[發(fā)明專利]高周疲勞試驗裝置及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810528443.6
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN108593234B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邊杰;林利勝;梅慶
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)湖南動力機械研究所
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 任重;馮振寧

本發(fā)明屬于振動試驗技術(shù)領(lǐng)域，公開一種高周疲勞試驗裝置及其應(yīng)用，包括激振器和試驗件夾具，試驗件夾具包括與激振器相連的夾具主體，夾具主體外周表面對稱凸出兩根橫梁，兩根橫梁外周分別套設(shè)有第一調(diào)節(jié)抱箍和第二調(diào)節(jié)抱箍；第一調(diào)節(jié)抱箍和第二調(diào)節(jié)抱箍均包括抱箍本體和與抱箍本體固定連接的抱箍位移調(diào)節(jié)部，抱箍本體套設(shè)在橫梁外周，抱箍位移調(diào)節(jié)部設(shè)置在遠(yuǎn)離夾具主體的方向，抱箍位移調(diào)節(jié)部上具有垂直于橫梁端面的螺紋通孔，螺紋通孔內(nèi)擰設(shè)有調(diào)節(jié)螺栓，調(diào)節(jié)螺栓旋入抱箍位移調(diào)節(jié)部的端部可與橫梁端面抵接；第一調(diào)節(jié)抱箍的抱箍本體上方設(shè)有試驗件夾持部用于夾持試驗件，第二調(diào)節(jié)抱箍的抱箍本體上方設(shè)有配重塊；試驗件上方設(shè)有位移傳感器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及振動試驗技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種高周疲勞試驗裝置及其在航空發(fā)動機葉片高周疲勞試驗上的應(yīng)用。

背景技術(shù)

對于中小型航空發(fā)動機零部件如葉片來說，由于葉片的尺寸較小，其固有頻率較高，特別是其高階固有頻率普遍超過3000Hz。由于葉片裂紋排故的需要，需要對葉片進行較高激振頻率下的高周疲勞試驗，該試驗一般使用電動激振臺對葉片進行激振。

由于目前電動激振臺的激振能力有限，其激振頻率一般低于5000Hz，并且激振頻率越高，電動激振臺可提供的激振力（激振臺面加速度）越小。現(xiàn)有的葉片高周疲勞試驗用電動激振臺，一般只能在3000Hz以下的一階模態(tài)頻率對葉片進行激振。對于高階模態(tài)頻率，即使電動激振臺可提供較高的激振頻率，當(dāng)激振頻率較高時，電動激振臺的激振能力有限，不具備在較高模態(tài)頻率下為葉片提供足夠產(chǎn)生高周疲勞裂紋的激振力，達(dá)不到葉片高周疲勞試驗要求，導(dǎo)致試驗無法進行。

即使現(xiàn)有的基于試驗夾具共振的原理設(shè)計出的高周疲勞試驗夾具，試驗夾具也不具備在線調(diào)節(jié)共振頻率的功能。現(xiàn)有的調(diào)節(jié)方式只能是多次啟停電動激振臺，以試錯的方式一步步調(diào)節(jié)葉片夾持件和配重塊在夾具橫梁上的位置，來實現(xiàn)整個試驗夾具以指定頻率共振。這種調(diào)節(jié)方式不光費時費力，操作十分麻煩，并且試驗夾具共振狀態(tài)調(diào)節(jié)的精準(zhǔn)性也不高。因此，現(xiàn)有的調(diào)節(jié)方式使得基于共振原理的高周疲勞夾具設(shè)計和應(yīng)用難以真正推廣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種可在線調(diào)節(jié)共振頻率的高周疲勞試驗裝置。

本發(fā)明同時提供一種所述高周疲勞試驗裝置在航空發(fā)動機葉片高周疲勞試驗上的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種高周疲勞試驗裝置，包括激振器和可在激振器激勵下發(fā)生振動的試驗件夾具，試驗件夾具包括與激振器相連的夾具主體，夾具主體外周表面對稱凸出兩根橫梁，兩根橫梁外周分別套設(shè)有第一調(diào)節(jié)抱箍和第二調(diào)節(jié)抱箍。

第一調(diào)節(jié)抱箍和第二調(diào)節(jié)抱箍均包括抱箍本體和與抱箍本體固定連接的抱箍位移調(diào)節(jié)部，抱箍本體套設(shè)在橫梁外周，抱箍位移調(diào)節(jié)部設(shè)置在遠(yuǎn)離夾具主體的方向，抱箍位移調(diào)節(jié)部上具有垂直于橫梁端面的螺紋通孔，螺紋通孔內(nèi)擰設(shè)有調(diào)節(jié)螺栓，調(diào)節(jié)螺栓旋入抱箍位移調(diào)節(jié)部的端部可與橫梁端面抵接。

第一調(diào)節(jié)抱箍的抱箍本體上方設(shè)有試驗件夾持部用于夾持試驗件，第二調(diào)節(jié)抱箍的抱箍本體上方設(shè)有配重塊，以便當(dāng)移動第二調(diào)節(jié)抱箍時，本試驗裝置的固有頻率可調(diào)。

試驗件上方布置有用于監(jiān)測試驗件振動位移的位移傳感器。

進一步地，抱箍位移調(diào)節(jié)部呈U型結(jié)構(gòu)，抱箍位移調(diào)節(jié)部的U型端部垂直固定在抱箍本體的端面上。

更進一步地，抱箍本體與橫梁外周小間隙配合。

再進一步地，抱箍本體外周設(shè)有至少一個螺紋孔用于安裝端部與橫梁外周抵接的壓緊螺栓。