[发明专利]一种航空发动机轮盘裂纹予制试验系统及试验方法

权利要求书

1.一种航空发动机轮盘裂纹预制试验系统，其特征在于：包括拉力传感器(3)、液压作动筒(5)、伺服阀(6)、试验控制器(7)、支架(14)和底座(15)；

发动机轮盘(9)通过支架(14)水平固定在底座(15)上，钢丝绳一(8)和钢丝绳二(11)分别卡在发动机轮盘(9)的榫槽处，钢丝绳一(8)和钢丝绳二(11)与发动机轮盘(9)半径方向垂直，从相反方向对发动机轮盘(9)施加拉力；钢丝绳一(8)依次连接液压作动筒(5)、第二连接杆(4)和拉力传感器(3)、第一调节螺杆(2)和第一连接杆(1)后进行固定，钢丝绳二(11)依次连接第二调节螺杆(12)和第三连接杆(13)后进行固定；

拉力传感器(3)，液压作动筒(5)的伺服阀(6)均与试验控制器(7)连接，发动机轮盘(9)切线方向的拉力大小由试验控制台(7)控制加载单元进行加载。

2.根据权利要求1所述的航空发动机轮盘裂纹预制试验系统，其特征在于：所述发动机轮盘(9)通过压紧螺栓(10)固定在支架(14)上。

3.一种基于权利要求1试验系统的航空发动机轮盘裂纹预制试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在靠近发动机轮盘(9)的榫槽槽底边缘处，沿垂直于发动机轮盘(9)半径方向粘贴应变计(16)；

2)手动控制加载单元进行对发动机轮盘(9)逐步施加拉向载荷，使用静态应变测量仪对发动机轮盘(9)榫槽位置应变值进行测量，直至测量处的应变值达到发动机轮盘(9)材料的屈服极限σ_s时，记录此时对应的试验载荷F；考虑应力散度系数，转换为最终的试验载荷F；

3)软件模拟发动机轮盘(9)的受力状态，计算发动机轮盘(9)在屈服极限σ_s下，出现裂纹的预定安全循环数；

4)在确定的试验载荷F下进行疲劳试验，在试验循环数临近预定安全循环数时，应每隔50个循环进行无损探伤检查一次，观察是否有裂纹出现；

5)当发动机轮盘(9)的榫槽槽底处出现0.76mm裂纹时，试验结束。

4.根据权利要求3所述的航空发动机轮盘裂纹预制试验方法，其特征在于：步骤3)中利用ANSYS软件模拟发动机轮盘(9)的受力状态，计算发动机轮盘(9)在屈服极限σ_s下，出现裂纹的预定安全循环数。

5.根据权利要求3所述的航空发动机轮盘裂纹预制试验方法，其特征在于：步骤4)在确定的试验载荷F下进行疲劳试验，试验载荷谱为梯形载荷谱，每次循环保载时间为3秒。