CN112284749A - 一种用于高温部件测试的综合实验平台 - Google Patents
一种用于高温部件测试的综合实验平台 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112284749A CN112284749A CN202010926270.0A CN202010926270A CN112284749A CN 112284749 A CN112284749 A CN 112284749A CN 202010926270 A CN202010926270 A CN 202010926270A CN 112284749 A CN112284749 A CN 112284749A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- static
- excitation
- heating
- optical fiber
- testing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 75
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 118
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 83
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 61
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 60
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 18
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 28
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 18
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 14
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 13
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 6
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims 1
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 11
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract description 6
- 238000012827 research and development Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- GALOTNBSUVEISR-UHFFFAOYSA-N molybdenum;silicon Chemical compound [Mo]#[Si] GALOTNBSUVEISR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009661 fatigue test Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- 241000555745 Sciuridae Species 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/14—Testing gas-turbine engines or jet-propulsion engines
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M13/00—Testing of machine parts
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/02—Details or accessories of testing apparatus
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
- G01M7/02—Vibration-testing by means of a shake table
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
- G01M7/02—Vibration-testing by means of a shake table
- G01M7/027—Specimen mounting arrangements, e.g. table head adapters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
本发明提供一种用于高温部件测试的综合实验平台,涉及机电检测技术领域,包括旋转装置、激振装置、静力装置、加热装置和测试装置,加热装置包括加热箱和加热件,旋转装置包括待测元件、转轴、传动带轮以及电机,激振装置包括激振杆、第一悬臂梁和激振器,静力装置包括静力杆、第二悬臂梁和砝码,测试装置包括光纤传感器、耐高温应变片、传输光纤、光纤旋转连接器、导线和过孔电滑环。本发明一种用于高温部件测试的综合实验平台可以模拟旋转、激振、静力环境下的待测元件的高温工况,可检测高温下旋转、激振、受静力应变分布情况,为机械部件设计的研发和优化提供技术数据,且对于检测元件的高温环境的安全保护性好,检测精确度高。
Description
技术领域
本发明涉及机电检测技术领域,
尤其是,本发明涉及一种用于高温部件测试的综合实验平台。
背景技术
航空发动机/燃气轮机是体现一个国家工业基础、科技水平、经济和国防实力的重要标志,是航空、舰船、电力等工业的关键基础性动力装备,被誉为制造业“皇冠上的明珠”。航空发动机/燃气轮机的设计制造水平中一个突出表现是:先进测试技术支撑,先进可靠的航空发动机/燃气轮机都是经过设计—研制—试验—改进—使用—完善多个循环、多台次的设计制造、多轮部件及整机测试分析与完善才实现的。对现代航空发动机/燃气轮机而言,精准的传热分析技术、可靠的状态参数测试验证技术是满足高温条件下长寿命、高可靠性的基础。
例如中国专利发明专利CN108519235A公开了气动涡轮驱动式试验台,包括转子***、动力***、润滑***、测试***、安全***,内外转子之间有中介轴承,外转子采用气动涡轮驱动,控制***为反馈控制***,由压缩空气带动安装于外转子上的气动涡轮驱动,空压机提供的压缩空气进入稳压箱后,流经调压阀后再流出喷嘴冲击气动涡轮,驱动其旋转,由转速变送器检测出外转子转速后,反馈至转速控制器,通过控制调压阀的开度调节压缩气体流量进而控制外转子的转速,在支撑结构中采用了鼠笼弹性支撑以及弹性环式挤压油膜阻尼器相结合的结构来增加转子稳定性;中国专利发明专利CN109540435A涉及叶片疲劳试验技术领域,提供一种机械与声波耦合激振的叶片疲劳试验***,包括:叶片,包括夹具的叶片装夹***,包括电磁振动台的电磁激振***,包括信号发生器、第一功率放大器和扬声器的声波激振***,包括传声器、第二功率放大器和第一信号分析***的声波测试***,包括应变片、动态应变仪和第二信号分析***的应力测试***;中国专利发明专利CN111307467A涉及一种航空发动机反推叶栅静力试验装置的加载块制备安装方法,包括以下步骤:根据待测试的反推叶栅设计并制作叶栅翼型模具;采用热塑性塑料软化后填充入叶栅翼型模具中;等待热塑性塑料初步冷却固化后形成预加载块,并取出;将预加载块填入待测试的反推叶栅的一个格栅中,同时按压预加载块使其和该格栅的叶片翼型完全贴合;等待预加载块完全冷却固化后形成加载块;将加载块在反推叶栅上的外露面粘贴到一个静力试验装置的金属挂钩上。
但是目前,我国航空发动机/燃气轮机研制的测试技术缺乏针对高温时的旋转、激振、静力部件测试技术与装置,无法直接检测工作环境下的待测件温度及应力/应变等参数,且必须要使用至少三个装置对部件进行旋转、激振和静力工况下的模拟测试。
因此为了解决上述问题,设计一种合理用于高温部件测试的综合实验平台对我们来说是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以模拟旋转、激振、静力环境下的待测元件的高温工况,可检测高温下旋转、激振、受静力应变分布情况,为机械部件特别是叶片部件设计的研发和优化提供技术数据,且对于检测元件的高温环境的安全保护性好,检测精确度高的用于高温部件测试的综合实验平台。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案得以实现的:
一种用于高温部件测试的综合实验平台,包括旋转装置、激振装置、静力装置、加热装置和测试装置,所述加热装置包括加热箱和设置于所述加热箱内的加热件,所述旋转装置包括待测元件、转轴、与所述转轴连接的传动带轮以及与所述传动带轮连接的电机,所述转轴靠近所述待测元件的一端至少有一部分位于所述加热箱内,所述激振装置包括至少有一部分位于所述加热箱内的激振杆、设置于所述激振杆靠近所述加热箱的一端的第一悬臂梁和设置于所述激振杆远离所述加热箱的一端的激振器,所述静力装置包括至少有一部分位于所述加热箱内的静力杆、设置于所述静力杆靠近所述加热箱的一端的第二悬臂梁和设置于所述静力杆远离所述加热箱的一端的砝码,所述测试装置包括光纤传感器、用于标定所述光纤传感器的耐高温应变片、通过传输光纤与所述光纤传感器电连接的光纤旋转连接器以及通过导线与所述耐高温应变片连接的过孔电滑环。
作为本发明的优选,所述测试装置还包括与所述光纤旋转连接器和过孔电滑环电连接的解调仪以及与所述解调仪电连接的计算机。
作为本发明的优选,所述加热箱上设置有用于方便所述转轴、激振杆以及静力杆穿过的轴孔。
作为本发明的优选,所述轴孔的数量至少为一个。
作为本发明的优选,所述传动带轮通过皮带和与所述电机轴连接的主动带轮连接。
作为本发明的优选,所述转轴内设置有冷却腔和信号传输腔,所述冷却腔设置有冷却水进水口和冷却水出水口,所述冷却水出水口设置有密封法兰。
作为本发明的优选,所述转轴通过轴承座和冷却水密封环连接于支撑台上,所述冷却水密封环设置有进口和出口。
作为本发明的优选,所述待测元件通过轮盘安装与所述转轴上。
作为本发明的优选,所述转轴通过联轴器与所述传动带轮连接。
作为本发明的优选,所述激振杆和静力杆与所述加热箱连接处设置有隔热法兰盘。
