一種聲靜聯(lián)合加載試驗(yàn)裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于聯(lián)合載荷加載試驗(yàn)技術(shù)，具體涉及一種聲靜聯(lián)合加載試驗(yàn)裝置及方法。本發(fā)明聲靜聯(lián)合加載試驗(yàn)裝置包括測(cè)力傳感器、螺桿、上T型壓條、試驗(yàn)件、行波管、下T型壓條，其中，所述行波管為回型管，其上壁留有安裝螺桿的螺栓孔，螺桿穿過行波管上臂后連接上T型壓條，上T型壓條下端連接試驗(yàn)件，試驗(yàn)件另一端與設(shè)置在行波管的下壁的下T型壓條連接。本發(fā)明通過螺母來實(shí)現(xiàn)靜載荷的加載，通過不同大小的擰緊力矩施加不同大小的靜載荷，通過揚(yáng)聲器實(shí)施聲載荷加載，結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)施操作方便，試驗(yàn)成本低。
【專利說明】一種聲靜聯(lián)合加載試驗(yàn)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于聯(lián)合載荷加載試驗(yàn)技術(shù)，具體涉及一種聲靜聯(lián)合加載試驗(yàn)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前,一般的行波管只能施加聲載荷,而一些結(jié)構(gòu)在受聲載荷的同時(shí)還受靜載荷的作用，靜載荷產(chǎn)生的靜應(yīng)力作為平均應(yīng)力對(duì)聲疲勞壽命有影響，它影響結(jié)構(gòu)或材料的聲疲勞S-N曲線，通常拉伸平均應(yīng)力會(huì)降低結(jié)構(gòu)的聲疲勞壽命。當(dāng)靜載荷與聲載荷聯(lián)合作用于結(jié)構(gòu)時(shí)，結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置的應(yīng)力響應(yīng)特點(diǎn)是在靜載荷引起的平均應(yīng)力上疊加聲激勵(lì)引起的振動(dòng)應(yīng)力，從而存在較大不確定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)加載聲載荷和靜載荷的試驗(yàn)裝置及方法，為研究靜載荷對(duì)聲疲勞壽命的影響提供依據(jù)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種聲靜聯(lián)合加載試驗(yàn)裝置，其包括測(cè)力傳感器、螺桿、上T型壓條、試驗(yàn)件、行波管、下T型壓條，其中，所述行波管為回型管，其上壁留有安裝螺桿的螺栓孔，螺桿穿過行波管上臂后連接上T型壓條，上T型壓條下端連接試驗(yàn)件，試驗(yàn)件另一端與設(shè)置在行波管的下壁的下T型壓條連接，電動(dòng)氣流揚(yáng)聲器安裝在行波管的前方用來提供聲載荷。
[0005]行波管的下壁面設(shè)計(jì)一出線孔，用于應(yīng)變測(cè)量線的引出。
[0006]所述行波管的側(cè)壁設(shè)計(jì)傳聲器安裝孔。
[0007]一種聲靜聯(lián)合加載試驗(yàn)方法，其包括如下步驟:
[0008]步驟1:設(shè)計(jì)行波管:
[0009]設(shè)計(jì)與現(xiàn)有行波管寬高相同的一段行波管，在行波管的上壁留有安裝螺桿的螺栓孔，一下T字型壓條與行波管的下壁面連接用于安裝試驗(yàn)件，在行波管的下壁面設(shè)計(jì)一出線孔，用于應(yīng)變測(cè)量線等的引出，在行波管的側(cè)壁設(shè)計(jì)安裝傳聲器的孔；
[0010]步驟2:安裝試驗(yàn)件:
[0011]試驗(yàn)件的一端通過下T字型壓條固定在行波管的下壁，另一端與上T字型壓條連接，上T字型壓條通過螺桿與行波管上壁連接，上T字型壓條與螺桿通過螺母固定；
[0012]步驟3:聲靜聯(lián)合加載
[0013]在螺桿上套一螺母，通過擰緊螺母來施加靜載荷，擰緊力矩不同，靜載荷大小不同，用測(cè)力傳感器來測(cè)試所加靜載荷的大小，同時(shí)通過電動(dòng)氣流揚(yáng)聲器對(duì)試驗(yàn)件施加載荷。
