风扇叶片高低周复合疲劳测试装置制造方法及图纸

一种风扇叶片高低周复合疲劳测试装置，包括固定夹具

【技术实现步骤摘要】
风扇叶片高低周复合疲劳测试装置


[0001]本技术属于材料性能测试领域，具体涉及一种风扇叶片高低周复合疲劳测试装置
。

技术介绍

[0002]风扇叶片是航空发动机的重要零件，其力学性能与疲劳性能对航空发动机的整体性能有重要影响
。
当前先进航空发动机为了进一步降低结构重量，风扇叶片等大尺寸结构件多采用复合材料制造，而复合材料零件的制造工艺以及复合材料本身的性能特性决定了全尺寸零件的性能与小尺寸材料样品的性能表现可能存在显著差异
。
传统万能试验机主要针对小尺寸材料进行疲劳性能测试，而对于长度达到米级的全尺寸风扇叶片零件缺乏有效的测试手段
。
而且，风扇叶片实际工况下载荷分布复杂，多方向加载的高低周复合疲劳试验才能够更加准确地对风扇叶片的疲劳寿命进行评估，而现有的试验装置难以满足测试要求
。
因此，提供一种风扇叶片高低周复合疲劳测试装置具有很高的实用价值
。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种风扇叶片高低周复合疲劳测试装置，能够对全尺寸叶片进行复合疲劳加载测试
。
[0004]本技术的实施例提供一种高低周复合疲劳测试装置，该装置包括固定夹具
、
低周加载机构和高周加载机构，其中：所述固定夹具相对地面固定设置，包括榫槽，用于固定连接待测试的所述风扇叶片的榫头一端；所述低周加载机构包括夹持部和液压驱动装置，所述夹持部与待测试的所述风扇叶片叶身至少部分随形配合以实现对所述风扇叶片的夹持，所述夹持部与所述固定夹具的连线方向构成所述高低周复合疲劳测试装置的轴向，所述液压驱动装置能够带动所述夹持部对待测试的所述风扇叶片施加轴向载荷；所述高周加载机构包括激振机构和刚性连接部，所述激振机构一端相对地面固定设置，另一端通过所述刚性连接部与待测试的所述风扇叶片叶身部分刚性连接，以容许所述激振机构的高频振动传导至待测试的所述风扇叶片的叶身
。
[0005]通过该装置能够对全尺寸风扇叶片进行高低周复合疲劳测试，并进行拉
、
压
、
弯
、
扭不同载荷状态的复合加载，分别模拟实际工况下叶片根部因离心力受到的低周载荷
、
叶身受到气动应力造成的高周载荷，综合测试风扇叶片的疲劳性能
。
[0006]进一步地，所述低周加载机构的所述夹持部配置为水平布置的框形结构，以容许待测试的所述风扇叶片的叶身至少部分伸入所述框形结构内；所述高周加载机构连接于所述风扇叶片的叶身位于所述框形结构内的部分
。
框形结构能够对叶身进行一段或两段夹持，灵活地选择载荷加载位置以及低周载荷与高周载荷的复合方式
。
[0007]进一步地，其特征在于，所述低周加载机构还包括轴承，所述轴承设置于所述夹持部与所述液压驱动装置之间，以容许所述夹持部绕所述轴向旋转
。
可旋转的夹持部容许叶片在加载过程中发生扭转
。
[0008]进一步地，所述低周加载机构还包括扭矩加载装置，所述扭矩加载装置用于驱动所述夹持部绕所述轴向旋转
。
扭矩加载装置能够对叶片施加扭转载荷
。
[0009]进一步地，所述轴承配置为滚动轴承或关节轴承，以容许所述低周加载机构与高周加载机构施加的载荷在所述轴承处解耦
。
通过轴承对低周载荷与高周载荷进行解耦，能够使低周在于与高周载荷互不干扰
。
[0010]进一步地，所述固定夹具具有与所述风扇叶片不同的固有频率
。
固定夹具的固有频率不同能够避免共振损伤
。
[0011]进一步地，所述固定夹具配置有阻尼块
。
阻尼块能够进一步降低震动对刚性连接结构造成的损伤
。
[0012]进一步地，所述激振机构包括信号发生器与功率放大器
。
信号发生器与功率放大器组成的激振机构能够稳定输出高频振动载荷
。
[0013]进一步地，该高低周复合疲劳测试装置还包括传感装置和数据处理装置，所述传感装置包括力传感器
、
位移传感器与振动传感器，所述数据处理装置与所述传感装置信号相连，能够对所述传感装置采集到的数据进行存储
、
计算和分析
。
通过传感器对风扇叶片的受力
、
