空泡作用下海水环境疲劳试验装置制造方法及图纸

一种空泡作用下海水环境疲劳试验装置，包括疲劳试验机，所述疲劳试验机的一旁安装有海水循环系统，另一旁安装有海水环境模拟装置，所述海水环境模拟装置与海水循环系统连通，所述海水环境模拟装置的前方设置有控制装置。以真实环境考核其结构安全性能，确保其在服役期间不会因空泡、海水等因素的影响而引起疲劳失效，解决了现有装置无法准确考核桨叶结构的空泡疲劳问题，揭示多变量载荷的力学机理，实现桨叶在海洋极端条件下服役性能评估，为螺旋桨结构性能验证和评估提出一种新的技术途径，有效提高了桨叶结构的安全可靠性。整个发明专利技术装置结构布局合理，系统简洁可靠，安装操作方便，实现自动控制，大大提高试验效率。

【技术实现步骤摘要】
空泡作用下海水环境疲劳试验装置
本专利技术涉及疲劳试验装置
，尤其是一种空泡作用下海水环境疲劳试验装置。
技术介绍
船舶的螺旋桨在海洋环境长期服役过程中，不仅要承受风、流和二阶波浪力导致的稳态力，而且还要承受使用过程中频繁加速、减速、变向等操作导致的交变非稳态力，使得螺旋桨在实际运行过程中长期处于交变应力状态，易产生疲劳问题。同时螺旋桨在高速的运转过程中会产生高速水流，形成低压和/或超低压区，发生空泡现象。空泡破灭会对附近的固体表面产生微射流，射流的强度超过基材的强度就会产生剥离作用，使得基件表面产生空洞和麻面，桨叶横截面积会随之减小，严重引发桨叶断裂现象，同时桨叶光滑表面遭到破坏，其升力下降导致推力减小。特别是空泡状态下桨叶受力特性，制约着一系列关键部件的强度评估问题。现有技术中，对于桨叶的性能考核主要集中在疲劳载荷作用下的桨叶结构强度试验或空泡作用下的桨叶性能试验，没有考虑在空泡和海水环境耦合作用下桨叶结构疲劳性能，导致桨叶在使用过程中会出现突然失效现象，对装备带来很大的安全风险。现有技术中空泡试验通常采用待测试件夹持在高速旋转的电机上，然后向水中吹入气泡束，高速旋转一定时间，旋转的作用加上往水中吹入的气泡会对试件表面有一定的蚀刻作用，进而做空泡模拟运行试验。这种高速旋转的方法无法与疲劳试验机加载方式共同作用，满足不了性能考核要求。因此研制一种空泡作用下海水环境疲劳试验装置，在实验室内实现对桨叶结构综合性能安全考核是本专利技术要解决的主要问题。
技术实现思路
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的空泡作用下海水环境疲劳试验装置，从而可以大大提高试验的可靠性，提高试验效率。本专利技术所采用的技术方案如下：一种空泡作用下海水环境疲劳试验装置，包括疲劳试验机，所述疲劳试验机的一旁安装有海水循环系统，另一旁安装有海水环境模拟装置，所述海水环境模拟装置与海水循环系统连通，所述海水环境模拟装置的前方设置有控制装置。作为上述技术方案的进一步改进：所述疲劳试验机的输出端安装有第一丝杆，所述通过过渡连接工装与海水环境模拟装置的第二丝杆连接。所述疲劳试验机采用立柱式电液伺服疲劳试验机。所述海水环境模拟装置的结构为：包括海水环境箱，所述海水环境箱的四面均设置有光学玻璃窗，所述海水环境箱的底部安装有集水盘，集水盘的底部安装有第二丝杆，所述第二丝杆通过过渡工装与疲劳试验机连接；还包括海水循环系统，所述海水循环系统分成回水箱和清水箱，所述集水盘通过软管与回水箱连接。光学玻璃窗采用K9光学玻璃制造。所述激光诱导空泡发生装置的结构为：包括通过支架支撑安装的基础光学平台，所述基础光学平台位于疲劳试验机的一旁，所述基础光学平台的上表面开有多个圆孔，所述基础光学平台上安装有激光发生器和第一传输镜组，所述第一传输镜组和激光发生器的出光口对应设置；位于基础光学平台的上表面还通过支撑脚安装有高架光学平台，所述第一传输镜组在高架光学平台的下方，高架光学平台上开有与第一传输镜组对应的第一通光孔，所述高架光学平台上表面同样开有多个圆孔，高架光学平台上通过升降装置安装有升降台，所述升降台上通过间隔的升降杆分别安装有第二传输镜组和扩束镜组，位于第二传输镜组和扩束镜组之间的升降台上开有第二通光孔，所述第二通光孔与第二传输镜组对应，位于升降台的前端通过支板安装有聚焦镜组。所述聚焦镜组、扩束镜组和第二传输镜组在同一高度位置。所述第一传输镜组、所述第一通光孔、所述第二通光孔和所述第二传输镜组位于同一直线上。所述第一传输镜组、所述第二传输镜组、所述扩束镜组和所述聚焦镜组均采用可升降机构安装。升降装置为剪叉式升降装置。本专利技术的有益效果如下：本专利技术结构紧凑、合理，操作方便，以真实环境考核其结构安全性能，确保其在服役期间不会因空泡、海水等因素的影响而引起疲劳失效，解决了现有装置无法准确考核桨叶结构的空泡疲劳问题，揭示多变量载荷的力学机理，实现桨叶在海洋极端条件下服役性能评估，为螺旋桨结构性能验证和评估提出一种新的技术途径，有效提高了桨叶结构的安全可靠性。整个专利技术装置结构布局合理，系统简洁可靠，安装操作方便，实现自动控制，大大提高试验效率。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术的结构示意图(省略罩壳和控制装置)。图3为本专利技术另一视角的结构示意图(省略激光诱导空泡发生装置的罩壳和控制装置)。其中：100、疲劳试验机；200、海水环境模拟装置；300、激光诱导空泡发生装置；400、控制装置；101、第一丝杆；210、海水环境箱；211、光学玻璃窗；212、集水盘；213、第二丝杆；220、海水循环系统；221、回水箱；222、清水箱；301、基础光学平台；302、激光发生器；303、第一传输镜组；304、高架光学平台；305、第一通光孔；306、升降台；307、第二通光孔；308、第二传输镜组；309、扩束镜组；310、聚焦镜组。具体实施方式下面结合附图，说明本专利技术的具体实施方式。如图1、图2和图3所示，本实施例的空泡作用下海水环境疲劳试验装置，包括疲劳试验机100，疲劳试验机100的一旁安装有海水循环系统220，另一旁安装有海水环境模拟装置200，海水环境模拟装置200与海水循环系统220连通，海水环境模拟装置200的前方设置有控制装置400。疲劳试验机100的输出端安装有第一丝杆101，通过过渡连接工装与海水环境模拟装置200的第二丝杆213连接。疲劳试验机100采用立柱式电液伺服疲劳试验机。海水环境模拟装置200的结构为：包括海水环境箱210，海水环境箱210的四面均设置有光学玻璃窗211，一侧可伸缩调距，可使激光射入海水环境箱210而不发生光路改变和能量衰减，内盛有海水或淡水；海水环境箱210的底部安装有集水盘212，集水盘212的底部安装有第二丝杆213，第二丝杆213通过过渡工装与疲劳试验机100连接；还包括海水循环系统220，海水循环系统220分成回水箱221和清水箱222，集水盘212通过软管与回水箱221连接。光学玻璃窗211采用K9光学玻璃制造。激光诱导空泡发生装置300的结构为：包括通过支架支撑安装的基础光学平台301，基础光学平台301位于疲劳试验机100的一旁，基础光学平台301的上表面开有多个圆孔，基础光学平台301上安装有激光发生器302和第一传输镜组303，第一传输镜组303和激光发生器302的出光口对应设置；位于基础光学平台301的上表面还通过支撑脚安装有高架光学平台304，第一传输镜组303在高架光学平台304的下方，高架光学平台304上开有与第一传输镜组303对应的第一通光孔305，高架光学平台304上表面同样开有多个圆孔，高架光学平台304上通过升降装置安装有升降台306，升降台306上通过间隔的升降杆分别安装有第二传输镜组308和扩束镜组309，位于第二传输镜组308和扩束镜组309之间的升降台306上开有第二通光孔307，第二通光孔307与第二传输镜组308对应，位于升降台306的前端通过支板安装有聚焦镜组310。聚焦镜组310、扩束镜组309和第二传输镜组308在同一高度位置。并与海水环境模拟装置200的海水环境箱210对接。第一传输镜组303、第一通光孔305、第二通光孔307和第二传输镜组30本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空泡作用下海水环境疲劳试验装置，其特征在于：包括疲劳试验机(100)，所述疲劳试验机(100)的一旁安装有海水循环系统(220)，另一旁安装有海水环境模拟装置(200)，所述海水环境模拟装置(200)与海水循环系统(220)连通，所述海水环境模拟装置(200)的前方设置有控制装置(400)。

