一种用于轮盘试验的带应力分割槽的转接结构.pdf

(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CN109489957A(43)申请公布日2019.03.19(21)申请号201811503017.3(22)申请日2018.12.10(71)申请人中国航发四川燃气涡轮研究院地址610500四川省成都市新都区新军路六号(72)发明人高仁衡曹廷云颜业浩沈晓薇王学卫沈莲高雄兵古远兴(74)专利代理机构北京紫荆博雅知识产权代理有限公司11718代理人李红(51)Int.Cl.G01M13/00(2019.01)G01N3/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种用于轮盘试验的带应力分割槽的转接结构(57)摘要本公开提供了一种用于轮盘试验的转接结构，转接结构包括盘心部分和盘缘部分，盘心部分在轴向方向上包括加厚部、应力分隔槽和驱动轴连接部，轮盘与盘缘部分连接，驱动轴连接部连接到驱动轴。CN109489957ACN109489957A权利要求书1/1页1.一种用于轮盘试验的转接结构，转接结构包括盘心部分和盘缘部分，盘心部分在轴向方向上包括加厚部、应力分隔槽和驱动轴连接部，轮盘与盘缘部分连接，驱动轴连接部连接到驱动轴。2.根据权利要求1所述的转接结构，其中，所述转接结构用于轮盘低循环疲劳试验。3.根据权利要求1所述的转接结构，其中，通过改变加厚部、应力分隔槽和驱动轴连接部的轴向尺寸，来调整转接结构的盘缘部分与轮盘之间的挤压力，和/或降低驱动轴连接部的应力。4.根据权利要求1所述的转接结构，其中，通过螺栓结构将轮盘与盘缘部分连接。5.根据权利要求1或4所述的转接结构，其中，通过螺栓结构将驱动轴连接部连接到驱动轴。2CN109489957A说明书1/3页一种用于轮盘试验的带应力分割槽的转接结构技术领域[0001]本发明涉及一种轮盘试验转接结构，具体地涉及一种用于航空发动机轮盘低循环疲劳试验的带应力分隔槽的转接结构。背景技术[0002]轮盘是航空发动机最典型的关键件，在包括风扇盘、压气机盘、涡轮盘、篦齿盘等，这些轮盘都处于高温、高压、高速旋转的工作状态，承受着温度场不均匀产生的热应力、轮盘外缘叶片的离心力及轮盘本身的质量离心力。[0003]轮盘在飞机的起飞-工作-着陆的复杂循环中，其工作温度和应力(包括热应力)也随着循环变化，正是由于这些变化载荷的作用，随着循环次数的增加，在轮盘的薄弱部位(应力集中处)，如轮盘榫槽、通气孔、螺栓孔、中心孔以及其它型面突变的拐角处等产生高应力的低循环疲劳裂纹。因此轮盘的低循环疲劳性能显得尤为重要，而轮盘的低循环疲劳试验是获取轮盘低循环疲劳性能最直接和最重要的手段。[0004]轮盘低循环疲劳试验件如图1所示。该结构由被试件1、连接螺母2、配重块3、连接螺栓4、转接结构5、锁片6、连接螺钉7、试验台连接轴8组成。轮盘试验件1通过转接结构5连接到试验设备8。如果转接结构设计不合理，会使轮盘在试验状态下裂纹萌生位置(低循环疲劳寿命最低点)与发动机状态不一致，导致试验失败。因此转接结构5的设计是开展低循环疲劳试验的关键环节之一。由于发动机状态下温度场是极其复杂的，试验状态下无法完全复现发动机状态下的温度场，导致轮盘试验状态与发动机状态载荷不一致，导致试验状态下轮盘的低循环疲劳寿命与发动机状态不一致，因此需通过转接结构5、配重块3等结构对试验状态下轮盘进行应力分布调整，以确保试验状态下轮盘低循环疲劳寿命最低点与发动机状态保持一致。[0005]轮盘的盘心E是重要的低循环疲劳寿命考核部位，但由于发动机状态轮缘盘心温差较大的原因，试验均温状态下盘心寿命高于发动机状态，导致轮盘安装边螺栓孔F成为试验件低循环疲劳寿命最低点。目前常规的做法是通过调节配重块3或者增加径向止口A过盈量来降低螺栓孔孔边应力，提高螺栓孔寿命F，从而达到考核轮盘盘心的目的。[0006]调节配重块3需要在安装边上安装配重块，这种方法的缺点是调节能力有限，当螺栓孔F的寿命远低于考核位置时，仅靠调节配重块3无法提高螺栓孔寿命。[0007]调节径向止口A过盈量需要根据计算结果设计理论尺寸，这种方法的缺点是由于加工存在误差，加工出的尺寸无法与设计的理论尺寸完全一致，即使花费很高的加工成本使加工出的尺寸与理论尺寸完全一致，径向止口A尺寸也会因试验过程中多次装配分解造成的磨损，与当初的设计值存在偏差，当偏差增大时会使实验件的寿命最低位置转移，导致试验失败。[0008]此外，转接结构3实现了试验件1与试验设备8的连接，需要在转接结构5上开螺栓孔C，普通的转接结构轴向尺寸L1较小，通孔开在转接结构盘心位置，孔边C应力较大，试验件存在安全隐患。3CN109489957A说明书2/3页发明内容[0009]发明目的[0010]本发明针对上述安装边螺栓孔寿命较低及转接结构开孔位置