[发明专利]一种航空发动机叶片高温振动疲劳特性的检测装置及方法

摘要

本发明提供了一种航空发动机叶片高温振动疲劳特性的检测装置及方法，利用振动加载系统对航空发动机叶片施加振动载荷，采用电感应加热系统对航空发动机叶片进行加热控制，利用三维数字图像相关法检测并分析航空发动机叶片在高温振动载荷下的振动疲劳特性。本发明利用非接触式光学全场变形测量的三维数字图像相关法，可以适应各个尺度和多种条件下的测量、保证了检测结果的精度性，同时可实现航空发动机叶片在不同温度以及不同频率下的振动疲劳特性的监测，有效保证了实验结果的全面性。

主权项

1.一种航空发动机叶片高温振动疲劳特性的检测装置，其特征在于，包括振动加载系统、电感应加热系统、数字图像采集系统、计算机，振动加载系统包括电磁振动台(1‑1)、隔热垫圈(1‑2)、螺栓(1‑3)、定位块(1‑4)、高温夹具(1‑5)，定位块(1‑4)、高温夹具(1‑5)固定在电磁振动台(1‑1)上，用于固定振动试样(4)；定位块(1‑4)、高温夹具(1‑5)与电磁振动台(1‑1)之间设置隔热垫圈(1‑2)；电感应加热系统包括非接触式温度传感器(2‑1)、信号调制系统(2‑2)、电感应加热器(2‑3)，信号调制系统(2‑2)分别与非接触式温度传感器(2‑1)和电感应加热器(2‑3)相连接；非接触式温度传感器(2‑1)设置在振动试样上方5～10cm的位置，所述电感应加热器(2‑3)设置在振动试样下方5～10cm位置；数字图像采集系统(3)包括装在三正交运动的摄像平台上的两个CCD高速相机(3‑1)、图像预处理单元(3‑2)、图像采集器(3‑3)，两个CCD高速相机(3‑1)位于振动试样(4)表面的上方，且两个CCD高速相机(3‑1)互成角度，用于拍摄待测振动试样(4)表面的图像；图像预处理单元(3‑2)与CCD高速相机(3‑1)相连接，用于对CCD高速相机(3‑1)采集的振动试样(4)的表面散斑图像进行降噪与平滑处理；图像采集器(3‑3)与图像预处理单元(3‑2)相连接，用于采集表层涂覆有散斑涂层(5)的振动试样(4)的表面图像；计算机(6)与图像采集器(3‑3)相连接，用于存储图像采集器(3‑3)采集的图像，并对图像进行分析与计算，判断振动试样(4)的振动特性；计算机(6)还与信号调制系统(2‑2)相连接，用于采集非接触式温度传感器(2‑1)测得的振动试样(4)的温度，以及通过信号调制系统(2‑2)将加热指令传送给电感应加热器(2‑3)。