[发明专利]高温环境下活塞裙部侧压疲劳试验装置

说明书

本发明提供了一种高温环境下活塞裙部侧压疲劳试验装置，包括作动头，作动头联接试验设备，另一端与裙部压块限位连接，裙部压块下方固定安装裙部支撑块，裙部支撑块底部安装法兰底座，法兰底座安装在试验机下置式力传感器上方，装有空心活塞销的活塞样件安装在裙部支撑块的半圆支撑结构内部，并且活塞样件的头部朝向加温装置，加温装置采用感应加热的方式对活塞样件的头部进行非接触式加热，空心活塞销设有用于安装所述止动螺柱的内孔。本发明所述的高温环境下活塞裙部侧压疲劳试验装置，具有适应多规格活塞试验能力，通用性强；高频加载效率高；头部环境温度与试验工况可控、可调等优点。

技术领域

本发明属于发动机疲劳试验技术领域，尤其是涉及一种高温环境下活塞裙部侧压疲劳试验装置。

背景技术

发动机活塞部件机械疲劳试验是发动机研发过程当中必不可少的研究手段，是评估活塞结构强度与可靠性的有效方法。活塞部件机械疲劳试验装置通常采用电液伺服系统在活塞顶部，模拟缸内爆发压力的周期变化对活塞部件轴线方向的机械载荷作用，从而考察活塞部件的承载能力。其优点是载荷模拟相对真实，活塞受力基本合理，关键部位失效机理与整机状态下的情况基本一致。缺点是该试验装置适用常温环境的试验，活塞的热应力作用缺失；试验载荷单一，不能全面考核其结构可靠性，特别是活塞裙部结构的刚度及强度。活塞在发动机工作当中不但承受活塞轴线方向的爆发压力作用，还要承受气缸套侧壁对其裙部产生的侧向压力，使活塞产生椭圆形式变形，改变了活塞局部结构应力方向，影响其结构强度。另外，活塞所处的高温环境会造成活塞材料机械性能下降，变形加剧，结构强度降低等。作为常规活塞部件疲劳试验的补充，高温环境下活塞裙部侧压疲劳试验可以很好地解决其不足的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种高温环境下活塞裙部侧压疲劳试验装置，以提供一种具有适应多规格活塞试验能力，通用性强，高频加载效率高，头部环境温度与试验工况可控、可调的高温环境下活塞裙部侧压疲劳试验装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种高温环境下活塞裙部侧压疲劳试验装置，包括作动头、裙部压块、裙部支撑块和加温装置，作动头联接试验设备，另一端与裙部压块限位连接，裙部压块下方固定安装裙部支撑块，裙部支撑块的整体结构为牛角形式，中间为半圆支撑结构，两侧为对称凸起结构，裙部支撑块两侧凸起位置设有用于安装止动螺柱的通孔，裙部支撑块底部安装法兰底座，法兰底座安装在试验机下置式力传感器上方，装有空心活塞销的活塞样件安装在裙部支撑块的半圆支撑结构内部，并且活塞样件的头部朝向加温装置，加温装置采用感应加热的方式对活塞样件的头部进行非接触式加热，空心活塞销设有用于安装所述止动螺柱的内孔。

进一步的，作动头一端为法兰结构用于联接试验设备，另一端为三角结构，用于与裙部压块平面接触，作动头底部的下方中间设有用于安装定位销钉的定位销孔，四周设有若干用于安装组合螺栓的螺孔，且螺孔对称设置。

进一步的，裙部压块为开设半圆孔的长方体结构，相对半圆孔在裙部压块的另一侧设计有用于安装定位销钉的销孔和用于安装组合螺栓螺栓孔。

进一步的，法兰底座与裙部支撑块采用销孔定位螺栓联接。

进一步的，法兰底座与下置式力传感器采用止口定位螺栓联接。

进一步的，空心活塞销的内孔与止动螺柱进行间隙配合。

进一步的，加温装置为排式电阻炉，排式电阻炉通过热辐射的方式对活塞样件的头部进行非接触式加热。

相对于现有技术，本发明所述的高温环境下活塞裙部侧压疲劳试验装置具有以下优势：

(1)本发明所述的高温环境下活塞裙部侧压疲劳试验装置，在活塞头部区域营造出缸内的高温环境，热量由活塞头部逐渐传导到各个部位，形成温度梯度。与此同时活塞裙部在侧向力的周期作用下达到高温环境下机械疲劳试验考核的目的。