作为本发明的优选,所述激振杆靠近所述加热箱的一端通过螺纹孔与所述第一悬臂梁连接,所述激振杆通过激振支撑定滑轮安装至支撑台上,所述激振杆上设置有冷却铜管。
作为本发明的优选,所述静力杆靠近所述加热箱的一端通过螺纹孔与所述第二悬臂梁连接,所述静力杆通过静力支撑定滑轮安装至支撑台上,所述静力杆上设置有冷却水箱,所述砝码通过钢丝绳与所述静力杆远离所述加热箱的一端连接。
作为本发明的优选,所述加热件为U型硅钼棒,安装在所述加热箱的内顶部,且所述加热件的数量至少为一个。
本发明一种用于高温部件测试的综合实验平台的有益效果在于:
可以模拟旋转、激振、静力待测元件的高温工况,为光纤传感器提供高温、动应变或高温、静应变耦合的测试环境和标定条件,可检测高温下旋转、激振、受静力应变分布情况,为机械部件特别是叶片部件设计的研发和优化提供技术数据,这对加深高温运动部件的力学行为,提高航空发动机/燃气轮机的设计具有重要的意义;
转轴内部有冷却水循环流道,既可以承受加热箱的高温环境,又可以有效避免由于高温传导引起的外部元件的损坏;
激振杆和静力杆上分别安装冷却铜管和冷却水箱,既可以承受加热箱的高温环境,又可以有效避免由于高温传导引起的外部元件的损坏;
加热箱的开孔处配置高温密封塞,当不需要时可以用备用的高温密封塞将孔封住,作为加热箱使用。
附图说明
图1为本发明的一个实施例的加热装置与旋转装置的结构示意图。
图2为本发明的一个实施例中检测装置及旋转装置的连接示意图。
图3为本发明的一个实施例中转轴的示意图。
图4为本发明的另一个实施例的加热装置与激振装置的结构示意图。
图5为本发明的另一个实施例中第一悬臂梁的示意图。
图6为本发明的又一个实施例的加热***与静力***的结构示意图。
图7为本发明的又一个实施例中第二悬臂梁的示意图;
图中:1、加热箱;2、加热件;3、待测元件;4、轴承座;5、冷却水密封环;6、转轴;61、冷却腔;62、信号传输腔;7、联轴器;8、过孔电滑环;9、传动带轮;91、主动带轮;10、光纤旋转连接器;11、支撑台;12、电机;13、计算机;14、解调仪;15、光纤传感器;16传输光纤;17、耐高温应变片;18、冷却水进水口;19、冷却水出水口;20、第一悬臂梁;21、隔热法兰盘;22、激振杆;23、激振支撑定滑轮;24、冷却铜管;25、激振器;26、导线;27、第二悬臂梁;28、静力杆;29、静力支撑定滑轮;30、冷却水箱;31、钢丝绳;32、砝码。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的模块和步骤的相对布置和步骤不限制本发明的范围。
同时,应当明白,为了便于描述,附图中的流程并不仅仅是单独进行,而是多个步骤相互交叉进行。
需要注意的是,文中的“头部”、“尾部”、“上方”以及“下方”等仅仅是为了方便描述和理解,并不是说明本申请的固定的设置方向。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法及***可能不作详细讨论,但在适当情况下,技术、方法及***应当被视为授权说明书的一部分。
实施例一:如图1至7所示,仅仅为本发明的其中一个的实施例,一种用于高温部件测试的综合实验平台,包括旋转装置、激振装置、静力装置、加热装置和测试装置,所述加热装置包括加热箱1和设置于所述加热箱1内的加热件2,所述旋转装置包括待测元件3、转轴6、与所述转轴6连接的传动带轮9以及与所述传动带轮9连接的电机12,所述转轴6靠近所述待测元件3的一端至少有一部分位于所述加热箱1内,所述激振装置包括高温激振测试时至少有一部分伸入至所述加热箱1内的激振杆22、设置于所述激振杆22靠近所述加热箱1的一端的第一悬臂梁20和设置于所述激振杆22远离所述加热箱1的一端的激振器25,所述静力装置包括高温静力测试时至少有一部分伸入至所述加热箱1内的静力杆28、设置于所述静力杆28靠近所述加热箱1的一端的第二悬臂梁27和设置于所述静力杆28远离所述加热箱1的一端的砝码32,所述测试装置包括光纤传感器15、用于标定所述光纤传感器15的耐高温应变片17、通过传输光纤16与所述光纤传感器15电连接的光纤旋转连接器10以及通过导线26与所述耐高温应变片17连接的过孔电滑环8。
本发明中,加热装置可以对需要检测的元件进行加热,旋转装置、激振装置、静力装置均为相互独立的模拟部分,分别为模拟待测的元件在高温时进行旋转、激振以及静力的工况,最后测试装置对模拟待测的元件在高温时的旋转、激振以及静力的工况下的数据进行获取和测试。
首先是模拟高温部件在旋转工况下的测试,包括旋转装置、加热装置和测试装置,所述加热装置包括加热箱1和设置于所述加热箱1内的加热件2,所述旋转装置包括待测元件3、转轴6、与所述转轴6连接的传动带轮9以及与所述传动带轮9连接的电机12,所述转轴6靠近所述待测元件3的一端至少有一部分位于所述加热箱1内,所述测试装置包括光纤传感器15、用于标定所述光纤传感器15的耐高温应变片17、通过传输光纤16与所述光纤传感器15电连接的光纤旋转连接器10以及通过导线26与所述耐高温应变片17连接的过孔电滑环8。加热件2加热所述加热箱1内的温度,使得设置于转轴6上伸入至加热箱1内的待测元件3收到加热之后,在转轴6带动下进行旋转,传动带轮9起到在电机12的驱动下带动转轴6工作的作用,测试装置的光纤传感器15和用于标定所述光纤传感器15的耐高温应变片17均设置在待测元件3上,获取待测元件3高温下转动时的应变信号,并将信号分别通过传输光纤16和导线26传输至光纤旋转连接器10和过孔电滑环8进行数据获取。
