[发明专利]一种振动热冲击耦合的服役工况加载系统和方法

权利要求书

1.一种振动热冲击耦合的服役工况加载系统，其特征在于，包括：

夹具(1)，设置有卡槽，用于固定涡轮叶片(100)；所述卡槽设置有多个，以使所述涡轮叶片(100)与所述夹具(1)呈预设角度设置；

振动加载装置，与所述夹具(1)固定连接，用于带动所述夹具(1)上的所述涡轮叶片(100)振动；

热冲击加载装置(2)，用于喷射高温气体，以对所述涡轮叶片(100)加载热冲击工况；

移动装置(3)，用于移动所述热冲击加载装置(2)，以使所述热冲击加载装置(2)喷射高温气体的方向，朝向所述涡轮叶片(100)的前缘；

控制装置(6)，与所述振动加载装置、所述热冲击加载装置(2)和所述移动装置(3)通信连接，用于控制所述振动加载装置的振动参数、所述热冲击加载装置(2)的热冲击参数，以及所述移动装置(3)的移动位置；

所述热冲击参数包括，火焰温度、火焰激振频率和升温时间；

所述热冲击加载装置(2)的火焰激振频率、所述振动加载装置振动频率和所述热冲击加载装置(2)的升温时间之间满足以下关系：

式中，P为火焰激振频率；为火焰额定频率；ΔP为幅值；ω为振动频率；t为升温时间；

所述涡轮叶片(100)的振动频率与温度满足以下关系，以模拟航空发动机起飞、巡航、降落时的热冲击振动工况：

f₁＝k₁T₁(t)

f₂＝k₂T₂

f₃＝k₃T₃(t)

式中，f₁，f₂，f₃分别为所述涡轮叶片(100)在起飞、巡航、降落时的振动频率；T₁，T₂，T₃分别为起飞、巡航、降落时涡轮叶片(100)的表面温度；k₁，k₂，k₃为常数；t为时间。

2.根据权利要求1所述的振动热冲击耦合的服役工况加载系统，其特征在于，

所述热冲击加载装置(2)为喷枪。

3.根据权利要求1所述的振动热冲击耦合的服役工况加载系统，其特征在于，所述移动装置(3)包括：

第一轨道(31)；

第二轨道(32)，与所述第一轨道(31)滑动连接，以使所述第二轨道(32)在所述第一轨道(31)上滑动；

第三轨道(33)，与所述第二轨道(32)滑动连接，以使所述第三轨道(33)在所述第二轨道(32)上滑动；

滑块(34)，与所述第三轨道(33)滑动连接，以使所述滑块(34)在所述第三轨道(33)上滑动；所述滑块(34)与所述热冲击加载装置(2)固定连接。

4.根据权利要求1所述的振动热冲击耦合的服役工况加载系统，其特征在于，所述振动加载装置包括：

振动发生模块(41)，用于产生振动；

支撑轴(42)，一端与所述振动发生模块(41)连接，另一端与所述夹具(1)连接，用于将所述振动发生模块(41)产生的振动传递给所述夹具(1)。

5.根据权利要求4所述的振动热冲击耦合的服役工况加载系统，其特征在于，

所述支撑轴(42)设置为空心轴，一端与空气压缩机连通，另一端连通至所述夹具(1)；

所述夹具(1)内设置有连通通道；

所述连通通道从与所述夹具(1)与所述支撑轴(42)的连接处，延伸至所述卡槽。

6.根据权利要求1所述的振动热冲击耦合的服役工况加载系统，其特征在于，还包括：

液冷构件，用于对所述热冲击加载装置(2)进行液体冷却。

7.一种振动热冲击耦合的服役工况加载方法，其特征在于，使用如权利要求1-6任一项所述的振动热冲击耦合的服役工况加载装置进行加载，包括：

将涡轮叶片(100)固定于夹具(1)的卡槽上；

启动移动装置(3)移动热冲击加载装置(2)，使所述热冲击加载装置(2)喷射高温气体的方向，朝向所述涡轮叶片(100)的前缘；

开启振动加载装置和所述热冲击加载装置(2)。