[发明专利]一种带有冷却通道的透平叶根疲劳试验模拟件及试验方法

说明书

本发明涉及一种带有冷却通道的透平叶根疲劳试验模拟件及试验方法，属于透平叶根实验技术领域，连接件两端对称设置有透平叶根构成试验件主体，试验件主体内部竖直中心线位置设置有冷却通道，试验件主体的前后两侧面上设置有模拟冷却通道，连接件、透平叶根、冷却通道和模拟冷却通道为一体铸造而成，冷却通道的横向截面为矩形，冷却通道的纵向截面包括端口矩形段、梯形段和中间矩形段，端口矩形段、梯形段和中间矩形段建立连接。本发明的疲劳试验模拟件解决了冷却通道对叶根疲劳寿命的影响，在降低试验成本的同时保证了疲劳试验的准确性，本发明通过疲劳拉力机的拉力代替透平叶根的离心力，如此方便及准确的完成疲劳试验。

技术领域

本发明涉及一种带有冷却通道的透平叶根疲劳试验模拟件及试验方法，属于透平叶根试验技术领域。

背景技术

航空发动机、燃气轮机透平动叶片工作在高温、高压、高转速的环境中，极易在叶片的叶根位置产生疲劳裂纹，直至发生断裂，对于带冷却通道的燃机动叶片来说尤是如此。

目前针对燃机透平动叶叶根的疲劳试验主要以平板模拟件的疲劳试验与整只叶片的疲劳试验为主，其中平板疲劳试验不能考虑到冷却通道结构对叶根疲劳寿命的影响，而通过整只叶片的方式去做叶根的疲劳试验成本又太高。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种带有冷却通道的透平叶根疲劳试验模拟件及试验方法。

一种带有冷却通道的透平叶根疲劳试验模拟件，包括：透平叶根和连接件，

所述连接件两端对称设置有透平叶根构成试验件主体，试验件主体内部竖直中心线位置设置有冷却通道，试验件主体的前后两侧面上设置有模拟冷却通道；

所述连接件、透平叶根、冷却通道和模拟冷却通道为一体铸造而成。

进一步，所述冷却通道的横向截面为矩形，冷却通道的纵向截面包括端口矩形段、梯形段和中间矩形段，端口矩形段、梯形段和中间矩形段建立连接。

一种利用带有冷却通道的透平叶根模拟件的疲劳试验方法，具体步骤如下，

步骤一，用有限元软件、流体计算软件计算原始叶根与试验模拟件的应力场及温度场，来确定疲劳试验所需的疲劳拉伸机最大拉力值、温度箱的温度值、空气系统的冷气量值和冷气温度，并根据计算结果选用适当的疲劳拉伸机；

步骤二，通过疲劳拉伸机的夹具将模拟件的透平叶根进行夹紧固定，同时安装温度箱及空气系统，空气系统向冷却通道内注入气流；

步骤三，安装电子散斑干涉设备，用于测量试验模拟件透平叶根的榫齿、冷却通道的应力集中位置的位移、应变数据用于实时监测；

步骤四，调整试验设备，调整疲劳拉伸机拉力、温度箱温度及空气系统冷却空气流量，使之与透平叶根的应力场、温度场相同，调节疲劳拉伸机的拉伸频率，以断裂为试验终止标准，得出疲劳数据。

进一步，所述疲劳拉伸机的夹具上设置有与模拟件大小形状相同的安装槽，夹具上设置有气体介质入孔和气体介质出孔，气体介质入孔和气体介质出孔均与安装槽相连通。

本发明有益效果为：

本发明的疲劳试验模拟件解决了冷却通道对叶根疲劳寿命的影响，在降低试验成本的同时保证了疲劳试验的准确性。

本发明通过疲劳拉力机的拉力代替透平叶根的离心力，如此方便及准确的完成疲劳试验。

附图说明

图1为本发明模拟件的结构示意图；

图2为本发明模拟件的左视图；

图3为本发明模拟件的主视图；

图4为现有技术叶根安装位置示意图；