然后是模拟高温部件在激振工况下的测试,包括旋转装置、激振装置和测试装置,所述加热装置包括加热箱1和设置于所述加热箱1内的加热件2,所述激振装置包括至少有一部分位于所述加热箱1内的激振杆22、设置于所述激振杆22靠近所述加热箱1的一端的第一悬臂梁20和设置于所述激振杆22远离所述加热箱1的一端的激振器25,所述测试装置包括光纤传感器15、用于标定所述光纤传感器15的耐高温应变片17、通过传输光纤16与所述光纤传感器15电连接的光纤旋转连接器10以及通过导线26与所述耐高温应变片17连接的过孔电滑环8。第一悬臂梁20设置于激振杆22伸入至加热箱1的一端,在高温加热环境下,经过激振杆22另一端的激振器25模拟第一悬臂梁20的激振环境,此时测试装置的光纤传感器15和用于标定所述光纤传感器15的耐高温应变片17均设置在第一悬臂梁20的变截面段表面,获取第一悬臂梁20高温下激振时的应变信号,并将信号分别通过传输光纤16和导线26传输至光纤旋转连接器10和过孔电滑环8进行数据获取。
最后是模拟高温部件在静力工况下的测试,包括旋转装置、静力装置和测试装置,所述加热装置包括加热箱1和设置于所述加热箱1内的加热件2,所述静力装置包括至少有一部分位于所述加热箱1内的静力杆28、设置于所述静力杆28靠近所述加热箱1的一端的第二悬臂梁27和设置于所述静力杆28远离所述加热箱1的一端的砝码32,所述测试装置包括光纤传感器15、用于标定所述光纤传感器15的耐高温应变片17、通过传输光纤16与所述光纤传感器15电连接的光纤旋转连接器10以及通过导线26与所述耐高温应变片17连接的过孔电滑环8。第二悬臂梁27设置于静力杆28伸入至加热箱1的一端,在高温加热环境下,静力杆28另一端的砝码32施加静力至第二悬臂梁27上,模拟高温下静力的环境,此时测试装置的光纤传感器15和用于标定所述光纤传感器15的耐高温应变片17均设置在第二悬臂梁27的变截面段表面,获取第一悬臂梁20高温下激振时的应变信号,并将信号分别通过传输光纤16和导线26传输至光纤旋转连接器10和过孔电滑环8进行数据获取。
上述的待测元件3为电机转子叶片,第一悬臂梁20和第二悬臂梁27上可以设置有电机转子叶片、螺丝、加强筋等电机部件。
需要注意的是,旋转装置、激振装置、静力装置均为相互独立,需要进行测试的单个的部件在加热装置中进行加热成为高温部件之后,通过旋转装置、激振装置或静力装置进行旋转、激振或者静力环境模拟,而且,一个时间段内仅仅可以接受旋转装置、激振装置和静力装置三个装置之中的一个装置的模拟工况,并获取模拟数据,也可以设置三个待测试的部件分别设置于旋转装置、激振装置和静力装置三个装置之中进行模拟工况。
还有,旋转装置、激振装置、静力装置可以独立于加热装置之外,只有在需要模拟高温下的部件的模拟工况时,才将转轴6、激振杆22或者静力杆28伸入至加热箱1内,例如,当旋转装置安装伸入至加热箱1内时,激振装置和静力装置可以伸入至加热箱1内,也可以不伸入至加热箱1内,在激振装置进行模拟高温激振情形时,将激振杆22安装有第一悬臂梁20的一端伸入至加热箱1内,在静力装置进行模拟高温激振情形时,将静力杆28安装有第二悬臂梁27的一端伸入至加热箱1内。
而且测试装置的光纤旋转连接器10和过孔电滑环8设置于加热装置外,避免高温干扰测试数据,传输光纤16和导线26起到将设置于加热装置内的光纤传感器15和耐高温应变片17的信号导出至设置于加热装置外侧的光纤旋转连接器10和过孔电滑环8的作用。测试装置还包括与所述光纤旋转连接器10和过孔电滑环8电连接的解调仪14以及与所述解调仪14电连接的计算机13。也就是解调仪14将传输至光纤旋转连接器10和过孔电滑环8的电信号进行解读,然后发送至计算机13,方便进行直观的获取监测数据。
同时,所述转轴6通过轴承座4和冷却水密封环5连接于支撑台11上,所述冷却水密封环5设置有进口和出口,冷却水密封环5起到对转轴6的冷却作用;所述激振杆22上设置有冷却铜管24,冷却铜管24起到对激振杆22的冷却作用;所述静力杆28上设置有冷却水箱30,冷却水箱30起到对静力杆28的冷却作用;这样避免测试装置受到高温影响数据甚至损坏测试装置,检测精确度高。
需要注意的是,上述三种模拟工况的装置可以同时进行,也就是同时的开启三个模拟***,对三个相同规格的部件分别进行高温下旋转、激振和静力工况模拟,当然,若是三个模拟工况的装置同时进行,需要三个测试装置进行分别获取三组数据。
也可以单独的进行某一样测试,可以将待测的部件依次放置于旋转装置、激振装置和静力装置上,依次进行高温下旋转、激振和静力工况模拟,检测单个部件的不同应变数据。在这里,可以使用三个测试装置进行分别获取三组数据,也可以一个测试装置依次进行三次数据获取。
总之,高温部件在加热装置加热的环境下,可以模拟旋转、激振、静力待测元件的高温工况,为光纤传感器提供高温、动应变或高温、静应变耦合的测试环境和标定条件,可检测高温下旋转、激振、受静力应变分布情况,为机械部件特别是叶片部件设计的研发和优化提供技术数据,这对加深高温运动部件的力学行为,提高航空发动机/燃气轮机的设计具有重要的意义。
本发明一种用于高温部件测试的综合实验平台可以模拟旋转、激振、静力环境下的待测元件的高温工况,可检测高温下旋转、激振、受静力应变分布情况,为机械部件特别是叶片部件设计的研发和优化提供技术数据,且对于检测元件的高温环境的安全保护性好,检测精确度高。