【技术特征摘要】
1.一种空泡作用下海水环境疲劳试验装置，其特征在于：包括疲劳试验机(100)，所述疲劳试验机(100)的一旁安装有海水循环系统(220)，另一旁安装有海水环境模拟装置(200)，所述海水环境模拟装置(200)与海水循环系统(220)连通，所述海水环境模拟装置(200)的前方设置有控制装置(400)。2.如权利要求1所述的空泡作用下海水环境疲劳试验装置，其特征在于：所述疲劳试验机(100)的输出端安装有第一丝杆(101)，所述通过过渡连接工装与海水环境模拟装置(200)的第二丝杆(213)连接。3.如权利要求1所述的空泡作用下海水环境疲劳试验装置，其特征在于：所述疲劳试验机(100)采用立柱式电液伺服疲劳试验机。4.如权利要求1所述的空泡作用下海水环境疲劳试验装置，其特征在于：所述海水环境模拟装置(200)的结构为：包括海水环境箱(210)，所述海水环境箱(210)的四面均设置有光学玻璃窗(211)，所述海水环境箱(210)的底部安装有集水盘(212)，集水盘(212)的底部安装有第二丝杆(213)，所述第二丝杆(213)通过过渡工装与疲劳试验机(100)连接；还包括海水循环系统(220)，所述海水循环系统(220)分成回水箱(221)和清水箱(222)，所述集水盘(212)通过软管与回水箱(221)连接。5.如权利要求4所述的空泡作用下海水环境疲劳试验装置，其特征在于：光学玻璃窗(211)采用K9光学玻璃制造。6.如权利要求1所述的空泡作用下海水环境疲劳试验装置，其特征在于：所述激光诱导空泡发生装置(300)的结构为：包括通过支架支撑安装的基础光学平台(301)，所述基础光学平台(301)位于疲劳试验机(100)的一旁...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦朋余，顾民，陈哲，刘家瑞，朱全华，刘长德，刘登成，王连，张亦龙，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心中国船舶重工集团公司第七零二研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32