[0014]聲場(chǎng)通過高聲強(qiáng)噪聲試驗(yàn)控制系統(tǒng)對(duì)聲場(chǎng)進(jìn)行閉環(huán)控制。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明通過螺母來實(shí)現(xiàn)靜載荷的加載，通過不同大小的擰緊力矩施加不同大小的靜載荷，通過揚(yáng)聲器實(shí)施聲載荷加載，結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)施操作方便，試驗(yàn)成本低。【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為揚(yáng)聲器與行波管連接示意圖。
[0017]圖2為圖1中的聲靜聯(lián)合加載試驗(yàn)裝置示意圖。
[0018]圖3為條形試驗(yàn)件示意圖。
[0019]圖4為靜應(yīng)力對(duì)聲疲勞壽命的影響示意圖。
[0020]圖中:1-測(cè)力傳感器，2-螺桿，3-螺母，4-螺母，5-上T型壓條，6_試驗(yàn)件，7_行波管，8-下T型壓條。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明:
[0022]請(qǐng)參閱圖2，其為本發(fā)明聲靜聯(lián)合加載試驗(yàn)裝置示意圖。本發(fā)明聲靜聯(lián)合加載試驗(yàn)裝置包括測(cè)力傳感器、螺桿、上T型壓條、試驗(yàn)件、行波管、下T型壓條。其中，所述行波管為回型管，其上壁留有安裝螺桿2的螺栓孔，螺桿穿過行波管上壁后連接上T型壓條5，上T型壓條下端連接試驗(yàn)件，試驗(yàn)件另一端與設(shè)置在行波管的下壁的下T型壓條連接，另外，所述行波管的下壁面設(shè)計(jì)一出線孔，用于應(yīng)變測(cè)量線等的引出，在行波管的側(cè)壁設(shè)計(jì)安裝傳聲器的孔。本試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，通過螺桿、螺母實(shí)現(xiàn)了在行波管中靜載荷的加載。
[0023]如圖3所示，所述試驗(yàn)件為條形試驗(yàn)件，兩端均設(shè)置有用于分別與上下T型壓條螺紋連接的連接孔，試驗(yàn)件的寬度及連接孔的尺寸根據(jù)《發(fā)動(dòng)機(jī)葉片及材料振動(dòng)疲勞試驗(yàn)方法》(HB5277-84)中葉片試件的尺寸設(shè)計(jì)，試驗(yàn)件長度根據(jù)行波管的高度設(shè)計(jì)。
[0024]本發(fā)明聲靜聯(lián)合加載試驗(yàn)方法的具體實(shí)施過程如下:
[0025](I)設(shè)計(jì)行波管:設(shè)計(jì)與現(xiàn)有行波管寬高相同的一段行波管7，在行波管的上壁留有安裝螺桿2的螺栓孔，一“T”字型壓條8與行波管的下壁面連接用于安裝試驗(yàn)件，在行波管的下壁面設(shè)計(jì)一出線孔，用于應(yīng)變測(cè)量線等的引出，在行波管的側(cè)壁設(shè)計(jì)安裝傳聲器的孔；
[0026](2)安裝試驗(yàn)件:試驗(yàn)件的一端通過“T”字型壓條8固定在行波管的下壁，另一端與“T”字型壓條5連接，“T”字型壓條5通過螺桿2與行波管上壁連接，“T”字型壓條與螺桿通過螺母4固定；
[0027](3)聲靜聯(lián)合加載:在螺桿2上套一螺母3，通過擰緊螺母3來施加靜載荷，擰緊力矩不同，靜載荷大小不同，用測(cè)力傳感器I來測(cè)試所加靜載荷的大小，同時(shí)聲載荷通過電動(dòng)氣流揚(yáng)聲器來施加，聲場(chǎng)通過高聲強(qiáng)噪聲試驗(yàn)控制系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)控制。
[0028]如圖4所示，平均應(yīng)力是影響結(jié)構(gòu)聲疲勞壽命的主要因素。一般的行波管只能施加聲載荷，而聲靜聯(lián)合加載試驗(yàn)裝置及方法可以實(shí)現(xiàn)聲載荷與靜載荷的同時(shí)加載，從而可以定量的研究結(jié)構(gòu)或材料由靜載荷產(chǎn)生的靜應(yīng)力作為平均應(yīng)力對(duì)聲疲勞壽命的影響。