实施例二,仍如图1至7所示,仅为本发明的其中一个实施例,本发明一种用于高温部件测试的综合实验平台中,所述加热箱1上设置有用于方便所述转轴6、激振杆22以及静力杆28穿过的轴孔。轴孔的数量至少为一个,一般来说,轴孔数量为三个,转轴6、激振杆22以及静力杆28分别通过一个轴孔***至加热箱1中以便于进行模拟测试。
一般来说,转轴6的外径约等于轴孔的内径,转轴6刚好在轴孔中转动,轴孔起到限位的作用,同时转轴6也可以堵住轴孔,避免加热箱1中热量逃逸。
在这里,所述轴孔外侧设置有隔热法兰盘21。一般来说就是所述激振杆22和静力杆28穿过轴孔的部分,在轴孔的外侧设置有与所述激振杆22或静力杆28同轴设置的隔热法兰盘21,可以堵住轴孔外侧,避免加热箱1中热量逃逸。
以及,所述转轴6内设置有冷却腔61和信号传输腔62,所述冷却腔61设置有冷却水进水口18和冷却水出水口19,所述冷却水出水口19设置有密封法兰。冷却水在冷却腔61内流动,给转轴6降温,堵住密封法兰时,冷却水不可流动;信号传输腔62,则是方便传输光纤16和导线26传出信号。
还有待测元件3的安装,所述待测元件3通过轮盘安装与所述转轴6上,保证待测元件3即转动叶片的安装稳定性,模拟旋转时工况效果更好。
在加热装置中,所述加热件2为U型硅钼棒,安装在所述加热箱1的内顶部,且所述加热件2的数量至少为一个,加热效果更好,改变加热件2的加热功率可以控制加热箱1内的温度。
在旋转装置中,所述传动带轮9通过皮带和与所述电机12轴连接的主动带轮91连接,且传动带轮9与转轴6同轴转动,所述转轴6通过联轴器7与所述传动带轮9连接。当然与所述电机12轴连接的主动带轮91也可以直接和传动带轮9啮合带动传动带轮9转动,通过电机12的控制可以改变转轴6的转速和转动方向。
在激振装置中,,所述激振杆22靠近所述加热箱1的一端通过螺纹孔与所述第一悬臂梁20连接,所述激振杆22通过激振支撑定滑轮23安装至支撑台11上,激振器可以控制激振频率模拟不同的激振环境。
在静力装置中,所述静力杆28靠近所述加热箱1的一端通过螺纹孔与所述第二悬臂梁27连接,所述静力杆28通过静力支撑定滑轮29安装至支撑台11上,所述砝码32通过钢丝绳31与所述静力杆28远离所述加热箱1的一端连接。砝码32可以增减砝码量模拟不同大小的静力环境。
在测试装置中,用于标定所述光纤传感器15的耐高温应变片17与光纤传感器15电连接,光纤传感器15通过传输光纤16与光纤旋转连接器10电连接,耐高温应变片17通过导线26和过孔电滑环8电连接。
需要注意的是,旋转装置、激振装置和静力装置都有支撑台11进行支撑,其中转轴6通过轴承座4和冷却水密封环5安装在支撑台11上,所述激振杆22通过激振支撑定滑轮23安装至支撑台11上,所述静力杆28通过静力支撑定滑轮29安装至支撑台11上。
本发明一种用于高温部件测试的综合实验平台可以模拟旋转、激振、静力环境下的待测元件的高温工况,可检测高温下旋转、激振、受静力应变分布情况,为机械部件特别是叶片部件设计的研发和优化提供技术数据,且对于检测元件的高温环境的安全保护性好,检测精确度高。
本发明不局限于上述具体的实施方式,本发明可以有各种更改和变化。凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于高温部件测试的综合实验平台,其特征在于:包括旋转装置、激振装置、静力装置、加热装置和测试装置,所述加热装置包括加热箱(1)和设置于所述加热箱(1)内的加热件(2),所述旋转装置包括待测元件(3)、转轴(6)、与所述转轴(6)连接的传动带轮(9)以及与所述传动带轮(9)连接的电机(12),所述转轴(6)靠近所述待测元件(3)的一端至少有一部分位于所述加热箱(1)内,所述激振装置包括用于在模拟高温激振环境时至少有一部分伸入至所述加热箱(1)内的激振杆(22)、设置于所述激振杆(22)靠近所述加热箱(1)的一端的第一悬臂梁(20)和设置于所述激振杆(22)远离所述加热箱(1)的一端的激振器(25),所述静力装置包括用于在模拟高温静力环境时至少有一部分伸入至所述加热箱(1)内的静力杆(28)、设置于所述静力杆(28)靠近所述加热箱(1)的一端的第二悬臂梁(27)和设置于所述静力杆(28)远离所述加热箱(1)的一端的砝码(32),所述测试装置包括光纤传感器(15)、用于标定所述光纤传感器(15)的耐高温应变片(17)、通过传输光纤(16)与所述光纤传感器(15)电连接的光纤旋转连接器(10)以及通过导线(26)与所述耐高温应变片(17)连接的过孔电滑环(8)。
2.根据权利要求1所述的一种用于高温部件测试的综合实验平台,其特征在于:所述测试装置还包括与所述光纤旋转连接器(10)和过孔电滑环(8)电连接的解调仪(14)以及与所述解调仪(14)电连接的计算机(13)。
3.根据权利要求1所述的一种用于高温部件测试的综合实验平台,其特征在于:所述加热箱(1)上设置有用于所述转轴(6)、激振杆(22)以及静力杆(28)穿过的轴孔。
4.根据权利要求3所述的一种用于高温部件测试的综合实验平台,其特征在于:所述轴孔外侧设置有隔热法兰盘(21)。
5.根据权利要求1所述的一种用于高温部件测试的综合实验平台,其特征在于:所述电机(12)连接有主动带轮(91),所述传动带轮(9)通过皮带与所述主动带轮(91)连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于高温部件测试的综合实验平台,其特征在于:所述转轴(6)内设置有冷却腔(61)和信号传输腔(62),所述冷却腔(61)设置有冷却水进水口(18)和冷却水出水口(19),所述冷却水出水口(19)设置有密封法兰。
