[发明专利]一种航空发动机真空膜盒组件刚度的测量方法及装置

权利要求书

1.一种航空发动机真空膜盒组件刚度的测量装置，其特征在于，所述装置包括大气环境模拟舱(1)、定位工装系统(2)、拉压力与位移测量系统(3)、真空膜盒组件(4)；所述大气环境模拟舱(1)包括可封闭舱体(5)、压力变送器(6)、真空阀(7)、真空泵(8)；所示定位工装系统(2)包括底座(9)、主支架(10)、安装筒(11)、调整垫(12)、弹簧下压盖(13)、弹簧(14)、弹簧上压盖(15)、转接螺柱(16)、喇叭口导向螺钉(17)、导向安装座(18)、调节螺钉安装座(19)、球头调节螺钉(20)；所述拉压力与位移测量系统(3)包括力传感器(21)、位移滑块机构(22)、激光位移传感器(23)；所述真空膜盒组件(4)为测量对象，其中：

可封闭舱体(5)为封闭腔体结构，可封闭舱体(5)的外壁设置压力变送器(6)，压力变送器(6)用于测量所述大气模拟舱的压力；可封闭舱体(5)的外壁通过管路依次与真空阀(7)、真空泵(8)连接；可封闭舱体(5)的内底放置有底座(9)，底座(9)上安装有主支架(10)；安装筒(11)通过螺钉固连于底座(9)上，安装筒(11)内从下至上依次放置有调整垫(12)、真空膜盒组件(4)、弹簧下压盖(13)；弹簧(14)的一端压在弹簧下压盖(13)，弹簧(14)的另一端压在弹簧上压盖(15)上；力传感器(21)用于测量所述真空膜盒组件产生的弹力，力传感器(21)沿轴向有上下两个螺纹孔，下螺纹孔安装转接螺柱(16)，上螺纹孔安装喇叭口导向螺钉(17)，弹簧上压盖(15)的上端通过转接螺柱(16)与力传感器(21)连接，喇叭口导向螺钉(17)通过导向安装座(18)、调节螺钉安装座(19)与球头调节螺钉(20)定位接触；球头调节螺钉(20)安装于调节螺钉安装座(19)；导向安装座(18)、调节螺钉安装座(19)通过螺钉安装在主支架(10)的上端；

激光位移传感器(23)通过螺钉固连于位移滑块机构(22)上，激光位移传感器(23)用于测量所述真空膜盒组件产生的位移，位移滑块机构(22)通过螺钉固连于主支架(10)上；

所述安装筒(11)的筒体沿轴向开一通槽，所述弹簧下压盖(13)沿径向伸出一光斑接收杆，以便所述光斑接收杆随膜盒受力而上下移动；

所述测量装置的测量方法包括：

获取大气压力P₀、真空膜盒组件被环境气体轴向压缩的受力总面积S_m；

通过激光位移传感器测量多个真空膜盒组件位移Δx；

通过力传感器测量多个新的平衡状态与初始状态的压力差ΔF；

通过压力变送器测量多个大气模拟压力p_x；

根据P₀、S_m、Δx和ΔF，利用公式K_m0Δl₀＝P₀S_m和公式K_m0(Δl₀+Δx)＝P₀S_m+ΔF，计算得到大气压下的真空膜盒组件刚度K_m0和真空膜盒组件原始压缩量Δl₀；

根据p_x、Δl₀、S_m、Δx、ΔF，利用公式K_mx(Δl₀+Δx)＝P_xS_m+ΔF，计算得到多个大气模拟压力下的真空膜盒组件刚度K_mx。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，主支架(10)为剖切回转体结构。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述激光位移传感器(23)光束垂直向下。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述安装筒(11)内径与真空膜盒组件(4)外径尺寸相当，对真空膜盒组件起到同轴导向作用。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述喇叭口导向螺钉(17)、力传感器(21)、弹簧(14)、真空膜盒组件(4)的中心线在同一条直线上。