[發明專利]高周疲勞試驗裝置及其應用

有效

• 申請號: 201810528443.6
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN108593234B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 邊杰;林利勝;梅慶
• 申請（專利權）人: 中國航發湖南動力機械研究所
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任重;馮振寧

本發明屬于振動試驗技術領域，公開一種高周疲勞試驗裝置及其應用，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有第一調節抱箍和第二調節抱箍；第一調節抱箍和第二調節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節部，抱箍本體套設在橫梁外周，抱箍位移調節部設置在遠離夾具主體的方向，抱箍位移調節部上具有垂直于橫梁端面的螺紋通孔，螺紋通孔內擰設有調節螺栓，調節螺栓旋入抱箍位移調節部的端部可與橫梁端面抵接；第一調節抱箍的抱箍本體上方設有試驗件夾持部用于夾持試驗件，第二調節抱箍的抱箍本體上方設有配重塊；試驗件上方設有位移傳感器。

技術領域

本發明涉及振動試驗技術領域，具體地，涉及一種高周疲勞試驗裝置及其在航空發動機葉片高周疲勞試驗上的應用。

背景技術

對于中小型航空發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以下的一階模態頻率對葉片進行激振。對于高階模態頻率，即使電動激振臺可提供較高的激振頻率，當激振頻率較高時，電動激振臺的激振能力有限，不具備在較高模態頻率下為葉片提供足夠產生高周疲勞裂紋的激振力，達不到葉片高周疲勞試驗要求，導致試驗無法進行。

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

發明內容

本發明解決的技術問題在于克服現有技術的缺陷，提供一種可在線調節共振頻率的高周疲勞試驗裝置。

本發明同時提供一種所述高周疲勞試驗裝置在航空發動機葉片高周疲勞試驗上的應用。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

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有第一調節抱箍和第二調節抱箍。

第一調節抱箍和第二調節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節部，抱箍本體套設在橫梁外周，抱箍位移調節部設置在遠離夾具主體的方向，抱箍位移調節部上具有垂直于橫梁端面的螺紋通孔，螺紋通孔內擰設有調節螺栓，調節螺栓旋入抱箍位移調節部的端部可與橫梁端面抵接。

第一調節抱箍的抱箍本體上方設有試驗件夾持部用于夾持試驗件，第二調節抱箍的抱箍本體上方設有配重塊，以便當移動第二調節抱箍時，本試驗裝置的固有頻率可調。

試驗件上方布置有用于監測試驗件振動位移的位移傳感器。

進一步地，抱箍位移調節部呈U型結構，抱箍位移調節部的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。