[发明专利]一种用于叶片热机械疲劳-蠕变的试验装置

说明书

一种用于叶片热机械疲劳‑蠕变的试验装置，属于机械试验技术领域。本发明解决了现有试验手段无法保证热冲击试验及其相关实验的准确性的问题。技术要点：叶根夹具具有气流入口、水平气流通道、竖直气流通道及气流出口，气流由气流入口进入，依次流经水平气流通道、竖直气流通道，由气流出口流出，最终进入叶片内部流道，电磁感应线圈缠绕于叶片上。叶片热机械疲劳‑蠕变的试验装置通过液压系统来模拟旋转离心力，通过电磁感应线圈来模拟高温环境，通过叶根夹具、空气压缩机及空气储存单元来模拟叶片内部气流。通过在叶片夹具位置设置气流通道，来为叶片内部通道供气，从而达到模拟真实运行环境的目的，使试验更加准确。

技术领域

本发明涉及一种用于叶片热机械性能的试验装置，具体涉及一种用于叶片热机械疲劳-蠕变的试验装置，属于机械试验技术领域。

背景技术

航空发动机、燃气轮机的涡轮叶片工作环境极为恶劣，在高温环境中运行，并且受到旋转离心力、热冲击、气动等复合载荷的影响，极易在涡轮叶片上产生疲劳裂纹，直至叶片断裂，造成重大的人员伤亡与财产损失。目前相关内容的试验还不成熟，并且很难保证热冲击试验及其相关实验的准确性。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，本发明为了解决现有试验手段无法保证热冲击试验及其相关实验的准确性的问题，进而设计了一种用于叶片热机械疲劳-蠕变的试验装置。

本发明所采取的方案为：一种用于叶片热机械疲劳-蠕变的试验装置，包括试验台架、测量单元、叶身夹具、叶片、叶根夹具、液压系统、空气压缩机和空气储存单元；所述试验台架的顶部由上至下依次连接有测量单元和叶身夹具，通过螺栓连接；叶身夹具与叶片连接，叶片通过叶根与叶根夹具上开设的榫槽的相互配合实现与叶根夹具的相连，叶根夹具与液压系统通过相连；空气压缩机与空气储存单元连接，空气储存单元与叶根夹具的气流入口相连；叶根夹具具有气流入口、水平气流通道、竖直气流通道及气流出口，气流由气流入口进入，依次流经水平气流通道、竖直气流通道，由气流出口流出，最终进入叶片内部流道，电磁感应线圈缠绕于叶片上。

其中，叶片热机械疲劳-蠕变的试验装置可以通过液压系统来模拟旋转离心力，通过电磁感应线圈来模拟高温环境，通过叶根夹具、空气压缩机及空气储存单元来模拟叶片内部气流。通过在叶片夹具位置设置气流通道，来为叶片内部通道供气，从而达到模拟真实运行环境的目的，使试验更加准确。

进一步地：所述叶根夹具上共设置两个气流入口，分布于榫槽两侧，位于叶根夹具前后方向的中间位置，上下方向的三分之一高度处。

进一步地：所述叶根夹具上设置两个气流出口，分布于榫槽底部的两端，气流出口的圆心延榫槽的方向，距榫槽边缘的距离为榫槽总长度的1/9。

进一步地：每个气流入口依次通过水平气流通道、竖直气流通道与临近的气流出口连接，在叶根夹具内形成两道完整的气流通道。

进一步地：所述叶根夹具的榫槽的具体截面形式为纵树型叶根、燕尾型叶根、或T型叶根。

进一步地：所述叶根夹具的底部具有螺栓孔，用于螺纹连接液压系统。

进一步地：所述空气储存单元通过输气管道与叶根夹具的气流入口相连，并在输气管道上依次设置流量控制阀与压力测量装置。如此设置，叶片所需的空气量通过调整流量控制阀进行控制，利用压力测量装置进行进气压力的监控。

进一步地：所述叶身夹具分为两半，通过螺栓紧固扣合在叶片上。

进一步地：所述空气压缩机通过空气压缩机管道与空气储存单元连接，并在空气压缩机管道上设置流量控制开关。