[发明专利]一种涡轮叶片热震试验装置

说明书

本发明提供了一种涡轮叶片热震试验装置，所述装置包括：加热系统；冷却系统；检测系统；试样传送系统和处理系统。本发明所提供的涡轮叶片热震试验装置，可进行热障涂层的热震疲劳性能、寿命考核试验及高温合金和复合材料制涡轮导向叶片、工作叶片、燃烧部件以及模拟试样在温度循环作用下的疲劳寿命试验。本试验装置结构简单，操作方便，具有加温速度快，使用成本低，环境污染小，试验效率高的优点。

技术领域

本发明属于航空发动机零部件试验技术领域，具体涉及一种涡轮叶片热震试验装置。

背景技术

随着航空发动机涡轮前温度、推重比和燃气压力不断提高，对热端部件的耐高温性能有了更高的要求，特别是复合材料和陶瓷涂层。在对热端部件进行热疲劳模拟考核的各种方法中，热震试验方法可以实现对热障涂层和高温复合材料的强度性能评估、设计优化提供支持。热障涂层热震试验器是考核热障涂层在高温环境下强度和寿命的专用试验设备。

发明内容

为了解决上述问题，提供一种专用设备来考验热障涂层在高温环境下的强度和寿命。

本发明的目的在于提供一种涡轮叶片热震试验装置，所述装置包括：加热系统，用于对试样进行加热；冷却系统，用于对试样进行冷却；检测系统，用于对试样进行检测；试样传送系统，用于试样在所述加热系统、所述冷却系统和所述检测系统中的传送；处理系统，用于接收并处理所述加热系统、所述冷却系统、所述检测系统和所述传送系统的工作数据，并生成所述试验传送系统的工作命令以控制所述试样传送系统工作。

本发明所提供的涡轮叶片热震试验装置，还具有这样的特征，所述加热系统包括放置试样的试验舱和用于给试样加热的加热设备，所述试验舱外层设有保温层，所述试验舱上设有感应装置，所述感应装置用于在试样进入和移出试验舱时控制试验舱舱门的开闭，所述保温层从内到外依次为保温棉、真空隔热层以及氧化锆反光膜。

本发明所提供的涡轮叶片热震试验装置，还具有这样的特征，所述加热设备中的发热源在不同高度上分别呈阵列式布置，所述不同高度的发热源用于实现试验舱内轴向梯度温度场，所述阵列式布置用于实现试验舱内周向梯度温度场。

本发明所提供的涡轮叶片热震试验装置，还具有这样的特征，所述试验舱上设有观察窗及红外测温孔，所述红外测温孔用于通过红外热像仪对加热过程中的试样进行温度监测。

本发明所提供的涡轮叶片热震试验装置，还具有这样的特征，所述冷却系统包括风冷设备和水冷设备；所述风冷系统的入风口一端为圆形结构，另一端为扁平结构，所述扁平结构上设有多个阵列分布的出风孔，所述出风孔的方向可调。

本发明所提供的涡轮叶片热震试验装置，还具有这样的特征，所述检测系统包括图像处理设备，所述图像处理设备用于采集试验的表面信息。

本发明所提供的涡轮叶片热震试验装置，还具有这样的特征，所述图像处理设备所采集的表面信息处理过程如下步骤：S1：对图像处理设备分别采集到的第一次图像信息和第二次图像信息进行对比，若第一次图像信息和第二次图像信息相同，则试验继续，若第一次图像信息和第二次图形信息不同，则进行下一步；S2：对第二次图像信息与处理系统中的数据库进行对比，若数据库中包括与第二次图像信息相同的试验裂纹图像信息，则判断为试样有裂纹，处理系统发出停机命令并记录试验结果，所述试验结果包括裂纹的长度、出现裂纹的循环数以及裂纹的形貌。

本发明所提供的涡轮叶片热震试验装置，还具有这样的特征，所述试样传送系统包括用于固定试样的夹具、用于改变试样高度的升降机构和用于在所述装置内移动的滑轨，所述夹具内设有冷却通道，所述滑轨设置在所述加热系统、所述冷却系统和所述检测系统的上方。

本发明所提供的涡轮叶片热震试验装置，还具有这样的特征，所述试样传送系统还包括用于检测试样质量的质量传感器和用于检测所述夹具温度的温度传感器。