7.根据权利要求1所述的一种用于高温部件测试的综合实验平台,其特征在于:所述转轴(6)通过轴承座(4)和冷却水密封环(5)连接于支撑台(11)上,所述冷却水密封环(5)设置有进口和出口。
8.根据权利要求1所述的一种用于高温部件测试的综合实验平台,其特征在于:所述待测元件(3)通过轮盘安装与所述转轴(6)上,所述转轴(6)通过联轴器(7)与所述传动带轮(9)连接。
9.根据权利要求1所述的一种用于高温部件测试的综合实验平台,其特征在于:所述激振杆(22)靠近所述加热箱(1)的一端通过螺纹孔与所述第一悬臂梁(20)连接,所述激振杆(22)通过激振支撑定滑轮(23)安装至支撑台(11)上,所述激振杆(22)上设置有冷却铜管(24)。
10.根据权利要求1所述的一种用于高温部件测试的综合实验平台,其特征在于:所述静力杆(28)靠近所述加热箱(1)的一端通过螺纹孔与所述第二悬臂梁(27)连接,所述静力杆(28)通过静力支撑定滑轮(29)安装至支撑台(11)上,所述静力杆(28)上设置有冷却水箱(30),所述砝码(32)通过钢丝绳(31)与所述静力杆(28)远离所述加热箱(1)的一端连接。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010926270.0A CN112284749A (zh) | 2020-09-07 | 2020-09-07 | 一种用于高温部件测试的综合实验平台 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010926270.0A CN112284749A (zh) | 2020-09-07 | 2020-09-07 | 一种用于高温部件测试的综合实验平台 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112284749A true CN112284749A (zh) | 2021-01-29 |
Family
ID=74420325
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010926270.0A Pending CN112284749A (zh) | 2020-09-07 | 2020-09-07 | 一种用于高温部件测试的综合实验平台 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112284749A (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112345229A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-02-09 | 东北大学 | 一种可调静子叶片的流固热耦合试验装置 |
CN113588236A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-11-02 | 贵州华烽电器有限公司 | 一种轴的耐高温测试气动过速机 |
CN115266121A (zh) * | 2022-08-09 | 2022-11-01 | 西安交通大学 | 基于动力学相似动力涡轮转子模型动力特性研究试验装置 |
CN115791143A (zh) * | 2023-02-09 | 2023-03-14 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 一种旋转叶盘的加温激励装置 |
CN116950883A (zh) * | 2023-09-21 | 2023-10-27 | 江苏双轮泵业机械制造有限公司 | 一种压力泵用抗震性能检测装置 |
Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1928529A (zh) * | 2005-09-09 | 2007-03-14 | 侯贵仓 | 航空发动机轮盘叶片试验夹具 |
US20090320609A1 (en) * | 2008-06-25 | 2009-12-31 | General Electric Company | Turbomachinery system fiberoptic multi-parameter sensing system and method |
CN201434817Y (zh) * | 2009-06-09 | 2010-03-31 | 西北工业大学 | 一种高温材料阻尼测试装置 |
CN103411643A (zh) * | 2013-07-26 | 2013-11-27 | 西北工业大学 | 用于压气机流体多参数测量的光纤传感器及测量方法 |
CN105352713A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-02-24 | 天津大学 | 通过检测叶片静位移实现检测叶片疲劳裂纹的方法 |
CN206974386U (zh) * | 2017-08-10 | 2018-02-06 | 中国民用航空飞行学院 | 一种发动机叶片检测装置 |