[0029]以發(fā)動(dòng)機(jī)葉片為例:發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，轉(zhuǎn)子葉片在高速旋轉(zhuǎn)過程中的離心力作為平均應(yīng)力作用于轉(zhuǎn)子葉片，同時(shí)轉(zhuǎn)子葉片還受聲載荷的作用，為了研究平均應(yīng)力對(duì)聲疲勞壽命的影響，設(shè)計(jì)了試驗(yàn)件如圖3所示，其一階振動(dòng)特性與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片類似。其步驟是:1、設(shè)計(jì)行波管:設(shè)計(jì)與現(xiàn)有行波管寬高相同的一段行波管，根據(jù)試驗(yàn)件的尺寸加工了相應(yīng)的“T”字型壓條，在行波管上下壁、側(cè)壁留有相應(yīng)的螺栓孔、出線孔、安裝高聲強(qiáng)傳聲器的孔；2、安裝試驗(yàn)件:試驗(yàn)件的一端固定在行波管的下壁，另一端與一 “T”字型壓條連接，“T”字型壓條通過螺桿與行波管上壁連接，“T”字型壓條與螺桿通過螺母固定；3、聲靜聯(lián)合加載:在行波管外的螺桿上套一螺母，通過擰緊螺母來施加靜載荷，用測(cè)力傳感器來測(cè)試所加靜載荷的大小，由此可以調(diào)整擰緊力矩，從而得到所需的靜載荷。聲載荷通過電動(dòng)氣流揚(yáng)聲器來施加，聲場(chǎng)通過高聲強(qiáng)噪聲試驗(yàn)控制系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)控制。因此用本發(fā)明方法研究了平均應(yīng)力對(duì)聲疲勞壽命的影響，從而為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的研究提供依據(jù)。
【權(quán)利要求】
1.一種聲靜聯(lián)合加載試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括測(cè)力傳感器、螺桿、上T型壓條、試驗(yàn)件、行波管、下T型壓條，其中，所述行波管為回型管，其上壁留有安裝螺桿的螺栓孔，螺桿穿過行波管上壁后連接上T型壓條，上T型壓條下端連接試驗(yàn)件，試驗(yàn)件另一端與設(shè)置在行波管的下壁的下T型壓條連接，揚(yáng)聲器安裝在行波管的前方，兩者之間通過一喇叭段連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲靜聯(lián)合加載試驗(yàn)裝置，其特征在于，行波管的下壁面設(shè)計(jì)一出線孔，用于應(yīng)變測(cè)量線的引出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲靜聯(lián)合加載試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述行波管的側(cè)壁設(shè)計(jì)傳聲器安裝孔。
4.一種聲靜聯(lián)合加載試驗(yàn)方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1:設(shè)計(jì)行波管: 設(shè)計(jì)與現(xiàn)有行波管寬高相同的一段行波管，在行波管的上壁留有安裝螺桿的螺栓孔，一下T字型壓條與行波管的下壁面連接用于安裝試驗(yàn)件，在行波管的下壁面設(shè)計(jì)一出線孔，用于應(yīng)變測(cè)量線等的引出，在行波管的側(cè)壁設(shè)計(jì)安裝傳聲器的孔； 步驟2:安裝試驗(yàn)件: 試驗(yàn)件的一端通過下T字型壓條固定在行波管的下壁，另一端與上T字型壓條連接，上T字型壓條通過螺桿與行波管上壁連接，上T字型壓條與螺桿通過螺母固定； 步驟3:聲靜聯(lián)合加載 在螺桿上套一螺母，通過擰緊螺母來施加靜載荷，擰緊力矩不同，靜載荷大小不同，用測(cè)力傳感器來測(cè)試所加靜載荷的大小，同時(shí)通過電動(dòng)氣流揚(yáng)聲器對(duì)試驗(yàn)件施加聲載荷。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述聲靜聯(lián)合加載試驗(yàn)方法,其特征在于,聲場(chǎng)通過高聲強(qiáng)噪聲試驗(yàn)控制系統(tǒng)對(duì)聲場(chǎng)進(jìn)行閉環(huán)控制。
【文檔編號(hào)】G01M13/00GK104034524SQ201410285769
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】王琰, 郭定文, 王秋蓉 申請(qǐng)人:中國飛機(jī)強(qiáng)度研究所