[发明专利]一种用于涡轮叶片材料热疲劳的实验装置

摘要

本发明公开了一种用于涡轮叶片材料热疲劳的实验装置，包括试验测试台，以及分别与试验测试台连接的感应线圈加热系统、温度测试采集系统、冷却系统、试验控制平台，其中试样固定在夹具上，冷却气体通过第一冷却气体通道、第二冷却通道对试样表面、端部、内部进行冷却，热电偶设置在试样的表面半径为3.5mm、6.5mm、8.5mm、试样内环四处，热电偶连接温度显示仪、计算机主机，感应线圈内环设有感应线圈冷却水通道，冷却水从感应线圈一侧流入，另一侧流出。本发明优点：能模拟不同工作状态下涡轮叶片所处交变循环温度的热疲劳工作环境，且对涡轮叶片材料的热疲劳失效机理和可靠性提供非常重要的实验数据。

主权项

1.一种用于涡轮叶片材料热疲劳的实验装置，其特征在于，包括感应线圈加热系统、温度测试采集系统、冷却系统、试验控制平台；所述感应线圈加热系统采用对称结构的双向环绕加热方式，包括特制的感应线圈(2)、交流电源，感应线圈(2)加热范围为25℃～1200℃，每秒加热温度可达50℃～100℃，感应线圈(2)可以根据加热对象的不同尺寸，制作成不同的形状，交流电源连接感应线圈(2)，感应线圈冷却水通道(5)连接冷却系统的冷却水箱；所述温度测试采集系统包括热电偶、温度显示仪(18)、温度采集软件，所述热电偶与温度显示仪(18)、计算机(11)连接；所述冷却系统包括空气压缩机、冷却水箱、电磁阀、第一冷却通道(19)、第二冷却通道(20)，冷却气体先经过冷却气体入口(10)，由试样(1)四周表面的喷气口(6)进入后分布到试样(1)表面及端部，另一股冷却气体以一定的流动速率经第一冷却气体通道(19)的气管、第二冷却气体通道(20)的气管进入试样(1)内部；所述第一冷却通道(19)、第二冷却通道(20)均呈十字架状，第一冷却通、第二冷却通道(20)为上下分布，第一冷却通道(19)左侧、右侧、顶端各设有冷却气体入口(10)，第二冷却通道(20)左侧、右侧、底端各设有冷却气体入口(10)，第一冷却通道(19)下表面的左侧、右侧各设有一个喷气口(6)，第二冷却通道(20)上表面的左侧、右侧各设有一个喷气口(6)，第一冷却通道(19)底端左右两侧面各固定安装有一个定位板(2)，第一冷却通道(19)上的定位板(2)呈并排分布，第二冷却通道(20)顶端左右两侧面各固定安装有一个定位板(2)，第二冷却通道(20)上的定位板(2)呈并排分布，上下分布的定位板(2)之间均设有热电偶固定装置(8)，热电偶固定装置(8)内侧置于试样(1)内，试样(1)连接在第一冷却通道(19)、第二冷却通道(20)之间的间隙内，上端的定位板(2)下表面与热电偶固定装置(8)之间的间隙内均设有感应线圈(3)，感应线圈(3)内环设有感应线圈冷却水通道(5)；所述试验控制平台包括计算机(11)、冷却系统控制开关(14)、急停开关(15)、冷却系统工作指示灯(17)、温度显示仪(18)，冷却系统控制开关(14)通过电磁阀与冷却系统连接，冷却系统工作指示灯(17)与冷却系统内部连接。