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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114235319A(43)申请公布日2022.03.25(21)申请号202111535204.1(22)申请日2021.12.15(71)申请人中国航发动力股份有限公司地址710021陕西省西安市未央区徐家湾(72)发明人田齐张振宇薛明苗向李季蔡婉花(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人张宇鸽(51)Int.Cl.G01M7/02(2006.01)G01M13/00(2019.01)G01M15/14(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种空心涡轮叶片试验装置及方法(57)摘要本发明公开了一种空心涡轮叶片试验装置,包括叶片定位块、顶紧螺杆、顶块、感应加热系统和冷却水套,所述叶片定位块为柱形件,所述叶片定位块的一端设置有和冷却水套连接的圆盘;所述叶片定位块的另一端横向设置有枞树形榫槽结构,所述枞树形榫槽结构连接感应加热系统;所述枞树形榫槽结构的后端设置为孔洞,所述孔洞内依次放置顶块和顶紧螺杆。通过该装置将空心涡轮叶片试验件与振动试验器进行连接,并通过结构上的设计使得涡轮叶片试验件能同时且独立的承受温度场、空气冷却以及振动载荷的作用,使载荷能更加准确且真实的作用于被考核的涡轮叶片,以模拟发动机工作状态所承受的边界条件,最终达到考核涡轮叶片试验件疲劳强度的目的。CN114235319ACN114235319A权利要求书1/1页1.一种空心涡轮叶片试验装置,其特征在于,包括叶片定位块(1)、顶紧螺杆(2)、顶块(3)、感应加热系统(4)和冷却水套(5),所述叶片定位块(1)为柱形件,所述叶片定位块(1)的一端设置有和冷却水套(5)连接的圆盘;所述叶片定位块(1)的另一端横向设置有枞树形榫槽结构,所述枞树形榫槽结构连接感应加热系统(4);所述枞树形榫槽结构的后端设置为孔洞,所述孔洞内依次放置顶块(3)和顶紧螺杆(2)。2.根据权利要求1所述的一种空心涡轮叶片试验装置,其特征在于,所述顶紧螺杆(2)和顶块(3)均设置为通孔结构,所述顶紧螺杆(2)的一端和顶块(3)连接。3.根据权利要求1所述的一种空心涡轮叶片试验装置,其特征在于,所述顶紧螺杆(2)的一端设置有内螺纹,所述内螺纹和管接头(d)连接。4.根据权利要求1所述的一种空心涡轮叶片试验装置,其特征在于,所述顶块(3)的一端为圆盘结构,所述圆盘结构的圆柱面上设置有环形凹槽。5.根据权利要求1所述的一种空心涡轮叶片试验装置,其特征在于,所述感应加热系统(4)设置为螺旋状的加热线圈。6.根据权利要求1所述的一种空心涡轮叶片试验装置,其特征在于,所述冷却水套(5)内部设置有冷却水路,所述冷却水套(5)和振动台连接。7.根据权利要求1所述的一种空心涡轮叶片试验装置,其特征在于,所述冷却水套(5)的两端均设置为圆盘型。8.根据权利要求1所述的一种空心涡轮叶片试验装置,其特征在于,所述冷却水套(5)和叶片定位块(1)之间通过螺纹孔连接,所述孔洞圆周阵列分布于圆盘上。9.一种基于空心涡轮叶片试验装置的方法,其特征在于,通过在叶片榫头根部通过后顶的方式,利用顶块(3)和顶紧螺杆(2)对叶片进行固定,并且通过装置结构的改进实现试验叶片的冷却;通过冷却水套(5)连接振动台给叶片施加振动荷载;通过在叶片定位块(1)的一侧设置感应加热系统(4)的方法进行叶片温度场的施加。10.根据权利要求9所述的一种空心涡轮叶片试验装置的方法,其特征在于,所述感应加热系统(4)采用的螺旋线圈能够根据叶片的形状进行调整。2CN114235319A说明书1/5页一种空心涡轮叶片试验装置及方法技术领域[0001]本发明涉及叶片试验技术领域,具体为一种空心涡轮叶片试验装置及方法。背景技术[0002]航空发动机涡轮叶片是航空发动机极为重要的做工部件,在航空发动机结构中起着非常重要的作用。涡轮叶片在工作中不仅承受高温高压气流的作用,同时将高温高压燃气的热能转化成动能驱动压气机和风扇的持续运转。为验证空心涡轮叶片加工工艺的稳定性以及结构设计的合理性,需要对空心涡轮叶片进行振动疲劳强度试验来验证零件的强度储备,为零件的状态评定以及寿命评估提供理论和试验依据。[0003]然而,由于航空发动机空心涡轮叶片的材料多为高温合金材料,这种材料的力学性能只有在高温环境下才能被充分考核到。发动机工作时,涡轮前温度已超过涡轮叶片材料的允许工作温度,为了不让涡轮叶片的力学性能下降,目前大部分发动机都是在涡轮叶片的空心腔中通入冷却空气以达到对叶片降温的目的。[0004]因此叶片在工作中叶身不仅处于温度场中,同时内部有冷却空气通过,使叶身沿叶片厚度方向承受一定的温度梯度作用;且承受着复杂的离心力、气动力及振动载荷的作用,随着现