述飞轮壳夹持于所述主动摆臂和所述从动摆臂之间；

应力检测元件，安装于所述飞轮壳，检测所述飞轮壳的应力；

激振装置，安装于所述主动摆臂上；

加速度检测元件，检测激振的加速度。

该试验装置试验时，先对飞轮壳进行静态标定，通过加载装置和应力检测元件可以得到静态载荷和应力的对应曲线。激振装置加载时，加速度检测元件检测激振加速度，加速度产生异常时，飞轮壳产生裂纹，可以记录当前应力，并根据当前应力以及载荷、应力对应曲线，获得与当前应力对应的载荷，进而获得使飞轮壳产生裂纹的载荷，达到试验目的。可见，本发明通过加速度的异常，监测飞轮壳是否产生裂纹，该监测方式具有客观标准，相较于背景技术中依靠人工观测，显然试验精度较高，试验结果更接近真实状态；与此同时，由于不需要人工观测，试验安全系数也得以提高。另外，由于采用了激振装置进行循环加载，激振力在共振作用下得以放大而产生较大载荷，相较于背景技术中低频液压加载方式，试验周期得以缩短，且该试验装置结构简单，占地空间较小。

优选地，所述飞轮壳具有内侧螺纹部，所述应力检测元件安装于所述飞轮壳的内侧螺纹部的边缘部位。

内侧螺纹部的边缘部位为飞轮壳的薄弱部位，也是最易产生的裂纹的部位，检测该部位的应力，能够更为准确地得出飞轮壳疲劳损伤时的载荷。

优选地，所述激振装置包括安装于所述主动摆臂上的电机和由所述电机驱动旋转的偏心轮。

电机和偏心轮的配合使用，电机转速改变时可以改变激振力大小，调节偏心轮偏心量可改变整个系统的自振频率，具有易于安装、操作方便，且成本较低的优势。

优选地，还包括加载装置，用于对飞轮壳逐步静态加载。

设置加载装置后，该试验装置试验时，无需临时采用其他能够实施静态加载的装置，提高试验效率。

优选地，所述加载装置包括固定销、加载螺杆、设置于所述加载螺杆上的压力传感器，以及活动挡板；

所述主动摆臂和/或所述从动摆臂上设有与所述固定销配合的销孔；

加载时，所述加载螺杆的一端通过所述固定销与所述主动摆臂或所述从动摆臂上的所述销孔固定，所述加载螺杆的另一端贯穿所述活动挡板，且所述活动挡板相应地置于所述从动摆臂或所述主动摆臂的外沿。

加载螺杆作为静标加载装置，易于对飞轮壳实施静态加载，且结构简单，成本较低。

优选地，所述加速度检测元件设置于所述主动摆臂和/或所述从动摆臂上。

飞轮壳夹持于两摆臂之间，为了不受安装限制，可以将加速度检测元件设置于主动摆臂和/或从动摆臂上。

优选地，还包括置于所述底座上的两夹板，两所述夹板的外侧分别固定所述主动摆臂和所述从动摆臂；所述飞轮壳夹持于两所述夹板的内侧。