一种球面工作段的单轴加载实现双轴应力状态试验件制造技术

本发明专利技术公开一种球面工作段的单轴加载实现双轴应力状态试验件，整体为板状结构，中部为工作段，左右两侧为夹持段，工作段为菱性结构，两条对角线两侧部分对称。工作段上设计有球型凹陷及异形孔；其中，球型凹陷设计于工作段的正反面上，位于工作段中心位置；异形孔为四个，分别开设于工作段由其两条角平分线所等分的四个部分上。通过单轴疲劳试验机实现对试验件的加载，在设计的球型凹陷及异形孔下，最终在整个试验件的中心产生了水平方向拉伸、垂直方向压缩的多轴应力状态，形成典型的拉/压多轴应力状态。本发明专利技术可以实现对涡轮盘盘心处拉、压双轴状态的模拟，可以部分代替部件级考核试验，缩短结构设计周期，节省试验费用。

【技术实现步骤摘要】
一种球面工作段的单轴加载实现双轴应力状态试验件
本专利技术属于机械结构强度考核及模拟件设计的
，，是一种针对球面工作段的单轴加载实现双轴应力状态试验件，针对叶轮机械叶片、轮盘、轴等典型结构的典型受力状态，能够反映结构应力特征。
技术介绍
目前，在包括航空发动机、内燃机等在内的叶轮机械叶片、轮盘、轴等典型结构中，孔边、圆角等应力集中位置是容易出现疲劳裂纹并进而发生破坏的关键部位。为保证这些位置的工作安全，通常需要通过试验进行强度考核，特别是疲劳强度考核。对于部件而言，开展部件级试验进行整体结构考核，无疑周期长、费用高，同时，试验测试中存在很多不可控因素，因而，经常采用模拟件进行强度考核。以航空发动机结构为例，采用模拟件进行疲劳强度考核的有点主要有两方面：一方面，航空发动机部件/整机试验成本特别高，设计模拟件能够降低疲劳试验的成本；另一方面是因为航空发动机实际工作的环境比较复杂，难以准确模拟，在实验室环境下进行局部危险位置的考核更容易抓住重点。航空发动机涡轮盘是关键结构件，其强度及寿命有着严格的要求，投入使用前需要开展各种测试工作，盘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种球面工作段的单轴加载实现双轴应力状态试验件，其特征在于：整体为板状结构，中部为工作段，左右两侧为夹持段，工作段为菱性结构，且工作段的两条对角线两侧部分对称；/n上述工作段上设计有球型凹陷及异形孔；其中，异形孔为四个，分别开设于工作段由其两条角平分线所等分的四个部分上；球型凹陷设计于工作段的正反面上，位于工作段中心处，异形孔之间；/n所述异形孔为具有三条侧边的三角形结构，各角为圆弧形角；令异形孔三条边为a、b、c；其中a边与异形孔所在部分的工作段侧边平行，b边与c边分别与菱形结构工作段的两条角平分线平行。/n

【技术特征摘要】
1.一种球面工作段的单轴加载实现双轴应力状态试验件，其特征在于：整体为板状结构，中部为工作段，左右两侧为夹持段，工作段为菱性结构，且工作段的两条对角线两侧部分对称；
上述工作段上设计有球型凹陷及异形孔；其中，异形孔为四个，分别开设于工作段由其两条角平分线所等分的四个部分上；球型凹陷设计于工作段的正反面上，位于工作段中心处，异形孔之间；
所述异形孔为具有三条侧边的三角形结构，各角为圆弧形角；令异形孔三条边为a、b、c；其中a边与异形孔所在部分的工作段侧边平行，b边与c边分别与菱形结构工作段的两条角平分线平行。


2.根据有限元计算确定实际轮盘结构盘心水平和垂直方向的应力比值，通过设计异形孔结构尺寸以及球型凹进的尺寸，使试验件中心...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏大盛，马梦弟，王延荣，蒋向华，
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