[发明专利]用于高速硬物冲击试验中模拟离心力试验装置

说明书

本发明公开了一种用于高速硬物冲击试验中模拟离心力试验装置，包括可调支承组件、离心力加载组件、夹具、高速冲击试验台，所述可调支承组件包括固定于高速冲击试验台两侧的两块夹板，两块夹板之间固定有三根光杆导轨，高速冲击试验台上方的两根光杆导轨之间连接有两个导向支架，两个导向支架之间连接有底板；所述离心力加载组件包括置于底板上的传力内框架和承力外框架，传力内框架位于承力外框架内；所述夹具包括上夹头和下夹头，上夹头和下夹头中各设置有一个夹块，两个夹块之间用于安装试样。本发明实现了模拟航空发动机高速旋转的叶片与硬物的实际撞击条件，能够产生更真实的外物损伤。

技术领域

本发明涉及一种用于高速硬物冲击试验中模拟离心力试验装置，属于航空发动机外物损伤容限设计与维护领域。

背景技术

金属、碎片、砂砾、石块等硬物伴随着气流进入发动机气流通道与高速旋转的叶片发生碰撞形成的冲击损伤是加重叶片疲劳失效的重要原因之一。尽管人们提出了例如飞机跑道外物清扫、地勤人员维修工具检查与控制等外物损伤预防措施，但外物损伤总是不可避免的。对于不可避免的外物损伤问题，叶片设计时应使叶片具有一定的外物损伤容限能力，在保证安全与性能的前提下，减少叶片在发生一定程度的外物损伤后拆卸维修和更换的次数，提高经济性和战备完好性。

航空发动机外物损伤容限设计与维护主要基于在实验室条件下模拟真实的外物损伤和外物损伤后材料与结构的疲劳性能评估两个方面。而其中如何在实验室条件下模拟出更真实的外物损伤是该领域的基本问题。硬物与高速旋转的航空发动机风扇/压气机转子叶片发生碰撞时，叶片自身也承受着巨大的离心力载荷。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于高速硬物冲击试验中模拟离心力试验装置，以实现模拟航空发动机高速旋转的叶片与硬物的实际撞击条件，以产生更真实的外物损伤的目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于高速硬物冲击试验中模拟离心力试验装置，包括可调支承组件、离心力加载组件、夹具、高速冲击试验台，其中：

所述可调支承组件包括固定于高速冲击试验台两侧的两块可调夹板，两块可调夹板之间固定有三根光杆导轨，其中两根光杆导轨位于高速冲击试验台上方，且同处一个水平面，另外一根光杆导轨位于高速冲击试验台下方；高速冲击试验台上方的两根光杆导轨之间连接有两个导向支架，两个导向支架之间连接有底板；

所述离心力加载组件包括置于底板上的传力内框架和承力外框架，传力内框架位于承力外框架内，所述传力内框架包括上传力板、下传力板，上传力板和下传力板之间通过四个传力立杆连接；所述承力外框架包括与底板连接的四个下支柱，四个下支柱上端连接有承力中板，承力中板上连接有四个上支柱，四个上支柱的上端连接有承力顶板；下传力板与承力中板之间设置有液压作动筒，液压作动筒通过液压油管连接有液压油泵；上传力板上固定有拉压力传感器，拉压力传感器通过导线与位于离心力加载组件外的拉压力数显表连接；

所述夹具包括上夹头和下夹头，上夹头固定于承力顶板底部，下夹头固定于拉压力传感器上，且上夹头和下夹头上下对应；上夹头和下夹头中各设置有一个夹块，两个夹块之间用于安装试样。

所述可调夹板为L形，其底部设置有定位螺栓，定位螺栓与可调夹板底部螺纹连接，并穿过可调夹板底部，其端部顶在高速冲击试验台底部；其中一个可调夹板上设置有手动螺丝杆，手动螺丝杆穿过该可调夹板，端部顶在靠近该可调夹板的导向支架上。

所述光杆导轨的两端带有螺柱，光杆导轨通过螺柱与螺母固定于两块可调夹板之间。

两个导向支架与底板通过螺栓连接。

所述传力立杆的端部设置有螺纹，四个传力立杆通过螺纹与上传力板、下传力板连接。