[发明专利]转子叶片高温低周疲劳性能测试装置及方法

说明书

本发明涉及一种转子叶片高温低周疲劳性能测试装置及方法，属于精密仪器领域。拉伸加载模块通过X向移动平台上的螺栓与支撑平台连接，弯曲疲劳加载模块的伺服液压缸与支撑平台刚性连接，高温环境构建模块的滑台与上支撑架刚性连接，支撑定位模块的辅助支撑组件一和辅助支撑组件二与支撑平台刚性连接，辅助支撑组件一与拉伸加载模块的中间连接件一连接，辅助支撑组件二与弯曲疲劳加载模块的中间连接件二连接。优点是分别实现对叶片0～10kN的静态拉伸载荷加载以及0.001～5Hz的低频弯曲疲劳加载，高温环境构建模块可以实现对叶片的高温测试环境构建，准确的模拟出飞机叶片在实际服役过程中所受的高温拉‑弯复合载荷情况。

技术领域

本发明属于精密仪器科学领域，尤其涉及一种飞机转子叶片高温低周疲劳性能测试仪器及方法，

背景技术

飞机叶片低周疲劳是机组以启动、运行、停机作为一次循环次数对叶片产生的疲劳。作为航空发动机中最重要的组成部分，飞机叶片的工作环境十分恶劣，在工作中承受离心载荷，还持续受到气流激振力交变载荷及高温载荷。因此，一旦叶片发生疲劳破坏将导致非常严重的后果。飞机叶片的服役安全性评估及可靠性预测如今成为航空工业的关键问题，叶片的疲劳失效也严重威胁着国民安全与国家经济的发展。

针对飞机叶片的寿命及可靠性研究一直是国内外学者研究的热点，大量学者针对飞机叶片材料进行了拉伸测试、疲劳测试，众多高校、企业也研发了相应的材料测试设备，包括液压设备、电子式、电磁谐振式振动台等。然而受限于现有的仪器设备及测试方法，针对飞机叶片构件的测试研究较少，特别是对飞机叶片构件在实际工况下的高温拉弯复合测试研究仍处于起步阶段。

现有的试验仪器设备中少有能够完全模拟叶片构件的实际服役环境，从而较大程度的限制了人们对飞机叶片测试研究的准确性与真实性。

发明内容

本发明提供一种转子叶片高温低周疲劳性能测试装置及方法，以解决现有技术存在的基于飞机叶片加载载荷类型单一，无法完全模拟出飞机叶片实际服役条件的问题。

本发明采取的技术方案是：包括拉伸加载模块、弯曲疲劳加载模块、高温环境构建模块和支撑定位模块，其中拉伸加载模块通过X向移动平台上的螺栓与支撑平台连接，弯曲疲劳加载模块的伺服液压缸与支撑平台刚性连接，高温环境构建模块的滑台与上支撑架刚性连接，支撑定位模块的辅助支撑组件一和辅助支撑组件二与支撑平台刚性连接，辅助支撑组件一与拉伸加载模块的中间连接件一连接，辅助支撑组件二与弯曲疲劳加载模块的中间连接件二连接。

所述拉伸加载模块的结构是，包括X向移动平台、Y向移动平台、“L”型连接板、中间连接件一、力传感器一、叶片夹具，其中X向移动平台通过螺栓与支撑平台连接，Y向移动平台下端通过螺栓、滑块与X向移动平台滑动连接，“L”型连接板下端通过螺钉与Y向移动平台连接，中间连接件一通过螺栓与“L”型连接板刚性连接，力传感器一一端与中间连接件一固定连接，力传感器一另一端与叶片夹具刚性连接。

所述弯曲疲劳加载模块的结构是，包括伺服液压缸、中间连接件二、力传感器二、叶片夹具组件，其中伺服液压缸通过螺钉与支撑定位模块的支撑平台固定连接，服液压缸活塞杆输出端通过中间连接件二与力传感器二下端刚性连接，力传感器二上端与叶片夹具组件通过螺栓固定连接。

本发明所述叶片夹具组件的结构是：包括夹具固定板、叶片下夹具、叶片上夹具、导向柱、星型手柄，其中叶片下夹具通过支柱与夹具固定板上方固定连接，叶片上夹具的连杆与夹具固定板上部螺纹连接，导向柱下端与叶片上夹具固定连接且与夹具固定板上部滑动连接，星型手柄下端与叶片上夹具的连杆上端螺纹连接。

本发明所述高温环境构建模块的结构是，包括滑台、氧乙炔喷头，其中滑台上端通过螺钉与支撑定位模块的上支撑架固定连接，滑台下端与氧乙炔喷头上端刚性连接。