[实用新型]一种用于超高温烧蚀性能考核试验的试样夹具

说明书

技术领域

本实用新型涉及材料的超高温烧蚀性能考核领域，具体涉及一种用于材料超高温烧蚀性能考核试验的试样夹具。

背景技术

火箭发动机，航天飞行器等的高温耐热部件长期在超高温烧蚀环境下服役，对高温耐热部件材料的抗烧蚀性能提出了越来越严苛的要求。抗烧蚀性能是评价该类材料可用性的重要指标，在材料研发阶段和实际使用之前，需要对其抗烧蚀性能进行系统全面的考核评价。

用于材料抗烧蚀性能考核的试验方法主要包括装机飞行试验和地面模拟试验。装机飞行试验考核过程非常复杂，成本高昂，准备周期长，一般在技术和材料均比较成熟后实施，用于对耐高温材料进行最终的烧蚀验证。相比而言，地面模拟试验周期短、成本低，试验过程可控性强，适用于频繁试验的基础性能研究，是研究材料抗烧蚀性能的有效方法。目前，研究材料抗烧蚀性能的地面模拟试验方法包括电弧等离子风洞烧蚀、燃气风洞烧蚀、小型发动机尾焰烧蚀、超音速火焰烧蚀和氧乙炔焰烧蚀等。在烧蚀性能考核试验过程中，被考核试样承受高速、超高温燃气冲刷和烧蚀，燃气温度可达3000℃左右，待考核试样在数秒内被加热到很高温度，要求待考核试样的夹持装置能承受高温燃气的冲刷并能同时施加相应的夹持载荷。目前，烧蚀试验中待考核试样的夹具多采用石墨、耐火材料等制作，夹具材料在烧蚀试验中也会发生一定程度的氧化和烧蚀，试样夹具多为一次性使用且较难用于试样的长时间超高温烧蚀考核。为了保证烧蚀试验的一致性和材料的长时间超高温烧蚀性能考核，需要开发一种用于超高温烧蚀性能考核试验的可重复使用试样夹具。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于超高温烧蚀性能考核试验的试样夹具以克服现有技术中夹具不能长期、重复使用和耐受超高温燃气冲刷的缺陷。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于超高温烧蚀性能考核试验的试样夹具，包括夹具固定支座，夹具固定支撑臂，夹具可调节支撑臂，试样夹持槽口，夹具可调节支撑臂调节导轨和支撑臂循环水冷系统；

夹具固定支撑臂固定在夹具固定支座上；

夹具可调节支撑臂调节导轨为相互平行的两条，均固定在夹具固定支座上；所述夹具固定支撑臂轴线和夹具可调节支撑臂轴线平行，平行轴线与两条夹具可调节支撑臂调节导轨的中心线在同一平面上；

夹具可调节支撑臂垂直连接在两条夹具可调节支撑臂调节导轨上，且可在夹具可调节支撑臂调节导轨上移动，以调节夹具固定支撑臂和可调节支撑臂间的距离；

试样夹持槽口分别位于夹具固定支撑臂和夹具可调节支撑臂顶部，槽口内部设置热电偶测量被考核试样的背面温度；

夹具固定支撑臂和夹具可调节支撑臂内部中空，内部设支撑臂循环水冷系统。

优选地，所述支撑臂循环水冷系统由分别位于夹具固定支撑臂外侧和夹具可调节支撑臂外侧的冷却水进水管和分别位于夹具固定支撑臂和夹具可调节支撑臂内部的水流通道与冷却水出水管组成；

冷却水出水管的管道上端为循环水回流入水口，并与试样夹持槽口保持有空间距离；冷却水出水管的管道下端延伸至夹具固定支座水平面下方，冷却水出水管的管道下端为循环水回流出水口。

优选地，所述夹具固定支座采用螺纹连接、卡钳夹紧方式在夹持试样过程中予以固定。

优选地，所述夹具固定支撑臂采用焊接或螺纹连接的方式固定在夹具固定支座上。

优选地，夹具可调节支撑臂调节导轨有平行的两条，二者轴线垂直距离为50-500mm。

本实用新型的试样夹具在使用时，其夹具固定支撑臂和可调节支撑臂的循环水从进水管流入，流经支撑臂内部中空水流通道，从循环水回流入水口回流进入出水管管道，从出水管的循环水回流出水口流出；

(三)有益效果

本实用新型提供的试样夹具可耐受超高温燃气的冲刷，可耐受 2000℃以上的超高温；能够夹持大小不同尺寸形状的待考核试样，适用范围广；可重复使用，且使用寿命长，夹具结构简单，试样安装方便适用性强。

附图说明

图1为本实用新型用于超高温烧蚀性能考核试验的试样夹具俯视图。5为夹具可调节支撑臂调节导轨，501和502分别为平行的两条夹具可调节支撑臂调节导轨，101、102、103和104为固定支座紧固螺纹，201和201为夹具固定支撑臂紧固螺纹，301和302为夹具可调节支撑臂紧固螺纹。