叶片榫头拉伸试验夹具、转子叶片试验件及拉伸试验结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种叶片榫头拉伸试验夹具、转子叶片试验件及拉伸试验结构。其中，所述叶片榫头拉伸试验夹具，包括：上端组件，包括上安装座，用于与叶片试验件的上端连接；以及加载机构，用于对叶片试验件施加拉伸载荷，并且与所述上安装座通过第一万向节连接；下端组件，包括下安装座，用于与叶片试验件的下端连接；以及支承机构，用于与机架固定连接，并且与所述下安装座通过第二万向节连接。所述下安装座通过第二万向节连接。所述下安装座通过第二万向节连接。

【技术实现步骤摘要】
叶片榫头拉伸试验夹具、转子叶片试验件及拉伸试验结构


[0001]本技术涉及燃气涡轮发动机领域，尤其涉及一种叶片榫头拉伸试验夹具、转子叶片试验件及拉伸试验结构。

技术介绍

[0002]航空发动机具有转、静子两类工作叶片，工作过程中，叶片做功。为了提高做功效率，很多叶片采用了空间复杂双曲面构型。
[0003]在工作过程中，叶片会承受相对较大且复杂的载荷，尤其是转子叶片，从而产生很高的内应力，特别是叶片的榫头部分受载更为苛刻，其将叶身部分载荷传递至榫槽。对于风扇叶片而言，尤其是复合材料风扇叶片，其尺寸较大且各向异性，为了验证叶片局部力学性能和工艺一致性，在开展叶片零件级试验前，需要开展叶片元件级试验，即将叶片切割，获得不同区域的局部试样，根据相应的受力特点开展性能测试。其中，元件级榫头拉伸试验是为了验证榫头的抗拉伸性能、榫头工艺的一致性以及获得典型的榫头破坏形式。
[0004]由于叶片具有复杂的空间双曲面构型，这些试样不同于标准平板试样，专利技术人在完成本专利技术的过程中发现，若采用试验标准中推荐的试验夹具，则在试验过程中，随着试验载荷增加，试样发生变形后，会产生附加弯矩和扭矩，影响榫头试样拉伸强度的测试结果以及非典型的破坏形式。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种叶片榫头拉伸试验夹具，针对具有复杂空间曲面构型的叶片榫头拉伸试验，使试验过程中产生的附加弯矩和/或附加扭矩得到及时释放，保障拉伸强度测试结果的有效性。
[0006]本技术的目的还在于提供一种转子叶片试验件。r/>[0007]本技术的目的还在于提供一种拉伸试验结构。
[0008]根据本技术一方面的一种叶片榫头拉伸试验夹具，包括上端组件，包括：上安装座，用于与叶片试验件的上端连接；以及加载机构，用于对叶片试验件施加拉伸载荷，并且与所述上安装座通过第一万向节连接；下端组件，包括：下安装座，用于与叶片试验件的下端连接；以及支承机构，用于与机架固定连接，并且与所述下安装座通过第二万向节连接。
[0009]在所述拉伸试验夹具的一个或多个实施例中，所述上安装座包括在第一方向相邻的两安装板，所述两安装板在第一方向的间隙为安装空间，用于安装叶片试验件的上端。
[0010]在所述拉伸试验夹具的一个或多个实施例中，所述两安装板为第一安装板，第二安装板，两者分别具有第一安装孔组，第二安装组孔，所述第一安装孔组与所述第二安装孔组在第一方向对准。
[0011]在所述拉伸试验夹具的一个或多个实施例中，所述下安装座包括榫槽，所述榫槽与叶片试验件的榫头配合连接。
[0012]在所述拉伸试验夹具的一个或多个实施例中，所述加载机构可绕其自身的轴线旋转，释放加载时由于叶片试验件变形产生的附加扭矩。
[0013]在所述拉伸试验夹具的一个或多个实施例中，所述第一万向节、第二万向节均为十字万向节。
[0014]根据本技术一方面的一种转子叶片试验件，所述转子叶片试验件具有榫头的一端为下端，另一端为上端，在所述上端具有第一安装区，用于与试验夹具的上安装座安装固定。
[0015]在所述叶片试验件的一个或多个实施例中，所述转子叶片试验件为元件级试验件；所述第一安装区包括贯穿所述试验件的厚度的第三安装孔组，使得连接件可穿过所述第三安装孔组固定连接第一安装区与试验夹具。
[0016]在所述叶片试验件的一个或多个实施例中，所述叶片试验件还包括第一加强片、第二加强片，两者分别位于所述第一安装区的两侧，并且所述第一加强片、第二加强片的一侧表面分别与所述第一安装区的两侧表面贴合，所述第一加强片、第二加强片的另一侧表面分别为平面。
[0017]根据本技术一方面的一种拉伸试验结构，包括如以上任意一项所述的叶片榫头拉伸试验夹具；如以上任意一项所述的转子叶片试验件；试验台架；其中，所述拉伸试验夹具固定于所述试验台架，所述拉伸试验夹具分别在所述转子叶片试验件的上端、下端固定所述叶片试验件，并将拉伸载荷传递至所述叶片试验件。