变形及振动情况进行测定能够更加准确地评价叶片的疲劳性能
。
[0014]进一步地，该高低周复合疲劳测试装置还包括刚性基座，所述刚性基座固定设置于地面，用于为所述高低周复合疲劳测试装置的其他部件提供刚性支撑
。
刚性基座能够为装置提供稳定的支撑，同时避免长期高频振动对地面造成破坏
。
附图说明
[0015]图1为一实施例中风扇叶片安装于高低周复合疲劳测试装置时的主视结构示意图；
[0016]图2为一实施例中风扇叶片安装于高低周复合疲劳测试装置时的俯视结构示意图；
[0017]图3为另一实施例中风扇叶片安装于高低周复合疲劳测试装置时的腐蚀结构示意图
。
[0018]上述附图的目的在于对本技术作出进一步的详细说明，以便本领域技术人员能够理解本技术的技术构思，而非旨在限制本技术
。
为了表达简洁，上述附图仅示意性地画出了与本技术技术特征有关的结构，并未严格按照实际比例画出完整结构和全部细节
。
具体实施方式
[0019]下面通过具体实施例结合附图对本技术作出进一步的详细说明
。
[0020]本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征
、
结构或特性可以包含在本文的至少一个实施例中
。
在说明书的各个位置出现的该短语并不一定指代同一实施例，也并非限定为互斥的独立或备选的实施例
。
本领域技术人员应当能够理解，在不发生结构冲突的前提下本文中的实施例可以与其他实施例相结合
。
[0021]本文的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，可以是活动连接，也可以是固定连接或成一体
。
对本领域的普通技术人员而
言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义
。
[0022]本文的描述中，“上”、“下”、“左”、“右”、“横向”、“纵向”、“高度”、“长度”、“宽度”等指示方位或位置关系的术语目的在于准确描述实施例和简化描述，而非限定所涉及的零件或结构必须具有特定的方位
、
以特定方位安装或操作，不能理解为对本文中实施例的限制
。
[0023]本文的描述中，“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同对象，而不能理解为指示相对重要性或限定所描述技术特征的数量
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种风扇叶片高低周复合疲劳测试装置，其特征在于，包括固定夹具
、
低周加载机构和高周加载机构，其中：所述固定夹具相对地面固定设置，包括榫槽，用于固定连接待测试的所述风扇叶片的榫头一端；所述低周加载机构包括夹持部和液压驱动装置，所述夹持部与待测试的所述风扇叶片叶身至少部分随形配合以实现对所述风扇叶片的夹持，所述夹持部与所述固定夹具的连线方向构成所述高低周复合疲劳测试装置的轴向，所述液压驱动装置能够带动所述夹持部对待测试的所述风扇叶片施加轴向载荷；所述高周加载机构包括激振机构和刚性连接部，所述激振机构一端相对地面固定设置，另一端通过所述刚性连接部与待测试的所述风扇叶片叶身部分刚性连接，以容许所述激振机构的高频振动传导至待测试的所述风扇叶片的叶身
。2.
根据权利要求1所述的风扇叶片高低周复合疲劳测试装置，其特征在于，所述低周加载机构的所述夹持部配置为水平布置的框形结构，以容许待测试的所述风扇叶片的叶身至少部分伸入所述框形结构内；所述高周加载机构连接于所述风扇叶片的叶身位于所述框形结构内的部分
。3.
根据权利要求1或2所述的风扇叶片高低周复合疲劳测试装置，其特征在于，所述低周加载机构还包括轴承，所述轴承设置于所述夹持部与所述液压驱动装置之间，以容许所述夹持部绕所述轴向旋转
。4.
根据权利要求3所述的风扇叶片高低周复合疲劳测试装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张刚，侯亮，
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：