[發明專利]空泡作用下海水環境疲勞試驗裝置

在審

• 申請號: 201810992834.3
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN109100131A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 韋朋余;顧民;陳哲;劉家瑞;朱全華;劉長德;劉登成;王連;張亦龍
• 申請（專利權）人: 中國船舶科學研究中心（中國船舶重工集團公司第七0二研究所）
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01M10/00
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

一種空泡作用下海水環境疲勞試驗裝置，包括疲勞試驗機，所述疲勞試驗機的一旁安裝有海水循環系統，另一旁安裝有海水環境模擬裝置，所述海水環境模擬裝置與海水循環系統連通，所述海水環境模擬裝置的前方設置有控制裝置。以真實環境考核其結構安全性能，確保其在服役期間不會因空泡、海水等因素的影響而引起疲勞失效，解決了現有裝置無法準確考核槳葉結構的空泡疲勞問題，揭示多變量載荷的力學機理，實現槳葉在海洋極端條件下服役性能評估，為螺旋槳結構性能驗證和評估提出一種新的技術途徑，有效提高了槳葉結構的安全可靠性。整個發明裝置結構布局合理，系統簡潔可靠，安裝操作方便，實現自動控制，大大提高試驗效率。

技術領域

本發明涉及疲勞試驗裝置技術領域，尤其是一種空泡作用下海水環境疲勞試驗裝置。

背景技術

船舶的螺旋槳在海洋環境長期服役過程中，不僅要承受風、流和二階波浪力導致的穩態力，而且還要承受使用過程中頻繁加速、減速、變向等操作導致的交變非穩態力，使得螺旋槳在實際運行過程中長期處于交變應力狀態，易產生疲勞問題。同時螺旋槳在高速的運轉過程中會產生高速水流，形成低壓和/或超低壓區，發生空泡現象。空泡破滅會對附近的固體表面產生微射流，射流的強度超過基材的強度就會產生剝離作用，使得基件表面產生空洞和麻面，槳葉橫截面積會隨之減小，嚴重引發槳葉斷裂現象，同時槳葉光滑表面遭到破壞，其升力下降導致推力減小。特別是空泡狀態下槳葉受力特性，制約著一系列關鍵部件的強度評估問題。

現有技術中，對于槳葉的性能考核主要集中在疲勞載荷作用下的槳葉結構強度試驗或空泡作用下的槳葉性能試驗，沒有考慮在空泡和海水環境耦合作用下槳葉結構疲勞性能，導致槳葉在使用過程中會出現突然失效現象，對裝備帶來很大的安全風險。現有技術中空泡試驗通常采用待測試件夾持在高速旋轉的電機上，然后向水中吹入氣泡束，高速旋轉一定時間，旋轉的作用加上往水中吹入的氣泡會對試件表面有一定的蝕刻作用，進而做空泡模擬運行試驗。這種高速旋轉的方法無法與疲勞試驗機加載方式共同作用，滿足不了性能考核要求。因此研制一種空泡作用下海水環境疲勞試驗裝置，在實驗室內實現對槳葉結構綜合性能安全考核是本發明要解決的主要問題。

發明內容

本申請人針對上述現有生產技術中的缺點，提供一種結構合理的空泡作用下海水環境疲勞試驗裝置，從而可以大大提高試驗的可靠性，提高試驗效率。

本發明所采用的技術方案如下：

一種空泡作用下海水環境疲勞試驗裝置，包括疲勞試驗機，所述疲勞試驗機的一旁安裝有海水循環系統，另一旁安裝有海水環境模擬裝置，所述海水環境模擬裝置與海水循環系統連通，所述海水環境模擬裝置的前方設置有控制裝置。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述疲勞試驗機的輸出端安裝有第一絲桿，所述通過過渡連接工裝與海水環境模擬裝置的第二絲桿連接。

所述疲勞試驗機采用立柱式電液伺服疲勞試驗機。

所述海水環境模擬裝置的結構為：包括海水環境箱，所述海水環境箱的四面均設置有光學玻璃窗，所述海水環境箱的底部安裝有集水盤，集水盤的底部安裝有第二絲桿，所述第二絲桿通過過渡工裝與疲勞試驗機連接；還包括海水循環系統，所述海水循環系統分成回水箱和清水箱，所述集水盤通過軟管與回水箱連接。

光學玻璃窗采用K9光學玻璃制造。