[發明專利]一種聲靜聯合加載試驗裝置及方法

有效

• 申請號: 201410285769.2
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN104034524B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 王琰;郭定文;王秋蓉
• 申請（專利權）人: 中國飛機強度研究所
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙)11526
• 代理人: 劉麗萍

技術領域

本發明屬于聯合載荷加載試驗技術，具體涉及一種聲靜聯合加載試驗裝置及方法。

背景技術

目前，一般的行波管只能施加聲載荷，而一些結構在受聲載荷的同時還受靜載荷的作用，靜載荷產生的靜應力作為平均應力對聲疲勞壽命有影響，它影響結構或材料的聲疲勞S-N曲線，通常拉伸平均應力會降低結構的聲疲勞壽命。當靜載荷與聲載荷聯合作用于結構時，結構關鍵位置的應力響應特點是在靜載荷引起的平均應力上疊加聲激勵引起的振動應力，從而存在較大不確定性。

發明內容

本發明的目的是：提供一種能夠實現同時加載聲載荷和靜載荷的試驗裝置及方法，為研究靜載荷對聲疲勞壽命的影響提供依據。

本發明的技術方案是：一種聲靜聯合加載試驗裝置，其包括測力傳感器、螺桿、上T型壓條、試驗件、行波管、下T型壓條，其中，所述行波管為回型管，其上壁留有安裝螺桿的螺栓孔，螺桿穿過行波管上臂后連接上T型壓條，上T型壓條下端連接試驗件，試驗件另一端與設置在行波管的下壁的下T型壓條連接，電動氣流揚聲器安裝在行波管的前方用來提供聲載荷。

行波管的下壁面設計一出線孔，用于應變測量線的引出。

所述行波管的側壁設計傳聲器安裝孔。

一種聲靜聯合加載試驗方法，其包括如下步驟：

步驟1：設計行波管:

設計與現有行波管寬高相同的一段行波管，在行波管的上壁留有安裝螺桿的螺栓孔，一下T字型壓條與行波管的下壁面連接用于安裝試驗件，在行波管的下壁面設計一出線孔，用于應變測量線等的引出，在行波管的側壁設計安裝傳聲器的孔；

步驟2：安裝試驗件:

試驗件的一端通過下T字型壓條固定在行波管的下壁，另一端與上T字型壓條連接，上T字型壓條通過螺桿與行波管上壁連接，上T字型壓條與螺桿通過螺母固定；

步驟3：聲靜聯合加載

在螺桿上套一螺母，通過擰緊螺母來施加靜載荷，擰緊力矩不同，靜載荷大小不同，用測力傳感器來測試所加靜載荷的大小，同時通過電動氣流揚聲器對試驗件施加載荷。

聲場通過高聲強噪聲試驗控制系統對聲場進行閉環控制。

本發明的優點是：本發明通過螺母來實現靜載荷的加載，通過不同大小的擰緊力矩施加不同大小的靜載荷，通過揚聲器實施聲載荷加載，結構簡單，實施操作方便，試驗成本低。

附圖說明

圖1為揚聲器與行波管連接示意圖。

圖2為圖1中的聲靜聯合加載試驗裝置示意圖。

圖3為條形試驗件示意圖。

圖4為靜應力對聲疲勞壽命的影響示意圖。

圖中：1-測力傳感器，2-螺桿，3-螺母，4-螺母，5-上T型壓條，6-試驗件，7-行波管，8-下T型壓條。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明做進一步的說明：

請參閱圖2，其為本發明聲靜聯合加載試驗裝置示意圖。本發明聲靜聯合加載試驗裝置包括測力傳感器、螺桿、上T型壓條、試驗件、行波管、下T型壓條。其中，所述行波管為回型管，其上壁留有安裝螺桿2的螺栓孔，螺桿穿過行波管上壁后連接上T型壓條5，上T型壓條下端連接試驗件，試驗件另一端與設置在行波管的下壁的下T型壓條連接，另外，所述行波管的下壁面設計一出線孔，用于應變測量線等的引出，在行波管的側壁設計安裝傳聲器的孔。本試驗裝置結構設計簡單，通過螺桿、螺母實現了在行波管中靜載荷的加載。

如圖3所示，所述試驗件為條形試驗件，兩端均設置有用于分別與上下T型壓條螺紋連接的連接孔，試驗件的寬度及連接孔的尺寸根據《發動機葉片及材料振動疲勞試驗方法》(HB5277-84)中葉片試件的尺寸設計，試驗件長度根據行波管的高度設計。

本發明聲靜聯合加載試驗方法的具體實施過程如下：

(1)設計行波管：設計與現有行波管寬高相同的一段行波管7，在行波管的上壁留有安裝螺桿2的螺栓孔，一“T”字型壓條8與行波管的下壁面連接用于安裝試驗件，在行波管的下壁面設計一出線孔，用于應變測量線等的引出，在行波管的側壁設計安裝傳聲器的孔；

(2)安裝試驗件：試驗件的一端通過“T”字型壓條8固定在行波管的下壁，另一端與“T”字型壓條5連接，“T”字型壓條5通過螺桿2與行波管上壁連接，“T”字型壓條與螺桿通過螺母4固定；

(3)聲靜聯合加載：在螺桿2上套一螺母3，通過擰緊螺母3來施加靜載荷，擰緊力矩不同，靜載荷大小不同，用測力傳感器1來測試所加靜載荷的大小，同時聲載荷通過電動氣流揚聲器來施加，聲場通過高聲強噪聲試驗控制系統進行閉環控制。