[发明专利]高温振动疲劳试验装置及高温振动疲劳试验方法

说明书

本公开涉及一种高温振动疲劳试验装置及高温振动疲劳试验方法，涉及机械工程领域。该装置包括试验件、施力机构、加热机构以及激振机构，其中试验件为杆状且两端设有夹持部，施力机构分别夹持试验件两端的夹持部并提供远离或靠近试验件中心的相反方向的端部力，加热机构呈箱状并套设于试验件上，用于将试验件加热至预设温度，激振机构包括激振器及与其相连的激振杆，激振杆贯穿加热机构并接触试验件，激振器提供激励力并通过激振杆传递至试验件。本公开一方面使用结构简单的标准试验件进行试验，加工简单，成本低，应用广泛；另一方面使用加热机构对试验件整体进行加热，解决了试验件受热不均的缺陷，使得试验结果更加稳定、准确。

技术领域

本公开涉及机械工程领域，具体而言，涉及一种高温振动疲劳试验装置及高温振动疲劳试验方法。

背景技术

在实际工程中振动疲劳是一种非常普遍的失效模式。如飞机的涡轮叶片经常因高温振动疲劳失效；汽车的电子部件在加速时也会因振动产生疲劳而失效；再如行驶火车的铁轨，行人走动的大桥，都可能因产生振动疲劳或共振现象而失效。因此开展振动疲劳方面的试验研究，研究其失效机理，掌握其破坏规律，对于振动疲劳灾害的预防和减少具有重要意义。

目前，在振动疲劳试验方面大多数采用结构件或结构模拟件进行振动疲劳试验，有关于振动疲劳的试验方法和试验装置各有不同。如专利名为整体叶轮叶片振动疲劳试验装置及试验方法(CN 103196644 A)中采用整体叶轮作为试验件，在常温下进行了振动疲劳试验；名为一种测试飞机油箱振动疲劳性能的试验系统(CN 104019950 A)的专利中，采用各种材料和类型的飞机油箱作为振动疲劳试样，该试样的尺寸和形状根据具体的飞机油箱进行设计，并在常温下完成了振动疲劳试验；一个名为压路机橡胶减震块动态疲劳试验机(CN 102419262 A)的专利中采用两只压路机橡胶减震块作为试件，在与实际工作状态相符的试验条件下模拟了压路机橡胶的减震效果。

以上所述的振动疲劳试验所采用的试件，如发动机叶片、飞机油箱和压路机橡胶减震块等均是结构件。虽然结构件能够较为准确的反应所研究的某个具体部件在某种特定环境下的力学特征，但是通过结构件试验得到的试验结果并不具有普遍参考性。此外由于结构件的结构一般比较复杂，如加工复杂，导致成本较高，并且除常温振动疲劳外，许多机械设备均是在高温环境下运作的。因此关于高温振动疲劳的研究也在不断展开，如张东明、柳思杰等人关于航空发动机涡轮叶片的振动疲劳试验是在由电感应圈加热至900℃的高温下进行的。但是使用电感应圈进行加热的缺点是试件受热不均，实验结果不是十分可靠。

因此，有必要研究一种高温振动疲劳试验装置及高温振动疲劳试验方法，以在高温环境下有效进行试验件的振动疲劳试验。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种高温振动疲劳试验装置及高温振动疲劳试验方法，以在高温环境下有效进行试验件的振动疲劳试验。

根据本公开的一个方面，提供一种高温振动疲劳试验装置，包括试验件、施力机构、加热机构以及激振机构：所述试验件为杆状，所述试验件两端设有夹持部；所施力机构分别夹持所述试验件两端的夹持部并提供远离或靠近所述试验件中心的相反方向的端部力；所述加热机构呈箱状，套设于所述试验件上，用于将所述试验件加热至预设温度；所述激振机构包括激振器及与所述激振器相连的激振杆，所述激振杆贯穿所述加热机构并接触所述试验件，所述激振器提供激励力并通过所述激振杆传递至所述试验件。

在本公开的一种示例性实施例中，所述施力机构包括两组施力器及与各所述施力器相连的外伸杆，各所述外伸杆的末端设有夹持孔，各所述外伸杆自所述加热机构的相对两侧贯穿并伸入所述加热机构以使各所述夹持孔分别夹持所述试验件两端的夹持部。

在本公开的一种示例性实施例中，所述试验件还包括：凸部，位于所述试验件中部，所述凸部在所述试验件的径向方向上呈环状。