CN107957328A (zh) * | 2016-10-17 | 2018-04-24 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | 一种叶轮性能模拟测试方法 |
CN107957327A (zh) * | 2016-10-17 | 2018-04-24 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | 一种静力学加载装置 |
CN109827735A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-05-31 | 湘潭大学 | 一种高温振动模拟设备 |
CN209280444U (zh) * | 2018-10-30 | 2019-08-20 | 三一重能有限公司 | 叶片试验装置 |
CN110333052A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-10-15 | 武汉理工大学 | 高温旋转部件测试平台 |
CN110441163A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-11-12 | 吉林大学 | 高温超声疲劳原位测试仪器及测试方法 |
CN110455485A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-15 | 东北大学 | 一种多点冲击激励下复材叶片热环境冲击性能试验装置 |
CN110470381A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-11-19 | 天津大学 | 一种验证叶片同步振动参数辨识算法准确度的方法 |
CN111579396A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-08-25 | 南京航空航天大学 | 一种涡轮榫接微动疲劳试验件的优化方法 |
-
2020
- 2020-09-07 CN CN202010926270.0A patent/CN112284749A/zh active Pending
Patent Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1928529A (zh) * | 2005-09-09 | 2007-03-14 | 侯贵仓 | 航空发动机轮盘叶片试验夹具 |
US20090320609A1 (en) * | 2008-06-25 | 2009-12-31 | General Electric Company | Turbomachinery system fiberoptic multi-parameter sensing system and method |
CN201434817Y (zh) * | 2009-06-09 | 2010-03-31 | 西北工业大学 | 一种高温材料阻尼测试装置 |
CN103411643A (zh) * | 2013-07-26 | 2013-11-27 | 西北工业大学 | 用于压气机流体多参数测量的光纤传感器及测量方法 |
CN105352713A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-02-24 | 天津大学 | 通过检测叶片静位移实现检测叶片疲劳裂纹的方法 |
CN107957328A (zh) * | 2016-10-17 | 2018-04-24 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | 一种叶轮性能模拟测试方法 |
CN107957327A (zh) * | 2016-10-17 | 2018-04-24 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | 一种静力学加载装置 |
CN206974386U (zh) * | 2017-08-10 | 2018-02-06 | 中国民用航空飞行学院 | 一种发动机叶片检测装置 |
CN209280444U (zh) * | 2018-10-30 | 2019-08-20 | 三一重能有限公司 | 叶片试验装置 |
CN109827735A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-05-31 | 湘潭大学 | 一种高温振动模拟设备 |
CN110333052A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-10-15 | 武汉理工大学 | 高温旋转部件测试平台 |
CN110470381A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-11-19 | 天津大学 | 一种验证叶片同步振动参数辨识算法准确度的方法 |
CN110455485A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-15 | 东北大学 | 一种多点冲击激励下复材叶片热环境冲击性能试验装置 |
CN110441163A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-11-12 | 吉林大学 | 高温超声疲劳原位测试仪器及测试方法 |
