[發明專利]一種可連續調節葉片考核截面應力分布的高溫疲勞試驗夾具及方法

有效

• 申請號: 201611191402.X
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106644702B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 胡殿印;王榮橋;劉輝;劉茜;蔣康河
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01N3/04
• 分類號: G01N3/04;G01M5/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

1.一種可連續調節葉片考核截面應力分布的高溫疲勞試驗夾具，其特征在于：所述試驗夾具的材料為耐熱合金模具鋼，表面發藍處理；

所述高溫疲勞試驗夾具包括：包括：上夾頭、下夾頭、上叉子、下叉子、渦輪盤近似件、葉片組合夾具、前擋板、后擋板、2個長銷釘、2個短銷釘、6個長螺栓、16個調節螺栓、16個彈簧；其中，上、下夾頭分別固定于疲勞試驗機的上、下夾具上；上、下叉子為設置有通孔的Y形連接器，通過短銷釘分別與上、下夾頭連接；渦輪盤近似件通過短銷釘與下叉子連接，并加工有榫槽與葉片榫齒進行配合，由前、后擋板防止葉片承受機械載荷時滑出榫槽及冷卻氣流的泄露；前擋板伸出一截空心圓管，用于空心渦輪葉片冷卻氣體的通入；該葉片組合夾具為分半式臺階矩形板料結構，并分別設有內孔、沉頭孔、水冷孔和螺栓孔：其內孔形狀與葉片型面保持一致，沉頭孔則與待測葉片的葉冠相配合，通過內孔與葉片型面間的摩擦力和葉冠傳遞機械載荷；其水冷孔與水冷系統相連，用于冷卻葉片組合夾具；其四個螺栓孔用于長螺栓壓緊分半組合夾具，為組合夾具的內孔與葉片接觸表面提供足夠的法向載荷；由銷釘所連接的組件稱為關節，試驗夾具共有四個關節，通過各個關節上的調節螺栓調整葉片與疲勞試驗機主軸方向的夾角，進而實現葉片的偏心拉伸，實現葉片考核界面工作應力場的模擬；同時，調節后位于螺桿中的壓緊彈簧由于恢復力將保持螺栓的緊固長度不變，進而可重復拆卸而無需再次調節。

2.一種利用權利要求1所述的夾具進行可連續調節葉片考核截面應力分布的高溫疲勞試驗方法，其特征在于步驟如下：

(1)按照權利要求1所述安裝好試驗夾具；

(2)分別調節上、下兩個關節兩側調節螺栓，使葉片產生扭轉變形；

(3)分別調節中間兩個關節兩側調節螺栓，使葉片產生彎曲變形；

(4)按照試驗載荷譜通過電液伺服疲勞試驗機對葉片施加疲勞載荷；

(5)試驗結束后，直接擰出葉片組合夾具、前擋板和后擋板兩側的2個長螺栓，便可實現葉片的拆卸；

(6)16個調節螺栓中套有的16個彈簧，將保持調節螺栓的緊固長度不變，下次試驗則無需再次調節應力場。