[發明專利]一種實驗室用突加高能基礎激勵試驗臺及試驗方法

有效

• 申請號: 202011047101.6
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112213062B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 韓佳奇;于飛;陳偉;趙振華;劉璐璐;羅剛
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01M7/06
• 分類號: G01M7/06;G01M15/14
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張弛

本發明公開了一種實驗室用突加高能基礎激勵試驗臺，包括空氣炮、底座、承載于底座上的試驗臺臺面、安裝在試驗臺臺面上的模擬發動機及驅動電機；所述底座與試驗臺臺面之間通過板狀彈簧或者普通多向彈簧連接；其中空氣炮、板狀彈簧安裝于試驗臺側面時即為突加側向高能基礎激勵試驗臺，可用于模擬船用燃氣輪機受近場/遠場爆炸時突加側向高能基礎激勵的作用工況；空氣炮系統、板狀彈簧安裝于試驗臺軸向時突加軸向高能基礎激勵試驗臺，可用于模擬攔阻著艦時航空燃氣輪機受突加軸向高能基礎激勵的作用工況。

技術領域

本發明涉及燃氣渦輪發動機領域，特別是燃氣渦輪發動機整機或轉子部件受突加高能基礎激勵作用試驗臺及試驗方法。

背景技術

以艦載機和航空母艦為例，在服役條件下，航空燃氣渦輪發動機會遭遇攔阻著艦，船用燃氣輪機可能遭遇近場/遠場爆炸。上述惡劣工況在發動機結構中形成的突加高能載荷，以高密度沖擊能量的方式作用于發動機，可能造成發動機整機/轉子部件動力學特性惡化和關鍵構建損傷，危及發動機結構安全性，嚴重影響其使用安全。

根據載荷作用特點，以上兩種工況下的燃氣渦輪發動機動力學響應問題研究可以概括為突加高能基礎激勵作用下燃氣渦輪發動機動力學響應問題研究。其中，近場/遠場爆炸工況可概括為外部爆炸載荷對船用燃氣輪機施加了突加側向/多向高能基礎激勵，攔阻著艦工況可概括為攔阻索對航空燃氣渦輪發動機施加了突加軸向高能基礎激勵。載荷具體特點為：載荷作用于發動機安裝基礎，經安裝結構傳遞靜子繼續傳遞至轉子；載荷能量密度高、作用時間短。

為避免突加高能基礎激勵對燃氣渦輪發動機整機/轉子部件造成結構性損傷，有必要在實驗室條件下開展突加高能基礎激勵作用下模擬發動機整機/轉子部件響應特征的試驗研究工作。在實驗室中準確模擬各工況下的突加高能基礎激勵是開展此項研究的前提。目前的現有技術中，尚未有合適的技術方案能夠較準確的對該種突加高能基礎激勵進行試驗。

故，需要設計一種實驗室用突加高能基礎激勵試驗臺解決上述問題。

發明內容

發明目的：本發明提出了一種實驗室用突加高能基礎激勵試驗臺，解決的技術問題是：能準確實現突加高能基礎激勵載荷的施加；能有效隔離試驗臺軸向、側向、垂向三方向的耦合振動；能通過改變支承彈簧的型號和安裝方式準確實現不同形式基礎激勵的施加。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用以下技術方案。

一種實驗室用突加高能基礎激勵試驗臺，包括空氣炮、底座、承載于底座上的試驗臺臺面、安裝在試驗臺臺面上的模擬發動機及驅動電機；

所述底座與試驗臺臺面之間通過板狀彈簧或者普通多向彈簧連接；

空氣炮的炮口正對方向選擇以下三個方向的其中之一：

方向(1)、空氣炮的炮口正對試驗臺臺面的側面，且空氣炮發射方向與驅動電機的輸出軸垂直；

方向(2)、板狀彈簧的板面垂直驅動電機的輸出軸方向安裝在底座與試驗臺臺面之間，空氣炮的炮口正對板狀彈簧的板面，且空氣炮發射方向與驅動電機的輸出軸平行；

方向(3)、試驗臺臺面的側緣上安裝有撞擊板，該撞擊板設有撞擊面，且該撞擊面的延伸方向與驅動電機的輸出軸延伸方向形成一個銳角的夾角，空氣炮的炮口正對撞擊面，且空氣炮發射方向與撞擊面垂直。

進一步的，在空氣炮的炮口正對方向(1)時，底座與試驗臺臺面之間通過板狀彈簧連接，且板狀彈簧的上端內側直接與試驗臺臺面側面固定，板狀彈簧的下端內側直接與底座側面固定。

進一步的，在空氣炮的炮口正對方向(2)時，底座側面向外凸出有下連接塊，試驗臺臺面側面向外凸出有上連接塊，所述板狀彈簧的上端內側直接與上連接塊固定，板狀彈簧的下端內側直接與下連接塊固定，板狀彈簧的板面與驅動電機的輸出軸垂直。