一种空心圆管试件内壁多点温度测量杆及其测温方法技术

本公开提供了一种空心圆管试件内壁多点温度测量杆及其测温方法；测量杆，包括杆体、数个弹簧片和数个测温元件；数个所述弹簧片安装于所述杆体的杆壁，并沿所述杆体周向分布；所述弹簧片具有隆起的峰部，所述峰部可上下弹动，每个所述测温元件对应安装于一个所述弹簧片的所述峰部。空心圆管试件的内壁多点温度测量方法，包括以下步骤：将所述测量杆插入空心圆管试件，并使得全部所述测温元件与所述空心圆管试件的内壁接触；此时，由于所述弹簧片受到所述空心圆管试件内壁的挤压，产生挠性变形，所述弹簧片产生一定的弹力，将所述测温元件与所述空心圆管试件内壁紧密接触，实现空心圆管试件内壁的多点温度测量。

【技术实现步骤摘要】
一种空心圆管试件内壁多点温度测量杆及其测温方法
本公开涉及空心圆管测温，尤其涉及一种空心圆管试件内壁多点温度测量杆及其测温方法。
技术介绍
航空发动机的涡轮叶片承受着热载荷与机械载荷交替变化，温度循环与应变循环相叠加所引起的热机械疲劳是其主要失效模式。基于材料标准试件的热机械疲劳试验是目前认识涡轮叶片服役力学行为的主要手段，对于涡轮叶片寿命评估和故障分析等具有重要意义。相比于常见的实心圆棒试件、实心矩形截面试件等，空心圆管试件可获得更加快速的加热/冷却速率，缩短循环时间，并且具有更好的温度均匀性，是ISO、欧盟、美国以及国内标准制定机构所推荐的材料热机械疲劳试件形式。在热机械疲劳试验过程中，为了实现温度的快速循环，通常采用高频电磁感应加热，其不可避免的会在试件径向和周向产生一定的温度梯度。而温度梯度会在试件横截面产生附加热应力，导致试件考核段横截面产生不均匀的应力场，偏离目标值，进而影响试验结果的准确性和有效性。因此，十分有必要对空心圆管试件内壁温度进行多点测量，以评价径向和周向温度梯度的影响。采用热电偶测温时应保证试验过程中热电偶始终与试件接触良好，否则可能会产生测温误差，这在采用感应加热时尤其明显。对于采用感应加热的航空发动机热端部件材料高温试验，通常采用焊接或兜接的方法来保证热电偶与试件紧密接触。焊接法是将热电偶直接焊于试件表面，而焊接过程产生的瞬时高温不可避免的会对试件表面造成初始损伤，可能引起试件首先在焊点处失效，并且在承受热机械疲劳载荷时焊点极易脱落，造成试验失败。对于空心圆管试件，其通常比较狭长，内径较小，直接在试件考核段内壁焊接测温热电偶的技术难度过大且焊接质量不易保证，严重制约影响测温的可行性与测量精度。兜接法是利用耐高温的金属丝将热电偶测点压紧在试件表面上，金属丝两端通过两根弹簧拉紧，避免了对试样表面的损伤，是目前行业内所推荐的测温方式。但是，兜接法只能将热电偶固定在试件的凸面上，并不适用于空心圆管试件内壁测温的情况。
技术实现思路
为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种空心圆管试件内壁多点温度测量杆及其测温方法，具体实现方式：一种空心圆管试件内壁多点温度测量杆，包括杆体、数个弹簧片和数个测温元件；数个所述弹簧片安装于所述杆体的杆壁，并沿所述杆体周向分布；所述弹簧片具有隆起的峰部，所述峰部可上下弹动，每个所述测温元件对应安装于一个所述弹簧片的所述峰部。进一步地，所述弹簧片还包括：位于所述峰部一侧的固定端，和位于所述峰部另一侧的移动端；所述固定端与所述杆体固定相连，所述移动端可沿所述杆体轴向滑动。进一步地，所述杆体的杆壁凹设有数个浅槽，每个所述弹簧片对应安装于一个所述浅槽内。进一步地，所述固定端为平直的板体，所述滑动端包括一弧部，所述弧部抵触于所述杆体的杆壁。进一步地，所述浅槽的槽底为平面。进一步地，所述杆体的一端连接有一凸台。进一步地，所述弹簧片的数量为四个，所述测温元件的数量为四个；四个所述弹簧片沿所述杆体周向均匀间隔分布。一种空心圆管试件的内壁多点温度测量方法，包括以下步骤：S1,将上述任一种所述的测量杆插入空心圆管试件，并使得全部所述测温元件与所述空心圆管试件的内壁接触；S2，测温元件获取空心圆管试件的内壁接触点的温度。进一步地，在将所述测量杆插入所述空心圆管试件之前，先在所述空心圆管试件的其中一端口的内沿加工一个的环形凹槽；当所述测量杆插入所述空心圆管试件后，所述测量杆一端连接的凸台嵌接于所述环形凹槽。进一步地，所述空心圆管试件包括两个夹持段和位于两个所述夹持端之间的考核段，所述测量杆插入所述空心圆管试件时，所述测温元件位于所述考核段内。附图说明附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。图1是本公开的测量杆的结构示意图；图2是本公开的测量杆的主视结构示意图；图3是图2中B-B向剖面结构示意图；图4是本公开的弹簧片的结构示意图；图5是本公开的弹簧片的主视结构示意图；图6是本公开的弹簧片安装测温元件后的结构示意图；图7是本公开的空心圆管试件的结构示意图；图8是本公开的测试杆与空心圆管试件组装后的剖视结构示意图；图9是图8中a处的局部放大示意图。空心圆管试件1、测量杆2、弹簧片3、测温元件4、杆体21、凸台22、凹槽11。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。实施例一参照图1-图6、图8，本实施例提供了一种空心圆管试件1内壁多点温度测量杆2，包括杆体21、数个弹簧片3和数个测温元件4；数个所述弹簧片3安装于所述杆体21的杆壁，并沿所述杆体21周向分布；根据实际温度测量的需要，数个所述弹簧片3可均匀分布，也可按一定间隔分布；所述弹簧片3具有隆起的峰部，所述峰部可上下弹动，每个所述测温元件4对应安装于一个所述弹簧片3的所述峰部。本实施例通过将所述测温元件4安装于所述弹簧片3的峰部，当所述峰部受到向下挤压时，会产生向上的弹力，使得测温元件4能够紧贴于被测量的空心圆管试件1的内壁，防止松动，确保测温时，所述测温元件4与所述空心圆管试件1内壁具有可靠的接触，提高测温的稳定性和可靠性。本实施例将数个所述弹簧片3安装于所述杆体21的杆壁，并沿所述杆体21周向分布，而且每个所述弹簧片3上均装有一个所述测温元件4，这样使得所述测温元件4能够同时测量所述空心圆管试件1内壁的不同周向位置的温度。本实施例中，所述弹簧片3和所述测温元件4的数量可根据需要设置的温度测量点确定，例如当有四个测温点时，所述弹簧片3的数量为四个，所述测温元件4的数量为四个；四个所述弹簧片3沿所述杆体21周向均匀间隔分布。本实施例所述测温元件4，优选用热电偶。所述热电偶可通过焊接工艺固定安装于所述弹簧片3的峰部。本实施例中，所述杆体21的杆壁凹设有数个浅槽，每个所述弹簧片3对应安装于一个所述浅槽内。所述浅槽的槽底为平面。本实施例通过在所述杆体21的杆壁上设置所述浅槽用于安装所述弹簧片3，使得弹簧片3的位置相对固定，所述弹簧片3与所述杆体21的连接更加牢固。为了便于所述弹簧片3与所述杆体21的连接，所述弹簧片3还包括：位于所述峰部一侧的固定端，所述固定端与所述杆体21固定相连，本实施例中，由于所述弹簧片3安装于所述浅槽中，所述浅槽的槽底为平面，为了使得所述弹簧片3的所述固定端能够紧贴于所述浅槽的槽底，以使得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空心圆管试件内壁多点温度测量杆，其特征在于，包括杆体、数个弹簧片和数个测温元件；数个所述弹簧片安装于所述杆体的杆壁，并沿所述杆体周向分布；/n所述弹簧片具有隆起的峰部，所述峰部可上下弹动，每个所述测温元件对应安装于一个所述弹簧片的所述峰部。/n

