[发明专利]一种TGMF试验中试件考核段壁厚方向温度梯度的获取方法

权利要求书

1.一种TGMF试验中试件考核段壁厚方向温度梯度的获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)完成空心圆管试件与上夹具组装，将上夹具夹紧在疲劳试验机上；

(2)通过空气压缩机、气动三联件、质量流量控制器协同提供标准状况下的压力和质量流量恒定的压缩空气，并将所述空气通入上夹具气嘴；

(3)制作两个独立的感应加热线圈，通过调整所述线圈匝数和半径大小，保证空心圆管试件考核段的外壁面温度场均匀，同时采用热电偶测量得到空心圆管试件考核段的外壁面温度；

(4)在零应力状态下，进行温度循环，将热电偶和皮托管通过空心圆管试件下方气流通道，深入空心圆管试件考核段内部的气流进口处和气流出口处，分别测量所述考核段内部的气流进口处和气流出口处的气流温度、总压和静压，在获取所述考核段内部进出口处的气流温度和压力后，进行下夹具装配；

(5)以步骤(3)的空心圆管试件考核段的外壁面温度，步骤(4)的空心圆管试件考核段内部进出口处的气流温度和压力作为输入条件，通过有限元软件进行流固耦合计算，获取考核段壁厚方向温度梯度。

2.根据权利要求1所述的一种TGMF试验中试件考核段壁厚方向温度梯度的获取方法，其特征在于：所述步骤(1)中，上夹具由带气流通道的夹头、转接、气嘴组成，上夹具安装过程为：分别将空心圆管试件和带气流通道的夹头旋入转接，并调节旋入深度保证空心圆管试件和上夹具的夹头顶端接触，将上夹具的夹头夹紧在疲劳试验机上，将气嘴旋入夹头。

3.根据权利要求1所述的一种TGMF试验中试件考核段壁厚方向温度梯度的获取方法，其特征在于：所述步骤(2)中，空气压缩机、气动三联件、质量流量控制器协同提供标准状况下的压力和质量流量恒定的干燥压缩空气的过程为：空气压缩机产生连续但压强、流量均不稳定的气流，然后通过气动三联件对气流进行过滤、干燥、和减压至恒定压力，最后稳压后的气流经过质量流量控制器后实现流量稳定。

4.根据权利要求1所述的一种TGMF试验中试件考核段壁厚方向温度梯度的获取方法，其特征在于：所述步骤(3)中，所述两个独立的感应加热线圈在安装时同心，且靠近压缩空气进口的线圈匝数比 靠近压缩空气出口的线圈匝数多，在TGMF试验中，由于冷却气流在流过加热状态的空心圆管试件考核段内部时会被逐步加热，因此其对流换热能力逐步降低；通过增加空心圆管试件考核段入口处感应加热线圈匝数、减小感应加热线圈直径，使得空心圆管试件考核段入口处线圈加热能力增强，平衡冷却气流从考核段入口到考核段出口逐渐降低的对流换热能力，从而保证试件考核段外壁面温度场的均匀性。

5.根据权利要求1或4所述的一种TGMF试验中试件考核段壁厚方向温度梯度的获取方法，其特征在于：所述两个独立的感应加热线圈为两个涡旋状感应加热线圈，靠近压缩空气进口的线圈匝数为3匝，而靠近压缩空气出口的线圈匝数为2匝。

6.根据权利要求1所述的一种TGMF试验中试件考核段壁厚方向温度梯度的获取方法，其特征在于：所述步骤(4)中，下夹具装配过程为:首先将转接旋入空心圆管试件，然后将带气流通道的夹头旋入转接，通过调节转接和夹头的旋入深度保证空心圆管试件和下夹具的夹头顶端接触，最后将气嘴旋入夹头。