[发明专利]一种用于T型结构件弯曲强度测试的横向施力推杆及方法

说明书

技术领域

本发明涉及弯曲强度测试技术，具体涉及一种用于T型结构件弯曲强度测试的横向施力推杆及方法。

技术背景

压气机是航空发动机中的核心部件，其工作状态直接影响发动机的总体性能及稳定性。它由转子部件和静子部件组成，其中静子部件主要由整流叶片、机匣和两者之间的连接部件组成。整流叶片特别是其根部与机匣的连接部位，形状变化较大，容易出现应力集中，一旦发生失效，将会对航空发动机的工作产生严重影响。

现有航空发动机压气机静子叶片和机匣连接方式主要有分为直接固定和间接固定两种形式。直接固定是指的整流器叶片与机匣直接固定的连接方式，如果机匣较厚，叶片通常通过各种形式的榫头(“T”字型或者燕尾型)连接在机匣内壁加工的环槽内，为了避免整流环在气体力的作用下发生周向移动，需要安装相应的止动螺栓。

基于以上情况，有必要研究T字型叶片根部的弯曲强度。为了方便试验，将实际叶片简化为T型直板叶片。试验时，在叶片叶身施加弯曲载荷，然后测得T型叶片根部应力状态。

对叶片叶身施加弯曲载荷的一般方法是使用一根直杆水平地推叶身。当T型叶片叶身受到弯曲力的时候叶片会弯曲，但试验时试验机提供的载荷方向是不会变化的，从而导致施加载荷的作用面在试验过程中一直在发生变化，给试验和分析带来了难度。因此T型结构件做弯曲强度试验时不能使用一般方法施加弯曲力。

发明内容

本发明针对上述不足提供了一种用于T型结构件弯曲强度测试的横向施力推杆及方法，能够得到T型结构件的腹板实际受到的弯曲力。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于T型结构件弯曲强度测试的横向施力推杆，包括主推杆和副推杆；所述主推杆的前端为竖直平板，后端为含球形孔的第一柱体，所述前端和后端之间设有连接段，所述连接段上设有角度传感器安装台；所述副推杆由球体和第二柱体连接而成；所述球体安装在所述球形孔内，形成球形万向节。

一种基于权利要求1所述推杆的T型结构件弯曲强度测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：用双轴试验机的Y^-夹头夹持T型结构件的翼板，完成后保持Y^-夹头固定不动；

步骤2：用双轴试验机的X⁺夹头夹持副推杆的第二柱体；

步骤3：将主推杆的竖直平板和T型结构件的腹板固定连接；

步骤4：将角度传感器安装在主推杆上的角度传感器安装台上，角度传感器记录的第一柱体与水平面的夹角即为T型结构件的腹板受力后的弯曲角度；

步骤5：启动双轴试验机，控制X⁺夹头向T型结构件的腹板方向移动，直到T型结构件的腹板断裂；在此过程中第二柱体始终保持水平，第一柱体始终与T型结构件的腹板垂直；

步骤6：计算T型结构件的腹板实际受到的弯曲力：

F_弯曲＝F*cosα

其中，F—双轴试验机X⁺作动筒施加的力，α—角度传感器测量的角度。

本发明的有益效果为：本发明提供的用于T型结构件弯曲强度测试的横向施力推杆，主推杆通过螺栓与T型结构腹板顶端固定在一起，副推杆夹持在试验机上。主、副推杆通过球形万向节连接。当T型结构的腹板受力时，主推杆可随着腹板的弯曲而转动，使得主推杆前端的竖直平板始终与腹板表面接触，不发生相对运动，副推杆始终保持水平，试验机只需在水平面上给副推杆施加压缩载荷即可开展试验。试验中，压缩载荷通过主推杆与副推杆之间万向结构传递到发生了转动的主推杆上，通过主推杆上安放的角度传感器获得主推杆的转动角度，即可推算出作用于T型结构腹板顶端的垂直压力。

附图说明

图1为横向施力推杆的结构示意图；

图2为主推杆的结构示意图；

图3为T型试验件的结构示意图；

图4为副推杆的结构示意图；

图中标号：1、竖直平板；2、角度传感器安装台；3、连接段；4、第一柱体；5、球形孔；6、螺栓孔；7、腹板；8、翼板；9、球体；10、第二柱体。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进一步详细说明：