[發(fā)明專利]一種高溫振動模擬設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910263228.2
• 申請日: 2019-04-02
• 公開（公告）號: CN109827735B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊麗;劉志遠;嚴(yán)剛;朱旺;周益春
• 申請（專利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類號: G01M7/06
• 分類號: G01M7/06;G01M15/02
• 代理公司: 北京中政聯(lián)科專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11489
• 代理人: 陳超

一種高溫振動模擬設(shè)備，包括：高溫加載爐、試樣夾具、振動加載裝置；高溫加載爐包括相對設(shè)置的第一爐體和第二爐體，第一爐體與第二爐體設(shè)置為能夠相互閉合或分離，第一爐體與第二爐體閉合形成密閉空間；試樣夾具設(shè)置在密閉空間內(nèi)；振動加載裝置與試樣夾具連接，用于帶動試樣夾具上的試樣振動。通過高溫加載爐的第一爐體和第二爐體的閉合或分離實現(xiàn)高溫加載爐內(nèi)溫度的快速升溫和降溫，振動加載器傳遞高頻率振動工況給試樣，以實現(xiàn)不同參數(shù)的高溫高頻率振動服役環(huán)境，以便研究試樣的高溫振動失效機理，其中，試樣包括渦輪葉片/試片以及帶熱障涂層的渦輪葉片/試片，為渦輪葉片及熱障涂層的工藝優(yōu)化與自主設(shè)計提供技術(shù)支持，提高渦輪葉片/試片和熱障涂層的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空發(fā)動機領(lǐng)域，具體涉及一種高溫振動模擬設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著航空發(fā)動機不斷的發(fā)展和進步，渦輪葉片前緣進口溫度不斷提高，渦輪葉片部件在高溫氧化、熱疲勞、沖蝕、腐蝕、高離心力和高頻振動等服役環(huán)境下失效制約著航空發(fā)動機的發(fā)展，故研究渦輪葉片部件在服役環(huán)境下的失效機理，是改進工藝、優(yōu)化設(shè)計的核心與關(guān)鍵。

目前國內(nèi)外針對研究渦輪葉片部件的服役工況開展了大量的裝置研究，一方面是模擬高溫氧化、熱疲勞等工況的裝置，包括高溫爐、自動熱循環(huán)爐等；另一方面是模擬沖蝕和腐蝕工況的裝置，如德國國家能源研究中心研制的沖蝕裝置可以模擬高溫沖蝕、熱沖擊、溫度梯度等服役環(huán)境，湘潭大學(xué)研制的服役環(huán)境模擬與測試裝置，可以實現(xiàn)高溫、沖蝕、CMAS腐蝕服役環(huán)境的一體化模擬。還有一些模擬高速旋轉(zhuǎn)工況的裝置，如北京航空航天大學(xué)采用材料試驗機與電加熱的方式，模擬渦輪葉片部件高速旋轉(zhuǎn)的離心拉應(yīng)力與高溫載荷的共同作用。然而，目前關(guān)于渦輪葉片部件振動失效的模擬僅能實現(xiàn)低溫低頻率振動環(huán)境模擬，因此，研制渦輪葉片熱障涂層高溫下高頻振動的服役環(huán)境模擬裝置來彌補渦輪葉片部件在高溫振動失效研究的不足，為渦輪葉片部件的工藝優(yōu)化與自主設(shè)計提供技術(shù)支持，提高渦輪葉片及熱障涂層的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

(一)發(fā)明目的

本發(fā)明的目的是提供一種高溫振動模擬設(shè)備，包括：高溫加載爐、試樣夾具、振動加載裝置；所述高溫加載爐包括相對設(shè)置的第一爐體和第二爐體，所述第一爐體與所述第二爐體設(shè)置為能夠相互閉合或分離，所述第一爐體與所述第二爐體閉合形成密閉空間，用于給試樣提供高溫環(huán)境；所述試樣夾具設(shè)置在密閉空間內(nèi)，用于固定和控制試樣的振動模式；所述振動加載裝置與所述試樣夾具連接，用于帶動所述試樣夾具上的所述試樣振動。

進一步地，所述第一爐體設(shè)置為能夠朝靠近或遠離所述第二爐體的方向移動；和/或所述第二爐體設(shè)置為能夠朝靠近或遠離所述第一爐體的方向移動。

進一步地，所述高溫振動模擬設(shè)備還包括移動裝置，其與所述第一爐體和/或所述第二爐體連接，用于帶動所述第一爐體和/或所述第二爐體移動，使得所述第一爐體與所述第二爐體相互閉合或分離。

進一步地，所述移動裝置包括：滑軌和滑塊；所述滑軌固定在預(yù)設(shè)位置；所述滑塊與所述第一爐體和/或所述第二爐體連接；所述滑塊沿所述滑軌滑動，使得所述第一爐體和/或所述第二爐體移動。

進一步地，所述移動裝置還包括至少一個限位塊；所述限位塊設(shè)置于所述滑軌的端部，以限制所述第一爐體和/或所述第二爐體的移動距離。

進一步地，所述第一爐體在與所述第二爐體的連接處設(shè)置有凹槽；所述第二爐體在與所述第一爐體的連接處設(shè)置有與所述凹槽尺寸相匹配的凸起；所述凹槽與所述凸起配合，使得所述第一爐體與所述第二爐體閉合形成密閉空間，以防止?fàn)t體內(nèi)熱量散失。

進一步地，所述高溫加載爐內(nèi)設(shè)置有加熱管，所述加熱管設(shè)置所述在第一爐體和/或所述第二爐體的內(nèi)壁上。

進一步地，所述高溫加載爐上設(shè)置有檢測窗口，所述檢測窗口由耐高溫透明材料制成。