[发明专利]一种航空发动机涡轮叶片取样夹具设计方法

权利要求书

1.一种航空发动机涡轮叶片取样夹具设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、获取与需要进行取样的涡轮工作叶片相关的预定数据；

步骤二、对所述涡轮工作叶片进行强度分析；

步骤三、选取所述涡轮工作叶片的取样位置；

步骤四、以待取样涡轮工作叶片的榫头底面为基准面，进行榫槽形取样夹具初步设计；

步骤五、建立基于取样位置的局部坐标系；

步骤六、基于所述局部坐标系，对步骤四中初步设计得到的榫槽形取样夹具进行定位面设计；

步骤七、基于步骤六形成的取样夹具，对步骤三确定的取样位置进行真实叶片取样；

步骤八、基于步骤七取样试验，进行模拟试验件加工与试验，根据试验结果判断取样夹具设计是否有效；有效则获得最终取样夹具，否则返回步骤三重新选取所述涡轮工作叶片的取样位置，并重复后续步骤。

2.根据权利要求1所述的航空发动机涡轮叶片取样夹具设计方法，其特征在于，所述步骤一中的预定数据包括：

所述涡轮工作叶片的三维几何模型，以及强度分析用计算状态、材料性能数据、气动数据和温度数据。

3.根据权利要求2所述的航空发动机涡轮叶片取样夹具设计方法，其特征在于，在所述步骤二中，是应用ANSYS软件进行涡轮工作叶片强度分析。

4.根据权利要求3所述的航空发动机涡轮叶片取样夹具设计方法，其特征在于，在所述步骤三中，是结合涡轮工作叶片的结构特点与强度分析结果，选取涡轮工作叶片比较平整的部位和寿命损伤较严重的部位作为取样位置，其中

取样位置包括叶片隔板、尾缘盆侧、尾缘背侧和前缘。

5.根据权利要求4所述的航空发动机涡轮叶片取样夹具设计方法，其特征在于，所述步骤四包括：

步骤4.1、采用UG软件，以待取样涡轮工作叶片的榫头底面为基准面，建立长方体，其中，长方体的体积大于涡轮工作叶片的榫头部位体积；

步骤4.2、将榫头外表面作为夹具榫槽设计的刀具；

步骤4.3、对榫头外表面做加厚处理，之后将刀具沿榫头安装方向拉伸延长，形成最终夹具榫槽刀具；

步骤4.4、应用最终夹具榫槽刀具，修剪长方体，形成取样夹具的榫槽。

6.根据权利要求5所述的航空发动机涡轮叶片取样夹具设计方法，其特征在于，所述步骤四还包括：

步骤4.5、在榫槽的槽底设计螺纹孔，通过螺栓顶紧榫头底部用于固定涡轮工作叶片。

7.根据权利要求5所述的航空发动机涡轮叶片取样夹具设计方法，其特征在于，在所述步骤4.4修剪长方体过程中，沿榫槽方向未加工成通槽，以提供沿榫槽方向的定位面。

8.根据权利要求5所述的航空发动机涡轮叶片取样夹具设计方法，其特征在于，所述步骤五中，是选取取样位置某一预定平面建立局部坐标系，其中，x方向为沿预定平面的径向方向，y方向沿预定平面垂直于x方向，z方向垂直于该预定平面。

9.根据权利要求8所述的航空发动机涡轮叶片取样夹具设计方法，其特征在于，在所述步骤六中，是基于所述局部坐标系，建立基准定位平面作为夹具修剪的刀具，并应用刀具将步骤四中初步设计的榫槽形取样夹具除顶面以外的5个面进行修剪，作为取样夹具定位面。