机匣低循环疲劳试验装置以及方法与流程

技术特征：
1.一种机匣低循环疲劳试验装置，其特征在于，包括：固定夹具(1)，用于提供支撑；机匣(2)，与所述固定夹具(1)固定连接；所述机匣(2)设置有流体入口(21)和流体出口(22)；加热单元(3)，围绕在所述机匣(2)的外侧；所述加热单元(3)包括多个加热件(31)，至少存在两个所述加热件(31)是独立的；第一气流引入流道(4)，与所述机匣(2)的流体入口(21)连通；以及第二气流引入流道(5)，与所述机匣(2)的流体入口(21)连通，且与所述第一气流引入流道(4)是独立的。2.根据权利要求1所述的机匣低循环疲劳试验装置，其特征在于，所述加热件(31)是环形的，多个所述加热件(31)并排包围于所述机匣(2)的外侧。3.根据权利要求1所述的机匣低循环疲劳试验装置，其特征在于，多个所述加热件(31)从所述机匣(2)的轴向的一端排列至所述机匣(2)的轴向的另一端。4.根据权利要求1所述的机匣低循环疲劳试验装置，其特征在于，所述机匣(2)的流体入口(21)包括两个，分别为第一流体入口(21a)和第二流体入口(21b)；所述第一流体入口(21a)与所述第一气流引入流道(4)连通，所述第二流体入口(21b)与所述第二气流引入流道(5)连通。5.根据权利要求1所述的机匣低循环疲劳试验装置，其特征在于，还包括：第一气源(6)，用于提供气流；以及加热系统(7)，与所述第一气源(6)和所述第一气流引入流道(4)连通；所述加热系统(7)被构造为将所述第一气源(6)输送的气体加热后输送至所述第一气流引入流道(4)。6.根据权利要求1所述的机匣低循环疲劳试验装置，其特征在于，还包括：第二气源(8)，用于提供气流；以及冷却系统(9)，与所述第二气源(8)和所述第二气流引入流道(5)连通；所述加热系统(7)被构造为将所述第二气源(8)输送的气体冷却后输送至所述第二气流引入流道(5)。7.根据权利要求1所述的机匣低循环疲劳试验装置，其特征在于，还包括：导流板(10)，围绕于所述机匣(2)的外侧；其中，所述第一气流引入流道(4)位于所述导流板(10)和所述机匣(2)之间的空隙中，所述第二气流引入流道(5)位于所述导流板(10)的外侧。8.根据权利要求1所述的机匣低循环疲劳试验装置，其特征在于，还包括：轴向载荷加载装置(11)，与所述机匣(2)连接，所述轴向载荷加载装置(11)被构造为向所述机匣(2)提供轴向载荷。9.根据权利要求1所述的机匣低循环疲劳试验装置，其特征在于，还包括：横向载荷加载装置(12)，与所述机匣(2)连接，所述横向载荷加载装置(12)被构造为向所述机匣(2)提供横向载荷。10.根据权利要求1所述的机匣低循环疲劳试验装置，其特征在于，还包括：扭矩加载装置(13)，与所述机匣(2)连接，所述扭矩加载装置(13)被构造为向所述机匣(2)提供扭矩。11.根据权利要求1所述的机匣低循环疲劳试验装置，其特征在于，还包括：
温度检测元件(14)，设置于所述机匣(2)，以采集所述机匣(2)的温度；和/或，应力检测元件(15)，设置于所述机匣(2)，以采集所述机匣(2)的应力。12.一种机匣低循环疲劳试验方法，其特征在于，包括以下步骤：确定机匣设定位置的温度剖面以及应力剖面；根据温度剖面和应力剖面计算机匣设定位置的寿命，并找出造成损伤最大的循环，将其作为标准循环；根据标准循环峰值点状态对应的机匣的温度分布确定加热单元的布置位置；根据标准循环峰值点状态对应的机匣的应力分布确定第一气流引入流道和第二气流引入流道各自的流体参数；调节所述加热单元的加热性能、第一气流引入流道和第二气流引入流道的参数，进行加载循环疲劳试验。13.根据权利要求12所述的机匣低循环疲劳试验方法，其特征在于，调节所述加热单元的加热性能包括：控制沿着所述机匣的轴向的一端到另一端的各个加热件的温度。14.根据权利要求12所述的机匣低循环疲劳试验方法，其特征在于，所述第一气流引入流道的流体参数包括流体温度和流体压力；和/或，所述第二气流引入流道的流体参数包括流体温度和流体压力。15.根据权利要求12所述的机匣低循环疲劳试验方法，其特征在于，在进行加载循环疲劳试验之前，还包括以下步骤：控制轴向载荷加载参数。16.根据权利要求12所述的机匣低循环疲劳试验方法，其特征在于，在进行加载循环疲劳试验之前，还包括以下步骤：控制横向载荷加载参数。17.根据权利要求12所述的机匣低循环疲劳试验方法，其特征在于，在进行加载循环疲劳试验之前，还包括以下步骤：控制扭矩载荷加载参数。18.根据权利要求12所述的机匣低循环疲劳试验方法，其特征在于，还包括以下步骤：在所述机匣的设定位置设置温度检测元件，以采集机匣的温度分布；根据采集到的温度分布判断所述机匣试验条件下的温度场是否和所述机匣发动机条件下的温度场接近；如果不接近，则调节所述加热单元的各个加热件的温度，以使得所述机匣设定位置的试验条件下的温度场与发动机条件下的温度场接近。19.根据权利要求12所述的机匣低循环疲劳试验方法，其特征在于，还包括以下步骤：在所述机匣的设定位置设置应力检测元件，以采集机匣的应力分布；根据采集到的应力分布判断所述机匣设定位置的试验条件下的应力场是否和发动机条件下的应力场接近；如果不接近，则调节所述第一气流引入流道或者所述第二气流引入流道的流体参数，以使得所述机匣设定位置的试验条件下的应力场和发动机条件下的应力场接近。20.根据权利要求12所述的机匣低循环疲劳试验方法，其特征在于，根据温度剖面和应
力剖面计算机匣的寿命包括：根据温度剖面和应力剖面计算机匣寿命，采用损伤雨流计数法得到设定位置的标准循环。

技术总结
本发明公开了一种机匣低循环疲劳试验装置以及方法，涉及航空发动机领域，用于优化机匣的低循环疲劳试验。该机匣低循环疲劳试验装置包括固定夹具、机匣、加热单元、第一气流引入流道以及第二气流引入流道。固定夹具用于提供支撑；机匣与固定夹具固定连接；机匣设置有流体入口和流体出口；加热单元围绕在机匣的外侧；加热单元包括多个加热件，至少存在两个加热件是独立的；第一气流引入流道与机匣的流体入口连通。第二气流引入流道与机匣的流体入口连通，且与第一气流引入流道是独立的。上述技术方案，优化了机匣低循环疲劳试验。优化了机匣低循环疲劳试验。优化了机匣低循环疲劳试验。


技术研发人员：寇明龙 何红
受保护的技术使用者：中国航发商用航空发动机有限责任公司
技术研发日：2020.04.28
技术公布日：2021/10/28