[0018]本技术的有益效果包括但不限于以下之一或组合：
[0019]1.通过加载机构与上安装座通过第一万向节连接、支承机构与下安装座通过第二万向节连接，实现在拉伸试验加载时及时释放由于叶片具有复杂空间曲面变形产生的附加弯矩；
[0020]2.通过加载机构绕其轴线方向的旋转，实现在拉伸试验加载时及时释放由于叶片具有复杂空间曲面变形产生的附加扭矩；
[0021]3.通过及时释放附加弯矩和/或附加扭矩，保证获得转子叶片试样尤其是榫头元件级试样的有效拉伸强度，以及获得在拉伸载荷作用下榫头部分的典型破坏形式，并可获得不同试样之间的工艺一致性。
附图说明
[0022]本技术的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
[0023]图1为一实施例的元件级试验件的取样示意图。
[0024]图2A以及图2B为元件级试验件的结构示意图。
[0025]图3A以及图3B为元件级试验件与加强片组合的结构示意图。
[0026]图4A以及图4B为一实施例的叶片榫头拉伸试验夹具的上端组件的结构示意图。
[0027]图5A以及图5B为一实施例的叶片榫头拉伸试验夹具的下端组件的结构示意图。
[0028]图6为一实施例的转子叶片试验件的榫头安装结构示意图。
[0029]附图标记：
[0030]100
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风扇叶片
test)是测量榫头拉伸性能的一种试验方法，榫头一端用夹具固定，另一端拉伸，同时记录试验载荷和试验件状态。由于试验件200具有空间曲面构型，因此在施加拉伸载荷过程中，试样会产生空间变形。下述实施例中，将试验件200具有榫头101的一端称为下端201，另一端为上端202。
[0059]参考图4A至图4B，以及图5A至图5B所示的，在一实施例中，叶片榫头拉伸试验夹具包括图4A以及图4B所示上端组件1，以及图5A以及图5B所示的下端组件2，可以理解到，上端组件1用于与试验件200的上端连接，下端组件2用于与试验件200的下端连接。具体地，上端组件1包括上安装座11以及加载机构12，上安装座11用于将试验件200的上端固定安装于试验夹具，加载机构12用于对试验件200施加拉伸载荷。下端组件2包括下安装座21以及支承机构22，下安装座21用于与叶片试验件的下端连接，下安装座21的结构一般包括有榫槽210，榫槽210与试验件200的榫头101配合连接，如图6所示的，此连接结构与航空发动机中榫槽
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榫头的连接结构类似，此处不再赘述，支承机构22用于与机架(例如试验台架)连接，从而将试验夹具固定于试验台架。继续参考图4A至图5B，上安装座11与加载机构12通过第一万向节13连接，下安装座21与支承机构22通过第二万向节23连接。在一些实施例中，第一万向节13、第二万向节23的具体结构，可以是采用十字万向节，如此可以使得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种叶片榫头拉伸试验夹具，其特征在于，包括：上端组件，包括：上安装座，用于与叶片试验件的上端连接；以及加载机构，用于对叶片试验件施加拉伸载荷，并且与所述上安装座通过第一万向节连接；下端组件，包括：下安装座，用于与叶片试验件的下端连接；以及支承机构，用于与机架固定连接，并且与所述下安装座通过第二万向节连接。2.如权利要求1所述的拉伸试验夹具，其特征在于，所述上安装座包括在第一方向相邻的两安装板，所述两安装板在第一方向的间隙为安装空间，用于安装叶片试验件的上端。3.如权利要求2所述的拉伸试验夹具，其特征在于，所述两安装板为第一安装板，第二安装板，两者分别具有第一安装孔组，第二安装孔组，所述第一安装孔组与所述第二安装孔组在第一方向对准。4.如权利要求1所述的拉伸试验夹具，其特征在于，所述下安装座包括榫槽，所述榫槽与叶片试验件的榫头配合连接。5.如权利要求1所述的拉伸试验夹具，其特征在于，所述加载机构可绕其自身的轴线旋转，释放加载时由于叶片试验件变形产生的附加扭矩。6.如权利要求1所述的拉伸试验夹具，其特征在于，所述第一万向节、第二万向节均为十字万向节。...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃文源，刘升旺，王小庆，魏铭瑛，陈璐璐，李继保，
申请(专利权)人：中国航发商用航空发动机有限责任公司，
类型：新型
国别省市：