CN111579396A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-08-25 | 南京航空航天大学 | 一种涡轮榫接微动疲劳试验件的优化方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
张佳明 等: "基于接触式高温应变测试试验的涡轮叶片强度分析", 《燃气涡轮试验与研究》 * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112345229A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-02-09 | 东北大学 | 一种可调静子叶片的流固热耦合试验装置 |
CN112345229B (zh) * | 2020-11-13 | 2022-02-08 | 东北大学 | 一种可调静子叶片的流固热耦合试验装置 |
CN113588236A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-11-02 | 贵州华烽电器有限公司 | 一种轴的耐高温测试气动过速机 |
CN115266121A (zh) * | 2022-08-09 | 2022-11-01 | 西安交通大学 | 基于动力学相似动力涡轮转子模型动力特性研究试验装置 |
CN115266121B (zh) * | 2022-08-09 | 2024-05-14 | 西安交通大学 | 基于动力学相似动力涡轮转子模型动力特性研究试验装置 |
CN115791143A (zh) * | 2023-02-09 | 2023-03-14 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 一种旋转叶盘的加温激励装置 |
CN115791143B (zh) * | 2023-02-09 | 2023-06-13 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 一种旋转叶盘的加温激励装置 |
CN116950883A (zh) * | 2023-09-21 | 2023-10-27 | 江苏双轮泵业机械制造有限公司 | 一种压力泵用抗震性能检测装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112284749A (zh) | 一种用于高温部件测试的综合实验平台 | |
CN107421984B (zh) | 一种空心涡轮叶片叠加高周振动的热机械疲劳试验***及方法 | |
CN109540447B (zh) | 航空发动机风扇叶片外物撞击试验平台 | |
CN105699074B (zh) | 一种叶片‑转子***流固耦合动态特性试验装置 | |
CN110987390A (zh) | 一种实现涡轮叶片梯度温度场的旋转疲劳试验装置及方法 | |
CN115165337B (zh) | 一种涡轮叶片旋转热-机械疲劳试验装置及方法 | |
CN109556814B (zh) | 一种高参数涡轮机械气流激振试验测量装置及方法 | |
CN110333052B (zh) | 高温旋转部件测试平台 | |
CN109855828B (zh) | 一种螺栓组连接振动可靠性实验装置及测试方法 | |
CN108717026A (zh) | 一种考虑温度梯度的小型压电陶瓷驱动原位疲劳试验机 | |
CN112432733A (zh) | 一种新型的流体静压型主泵机械密封试验装置 | |
CN112345105A (zh) | 一种压气机转子盘体温度测试的引线结构 | |
CN209878307U (zh) | 涡轮发动机转子榫接结构高低周复合疲劳试验装置 | |
CN111638048B (zh) | 一种多级叶盘转子热弯曲引发碰摩故障的模拟装置 | |
CN114235425A (zh) | 一种燃气轮机空心涡轮盘高温旋转试验装置 | |
CN101349283B (zh) | 汽轮发电机轴流风扇模型试验装置 | |
CN212254562U (zh) | 汽轮机动叶片振动监测*** | |
CN116380383A (zh) | 一种航空发动机叶片振动测试装置 | |
KR101859625B1 (ko) | 회전 시스템의 비정상 거동 모사 장치 | |
CN112985721A (zh) | 涡轮转子叶片振动特性的检测装置和检测方法 | |
CN113358386B (zh) | 一种面向旋转机械的变温度场加载与检测*** | |
CN116078560A (zh) | 高转速-高温作用下离心机原位加热的校温装置 | |
CN103105227A (zh) | 一种电动汽车驱动用电机噪声测试*** | |
CN110426208B (zh) | 一种高温应变计安装工艺可靠性验证装置 | |
CN209513233U (zh) | 一种末级叶片伸长量多负荷测试装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210129 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |