导管振动疲劳试验方法技术

本发明专利技术公开了两种导管振动疲劳试验方法，涉及物理测试方法领域，目的是缩短导管测试周期，提高测试效率。第一种导管振动疲劳试验方法，用于单应力多导管同时进行振动疲劳测试，先将待测试的多根导管加工成相同长度，再测定每根导管的一阶静频，并分为欠频态、满足态和超频态三类，再对欠频态和超频态的导管进行调频处理，最后将全部导管同时进行固定疲劳强度载荷下的循环寿命测试。第二种导管振动疲劳试验方法，先将导管加工至标准长度，获得导管的频率

【技术实现步骤摘要】
导管振动疲劳试验方法


[0001]本专利技术涉及物理测试方法领域，具体涉及两种对多根导管同时进行振动疲劳试验的方法。

技术介绍

[0002]航空发动机导管主要用于燃滑油或气体的传递，导管主要由管体和管接头组成，管体和管接头多采用扩口、钎焊或氩弧焊等方式进行固定。航空发动机的使用工况常伴随有振动，而振动将可能导致导管开裂，进而引发故障。为保证导管连接安全可靠，需进行导管的振动疲劳测试，测定管路强度薄弱点及其疲劳极限。
[0003]传统的导管振动疲劳试验方法是对单根导管分别进行测试，采用夹具夹持固定导管的接头，在电磁振动台上利用共振法测量导管的一阶弯曲振动的固有频率及应力分布，再采用升降法逐根进行试验，测定疲劳极限，或在某一固定疲劳强度载荷下测定导管的循环寿命。由于导管为薄壁结构且长度较长，其固有频率较低，使得测试周期很长，振动疲劳试验的时间一般为100～200小时。由于导管的壁厚均匀性和加工误差，每根导管的固有频率不同，不能实现多样品同时进行振动疲劳测试。

技术实现思路

[0004]本专利技术首先提供一种导管振动疲劳试验方法，可实现单应力多导管同时进行振动疲劳测试，目的是提高导管的测试效率，缩短测试周期，采用的技术方案是：导管振动疲劳试验方法，包括以下步骤：
[0005]S1、将待测试的至少两根导管加工成相同长度。例如，任意两根导管的实际长度差不大于0.02mm。
[0006]S2、对每根导管分别进行扫频试验，测定每根导管的一阶静频，再根据试验误差要求，将所有导管按照一阶静频分为欠频态、满足态和超频态三类。例如，测定每根导管的一阶静频后，计算全部导管的一阶静频平均值，再根据试验误差要求对一阶静频平均值进行扩大，再作为满足态的一阶静频的范围。
[0007]S3、对欠频态和超频态的导管进行调频处理，并进行扫频试验，直至导管的一阶静频达到满足态。
[0008]具体的：对欠频态的导管的一端进行打磨，打磨后进行扫频试验，若一阶静频达到满足态，则调频处理完成，否则再次打磨并进行扫频试验，直至一阶静频达到满足态。例如，单次打磨量为0.02～0.05mm。
[0009]具体的：对超频态的导管，在导管的外侧固定安装调频环，使导管的一阶静频达到满足态。例如，采用有限元分析法，根据设定的调频环在导管的固定位置，计算出使导管一阶静频达到欠频态的调频环的参数，再将对应参数的调频环焊接固定于导管的对应位置，再对导管进行扫频，再按照上述对欠频态的导管的处理方法进行调频，直至导管的一阶静频达到满足态。一般的，调频环采用钎焊或点焊的方式固定于导管距导管前端面5～10mm的
位置。
[0010]S4、将满足态的导管以及经过调频处理的导管同时进行固定疲劳强度载荷下的循环寿命测试。
[0011]上述的导管振动疲劳试验方法，将多根导管进行扫频试验，获得每根导管的一阶静频，再结合试验可接受的误差，确定可接受的一阶静频范围，将可接受的一阶静频范围内的导管归为满足态，并对可接受的一阶静频范围之外的导管进行调频处理，使其一阶静频处于可接受的一阶静频范围内，最后对全部的导管的一阶静频均落入可接受的一阶静频范围内，从而可以全部的导管同时进行振动疲劳试验。本专利技术将多根导管的一阶静频调至试验允许的范围，可以对多根导管同时进行固定疲劳强度载荷下的循环寿命测试，提高了测试的效率。对超频态和满足态的导管的调频处理方法简单有效，处理方便且准确。
[0012]本专利技术还提供另外一种导管振动疲劳试验方法，用于进行多应力级控制的振动疲劳测试，目的是缩短测试周期，采用的技术方案是：导管振动疲劳试验方法，包括以下步骤：
[0013]B1、根据试验要求，选取一根导管的典型件并加工至标准长度l0。例如，导管的实际长度l与标准长度l0的差值不大于0.02mm。
[0014]B2、对加工后的导管进行扫频并测定各频率f下的应力σ，获得频率
‑
应力分布图。
[0015]B3、根据试验要求的应力级σi及其级数j，通过频率
‑
应力分布图获得各个应力级σi对应的试验频率fi，其中i为1至j的整数，j≥2且为整数。
[0016]B4、计算试验频率fi对应的试验长度l
i
，计算公式为：
[0017]其中：E为导管材料的弹性模量，I为截面惯性矩，ρ为导管材料的密度，A为截面面积，k为频率系数，k一般取值1.875104。
[0018]B5、将待测试导管按照试验长度l
i
进行加工，得到j根长度为l
i
的导管。例如，j根导管的实际长度误差均不大于0.02mm。
[0019]B6、对j根导管分别进行扫频试验，测定每根导管的一阶静频，再根据试验误差要求对试验频率fi进行扩大并作为满足态的一阶静频的范围，将j根导管分为满足态、欠频态和超频态三类。
[0020]B7、同前述的S3。
[0021]B8、将满足态的导管以及经过调频处理的j根导管同时按照应力级σi进行升降法测定疲劳极限测试。
[0022]本专利技术用于进行多应力级控制的导管振动疲劳试验方法，实现了多应力级可以一次试验完成，极大地缩短了，降低了试验成本。
[0023]本专利技术还提供一种导管夹持装置，用于将多根导管固定安装于振动台，实现对多根导管同时进行振动疲劳测试，目的是节约测试时间，从而提高测试效率。
[0024]导管夹持装置，包括底座和盖板，底座包括顶板、底板以及连接顶板与底板的连接柱，底板上设置至少两个贯通底板的安装孔，各安装孔配备连接螺栓，盖板和顶板之间设置至少两颗拉紧螺栓，并且盖板的底面和顶板的顶面分别设置至少两个半槽，盖板的半槽与顶板的半槽相互适配并形成卡槽。
[0025]导管夹持装置可用于实施上述两种导管振动疲劳试验方法的S4和B8，底座通过连
接螺栓固定安装于振动台，各导管分别放置于底座和盖板形成的卡槽内并通过拉紧螺栓卡紧，再进行测试。
[0026]进一步的是：盖板的底面和顶板的顶面均呈圆形且直径相等，盖板的半槽沿圆形的半径方向等中心角布置。
[0027]进一步的是：盖板的半槽与顶板的半槽在横截面上呈劣弧弓的形状。
[0028]更进一步的是：拉紧螺栓设置于半槽之间的位置，盖板的中心处还设置中心螺栓与底座相连。
[0029]上述两种导管振动疲劳试验方法的S4和B8采用导管夹持装置进行实施，导管夹持装置可将与卡槽数量一致的导管全部固定于振动台，实现多个导管同时进行测试的目的。盖板的半槽与顶板的半槽均沿圆形的半径方向等中心角布置，平衡了振动试验过程中装置的偏斜载荷，降低了装置的刚度要求。盖板的半槽与顶板的半槽在横截面上呈劣弧弓的形状，确保导管在可被盖板与顶板稳固地卡紧。
附图说明
[0030]图1是本专利技术中的导管夹持装置的结构示意图。
[0031]图2是图1所示导管夹持装置的纵剖示意图。
[0032]图3是图1中底座的结构示意图。
[0033]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.导管振动疲劳试验方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将待测试的至少两根导管加工成相同长度；S2、对每根导管分别进行扫频试验，测定每根导管的一阶静频，再根据试验误差要求，将所有导管按照一阶静频分为欠频态、满足态和超频态三类；S3、对欠频态和超频态的导管进行调频处理，并进行扫频试验，直至导管的一阶静频达到满足态；S4、将满足态的导管以及经过调频处理的导管同时进行固定疲劳强度载荷下的循环寿命测试。2.如权利要求1所述的导管振动疲劳试验方法，其特征在于：步骤S2中，测定每根导管的一阶静频后，计算全部导管的一阶静频平均值，再根据试验误差要求对一阶静频平均值进行扩大，再作为满足态的一阶静频的范围。3.如权利要求1所述的导管振动疲劳试验方法，其特征在于：步骤S3的调频处理按照下述两种方式中的至少一种方式进行，方式一：对欠频态的导管的一端进行打磨，打磨后进行扫频试验，若一阶静频达到满足态，则调频处理完成，否则再次打磨并进行扫频试验，直至一阶静频达到满足态；方式二：对超频态的导管，在导管的外侧固定安装调频环，使导管的一阶静频达到满足态。4.如权利要求3所述的导管振动疲劳试验方法，其特征在于：方式二采用有限元分析法，根据设定的调频环在导管的固定位置，计算出使导管一阶静频达到欠频态的调频环的参数，再将对应参数的调频环焊接固定于导管的对应位置，再对导管进行扫频，再按照方式一对欠频态的导管的处理方法进行调频，直至导管的一阶静频达到满足态。5.如权利要求1～4任一项所述的导管振动疲劳试验方法，其特征在于：满足下述三项中的至少一项：a、步骤S1中，任意两根导管的实际长度差不大于0.02mm；b、步骤S3的调频处理方式一中，单次打磨量为0.02～0.05mm；c、步骤S3的调频处理方式二中，调频环采用钎焊或点焊的方式固定于导管距导管前端面5～10mm的位置。6.导管振动疲劳试验方法，其特征在于，包括以下步骤：B1、根据试验要求，选取一根导管的典型件并加工至标准长度l0；B2、对加工后的导管进行扫频并测定各频率f下的应力σ，获得频率
‑
应力分布图；B3、根据试验要求的应力级σi及其级数j，通过频率
‑
应力分布图获得各个应力级σi对应的试验频率fi，其中i为1至j的整数，j≥2且为整数；B4、计算试验频率fi对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏雷，叶航，徐春，李林峰，
申请(专利权)人：国营川西机器厂，
类型：发明
国别省市：