[发明专利]用于叶片载荷施加的试验装置

说明书

本发明涉及叶片试验装置技术领域，尤其涉及一种用于叶片载荷施加的试验装置。该装置包括第一拉伸单元、第二拉伸单元、第一夹持单元以及第二夹持单元；所述第一拉伸单元通过所述第一夹持单元与待试验叶片的径向的一端连接，所述第二拉伸单元通过所述第二夹持单元与待试验叶片的径向的另一端连接；在垂直于所述待试验叶片的径向的方向上，所述第一拉伸单元与所述第一夹持单元的相对位置可调。本发明通过在垂直于叶片的径向的方向上调整第一拉伸单元相对第一夹持单元的位置，可使第一拉伸单元通过施加偏心载荷来对叶片待考核部位施加力矩，以模拟叶片实际的应力分布，使叶片疲劳试验的结果更加真实、准确，从而更好地评估叶片疲劳寿命，提高安全性。

技术领域

本发明涉及叶片试验装置技术领域，尤其涉及一种用于叶片载荷施加的试验装置。

背景技术

航空发动机涡轮叶片几何特征复杂，主要结构包括叶身、叶根和榫头，叶身又包括叶盆和叶背。航空发动机涡轮叶片作为航空发动机的核心部分，直接影响着航空发动机的安全性和可靠性。其断裂失效主要由低循环疲劳或蠕变断裂造成，故开展涡轮叶片疲劳寿命试验对涡轮叶片寿命的评定具有重大意义。航空发动机涡轮叶片的工作环境极为恶劣，需要时刻承受离心载荷、气动载荷、热载荷和振动载荷等时变载荷，使得叶片应力分布极不均匀，因此模拟涡轮叶片考核部位的应力分布面临很大的困难。

而现有的叶片疲劳寿命试验夹具主要是通过螺栓将叶片固定，不仅极易损伤叶片，而且难以模拟叶片实际的应力分布，给叶片寿命评估带来了极大误差。因此如何合理的模拟涡轮叶片考核部位的实际应力分布是叶片疲劳寿命试验的关键问题。

发明内容

本发明要解决的是现有技术中无法模拟叶片实际载荷分布的技术问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种用于叶片载荷施加的试验装置。该装置包括第一拉伸单元、第二拉伸单元、第一夹持单元以及第二夹持单元；所述第一拉伸单元通过所述第一夹持单元与待试验叶片的径向的一端连接，所述第二拉伸单元通过所述第二夹持单元与待试验叶片的径向的另一端连接；在垂直于所述待试验叶片的径向的方向上，所述第一拉伸单元与所述第一夹持单元的相对位置可调。

其中，所述第一夹持单元包括相对设置的第一夹板和第二夹板，所述第一夹板朝向所述第二夹板的一侧上设有第一楔形块，所述第二夹板朝向所述第一夹板的一侧上设有第二楔形块，所述第一楔形块朝向所述第二楔形块的一侧设有与所述待试验叶片的叶盆的形状相适应的曲面、用于在所述第一夹板和所述第二夹板相向移动指定距离后抵紧所述叶盆，所述第二楔形块朝向所述第一楔形块的一侧设有与所述待试验叶片的叶背的形状相适应的曲面、用于所述第一夹板和所述第二夹板相向移动指定距离后抵紧所述叶背。

其中，所述第一夹板和/或所述第二夹板上设有冷却通道。

其中，所述第一拉伸单元包括第一转接头和第一夹头，所述第一夹头的一端设有用于与试验机连接的第一连接孔、另一端设有第一凹槽，所述第一转接头上设有分别向相反方向延伸的第一插板和第二插板，所述第一插板插设在所述第一凹槽内、并通过销轴与所述第一夹头转动连接，所述第二插板插设在所述第一夹板和所述第二夹板之间、并通过销轴与所述第一夹板和所述第二夹板转动连接。

其中，所述第一插板的两侧与所述第一凹槽的两侧壁之间均具有用于插设多个垫片的间隙。

其中，所述第二插板的两侧与所述第一夹板和所述第二夹板之间均具有用于插设多个垫片的间隙。

其中，所述第一插板与所述第二插板互相垂直。

其中，所述第一连接孔的轴向与所述第一凹槽的长度方向互相垂直。

其中，所述第二夹持单元上设有安装槽和向外延伸的第三插板，所述安装槽与所述叶片的榫头卡接，所述第二拉伸单元的一端设有用于与试验机连接的第二连接孔、另一端设有第二凹槽，所述第三插板插设在所述第二凹槽内、并通过销轴与所述第二拉伸单元转动连接。