The invention relates to an adjustable blade assessment section high temperature fatigue test fixture and method of stress distribution, the upper and lower clamping head in a fatigue test machine, and the blade fixture approximate the blades are fixed on the testing machine by fork, wheel. The test fixture consists of four joints. By adjusting the bolts on each side of the joint, the angle between the blade and the main shaft of the test machine can be adjusted continuously, and then the eccentric tension of the blade can be realized. Combined with the adjustment of the tensile load of the fatigue testing machine, the stress field of the cross section of the turbine blade can be simulated. In addition, a pressing spring is sheathed in the adjusting bolt, and the fastening length of the bolt can be kept constant by the restoring force of the spring after disassembly so as to avoid repeated adjustment.
【技术实现步骤摘要】
一种可连续调节叶片考核截面应力分布的高温疲劳试验夹具及方法
本专利技术属于航空航天发动机
,特别是涉及一种可连续调节叶片考核截面应力分布的高温疲劳试验夹具及方法。
技术介绍
航空发动机涡轮叶片是发动机非常重要的零部件之一,高温疲劳故障是其主要失效模式,因此需要针对该类型叶片进行高温疲劳试验来确定其安全使用寿命。然而,涡轮叶片疲劳寿命试验面临的一个关键问题是对叶片服役过程中所承受的机械载荷进行模拟。在实验室条件下,通常采用拉伸疲劳试验机对涡轮叶片进行加载。疲劳试验机提供的拉伸载荷为集中力,在垂直于载荷的平面上只能产生均匀应力场,因此需要调节叶片与加载主轴的夹角,实现涡轮叶片的偏心拉伸,将单轴的拉伸载荷分解出使涡轮叶片产生弯曲、扭转变形的分量,进而调整叶片考核截面的应力分布。沈阳发动机设计研究所研制的A714D气冷涡轮叶片热/机械复合疲劳试验器采用尼龙带传递机械载荷,并实现叶片应力场的模拟。由于尼龙耐高温、抗拉强度等性能均差于钢,而TMF试验装置的环境温度较高、承受的机械载荷较大,长期试验会引起尼龙的磨损、老化、伸长等问题,导致该试验器的载荷控制精度较低。北航研制的一种空心气冷涡轮叶片热机械疲劳试验系统,采用垫片调节涡轮叶片与疲劳试验机主轴的夹角,实现涡轮叶片的工作应力场模拟。但每次调节时均需拆卸夹具,且调节量不连续,为垫片厚度的整数倍。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是:克服现有技术的不足,提供一种可连续调节叶片考核截面应力分布的高温疲劳试验夹具及方法,它能连续改变叶片与拉伸疲劳试验机主轴的夹角,实现了用单轴拉伸疲劳试验机对涡轮叶片考核界面应力分布 ...
【技术保护点】
一种可连续调节叶片考核截面应力分布的高温疲劳试验夹具,其特征在于包括:下夹头、下叉子、轮盘近似件、前挡板、后挡板、叶片、叶片组合夹具、上叉子、上夹头、2个长销钉、2个短销钉、16个调节螺栓、16个弹簧、6个长螺栓;其中,上夹头和下夹头分别固定于拉伸疲劳试验机的上、下夹具上;上叉子、下叉子通过一个短销钉和一个长销钉与上夹头、下夹头连接;下叉子通过另一个短销钉与轮盘近似件连接;上叉子通过另一个长销钉与叶片组合夹具连接;叶片组合夹具为分半式台阶矩形板料结构,叶片组合夹具内孔与叶片的两个型面紧密吻合,4个长螺栓将叶片组合夹具与叶片夹紧;叶片组合夹具的沉头孔与叶片的叶冠相配合,用于辅助传递机械载荷;叶片的榫头与轮盘近似件的榫槽相配合,用于模拟叶片在轮盘上的安装条件;轮盘近似件在榫槽底部留有间隙,冷却气流通过前挡板伸出的圆管流入榫槽底部,再从叶片底部进入叶片内腔,进行内部冷却;前挡板和后挡板通过另2个长螺栓固定在轮盘近似件的两侧,防止叶片承受机械载荷时滑出榫槽以及冷却气流的泄露;由一个长销钉所连接的下夹头与下叉子,另一个短销钉所连接的下叉子与轮盘近似件,另一个长销钉所连接的叶片组合夹具与上叉子,一 ...
【技术特征摘要】
1.一种可连续调节叶片考核截面应力分布的高温疲劳试验夹具,其特征在于包括:下夹头、下叉子、轮盘近似件、前挡板、后挡板、叶片、叶片组合夹具、上叉子、上夹头、2个长销钉、2个短销钉、16个调节螺栓、16个弹簧、6个长螺栓;其中,上夹头和下夹头分别固定于拉伸疲劳试验机的上、下夹具上;上叉子、下叉子通过一个短销钉和一个长销钉与上夹头、下夹头连接;下叉子通过另一个短销钉与轮盘近似件连接;上叉子通过另一个长销钉与叶片组合夹具连接;叶片组合夹具为分半式台阶矩形板料结构,叶片组合夹具内孔与叶片的两个型面紧密吻合,4个长螺栓将叶片组合夹具与叶片夹紧;叶片组合夹具的沉头孔与叶片的叶冠相配合,用于辅助传递机械载荷;叶片的榫头与轮盘近似件的榫槽相配合,用于模拟叶片在轮盘上的安装条件;轮盘近似件在榫槽底部留有间隙,冷却气流通过前挡板伸出的圆管流入榫槽底部,再从叶片底部进入叶片内腔,进行内部冷却;前挡板和后挡板通过另2个长螺栓固定在轮盘近似件的两侧,防止叶片承受机械载荷时滑出榫槽以及冷却气流的泄露;由一个长销钉所连接的下夹头与下叉子,另一个短销钉所连接的下叉子与轮盘近似件,另一个长销钉所连接的叶片组合夹具与上叉子,一个短销钉所连接...
【专利技术属性】
技术研发人员:胡殿印,王荣桥,刘辉,刘茜,蒋康河,
申请(专利权)人:北京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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