[发明专利]一种用于高速硬物冲击试验的高温服役环境模拟装置

说明书

本发明公开了一种用于高速硬物冲击试验的高温服役环境模拟装置，包括后入式底座、防弹高温炉、高温夹具和轻气炮台，后入式底座包括竖架、底、丝杠、两个门架，两个门架与底固定连接；防弹高温炉包括炉腔，炉腔固定于可调底座上，炉腔内放置有浮动式保护内腔，炉腔的前端与所述轻气炮台的出口连接，炉腔的后端设置有后防冲板和后壁门，通过转动丝杆，能够使后防冲板和后壁门分别与浮动式保护内腔和炉腔形成密闭配合；高温夹具包括盖板和固定端，高温夹具安装于四根梁上，通过转动丝杆，能够使高温夹具横向移动。本发明实现了模拟航空发动机典型构件高温服役环境，有效解决了航空发动机包容试验领域高温冲击对试验装置破坏的问题。

技术领域

本发明涉及一种用于高速硬物冲击试验的高温服役环境模拟装置，属于航空发动机冲击与包容试验领域。

背景技术

随着军用航空发动机对性能的需求不断提高，军用航空发动机压气机叶片的工作条件愈发恶劣，而叶片由于硬物损伤会发生高周疲劳或低周疲劳致使叶片疲劳失效断裂，极易发生掉块或整体叶片脱落，断裂的叶片由于离心的作用会与压气机机匣发生高能冲击，严重的情况下，甚至会造成压气机机匣非包容事件的发生，导致机毁人亡的严重空难。因此为了对军用航空发动机机匣进行减重、包容性设计，提高发动机性能，需要进行包容性模拟实验。

目前已有的对机匣临界穿透速度的研究大部分都是常温条件下进行冲击，但是机匣正常工作所处温度为300℃以下，军用航空发动机机匣材料为复合材料，由于复合材料对温度敏感性较大，所以常温冲击获得的实验数据具有一定局限性，长久以来工程中一直采用常温下冲击机匣试样已不能满足设计要求，达不到机匣的包容性要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于高速硬物冲击试验的高温服役环境模拟装置，以实现模拟航空发动机典型构件高温服役环境，解决航空发动机包容试验领域高温冲击对试验装置破坏的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于高速硬物冲击试验的高温服役环境模拟装置，包括后入式底座、防弹高温炉、高温夹具和轻气炮台，其中：

所述后入式底座包括竖架、底、丝杠、两个门架，两个门架与底固定连接，并置于支撑工作台上，门架设置有定位凹槽；丝杆的一端穿过底，并连接有手动螺丝杆，竖架设置有与丝杆相适配的螺纹孔，丝杆的另一端穿过该螺纹孔；竖架固定连接有两个滑轨，两个滑轨分别卡入两个门架的定位凹槽中；

所述防弹高温炉包括炉腔，炉腔固定于可调底座上，炉腔的前端开有炉腔前孔，炉腔安装有U型加热棒，炉腔内放置有浮动式保护内腔，浮动式保护内腔上开设有保护内腔前孔，炉腔的前端与所述轻气炮台的出口连接，炉腔的后端设置有后防冲板和后壁门，后防冲板和后壁门安装在四根梁上，并位于梁的中部，梁的一端与竖架固定连接，通过转动丝杆，能够使后防冲板和后壁门分别与浮动式保护内腔和炉腔形成密闭配合；

所述高温夹具包括盖板和固定端，高温夹具安装于四根梁上，并位于梁上远离竖架的一端，通过转动丝杆，能够使高温夹具横向移动。

所述炉腔内部由保温石棉覆盖，底部铺有高温合金板。

所述可调底座的支撑脚底部设置有可调螺栓，通过可调螺栓能够调节可调底座的平整度。

所述浮动式保护内腔包括一个后衬板、两个底部衬板、两个保护罩、四个第一导轨和两个第二导轨，其中，所述第一导轨和第二导轨均为长方体，第一导轨上沿其长方向设置有相互垂直的第一横槽和第一纵槽，第二导轨上沿其长方向设置有相互垂直的后衬板纵槽和第二横槽，第一导轨上两端沿其宽方向设置有两个第二纵槽；两个第一导轨和一个第二导轨组成一组导轨架，两组导轨架对向设置，每组导轨架中的两个第一导轨分别垂直设置于第二导轨的两端，两个第一导轨的第一纵槽分别与第二导轨两端的两个第二纵槽共面，两个第一导轨的第一横槽与第二导轨的第二横槽共面；所述底部衬板插入第一横槽和第二横槽中，后衬板插入后衬板纵槽中，保护罩插入第一纵槽和第二纵槽中，组成浮动式保护内腔；所述后衬板开设有保护内腔前孔。