【技术特征摘要】
1.一种空心圆管试件内壁多点温度测量杆，其特征在于，包括杆体、数个弹簧片和数个测温元件；数个所述弹簧片安装于所述杆体的杆壁，并沿所述杆体周向分布；
所述弹簧片具有隆起的峰部，所述峰部可上下弹动，每个所述测温元件对应安装于一个所述弹簧片的所述峰部。


2.如权利要求1所述的一种空心圆管试件内壁多点温度测量杆，其特征在于，所述弹簧片还包括：位于所述峰部一侧的固定端，和位于所述峰部另一侧的移动端；所述固定端与所述杆体固定相连，所述移动端可沿所述杆体轴向滑动。


3.如权利要求1所述的一种空心圆管试件内壁多点温度测量杆，其特征在于，所述杆体的杆壁凹设有数个浅槽，每个所述弹簧片对应安装于一个所述浅槽内。


4.如权利要求2所述的一种空心圆管试件内壁多点温度测量杆，其特征在于，所述固定端为平直的板体，所述滑动端包括一弧部，所述弧部抵触于所述杆体的杆壁。


5.如权利要求3所述的一种空心圆管试件内壁多点温度测量杆，其特征在于，所述浅槽的槽底为平面。


6.如权利要求1所述的一种空心圆管试件内壁多点温度测量杆，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：荆甫雷，唐诗白，
申请(专利权)人：中国航空发动机研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11