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1、(10)申请公布号 CN 103698098 A (43)申请公布日 2014.04.02 CN 103698098 A (21)申请号 201310738591.8 (22)申请日 2013.12.27 G01M 7/02(2006.01) G01N 3/18(2006.01) (71)申请人 天津航天瑞莱科技有限公司苏州分 公司 地址 215000 江苏省苏州市吴中区木渎镇金 枫南路 198 号 5 幢 （金枫商贸中心） 501 室 (72)发明人 陈俊 (74)专利代理机构 南京利丰知识产权代理事务 所 ( 特殊普通合伙 ) 32256 代理人 王锋 (54) 发明名称 热机耦合综合环境。
2、试验方法及系统 (57) 摘要 本发明公开了一种热机耦合综合环境试验方 法及系统。该方法包括 ： 在试件上套设导电线圈， 并在所述导电线圈内通入交变电流， 实现对试件 的电磁感应涡流加热， 且同时以振动发生设备对 试件进行振动测试。该系统包括 ： 振动发生设备， 用以对试件进行振动测试， 以及导电线圈， 至少用 以在振动测试过程中套设于试件上， 并对试件进 行电磁感应涡流加热。本发明的热机耦合综合环 境试验系统结构简单， 易于安装维护， 易于操作， 能耗低、 成本低， 可实现对试件进行全面的力学性 能测试， 且不会损伤振动发生设备。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 。
3、附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103698098 A CN 103698098 A 1/1 页 2 1. 一种热机耦合综合环境试验方法， 其特征在于， 包括 ： 在试件上套设导电线圈， 并在 所述导电线圈内通入交变电流， 实现对试件的电磁感应涡流加热， 且同时以振动发生设备 对试件进行振动测试。 2. 根据权利要求 1 所述的热机耦合综合环境试验方法， 其特征在于， 在振动测试过程 中， 还至少对试件的局部施加至少用以挤压、 拉伸、 弯折或扭曲所述试件的外力作用， 并以 相应传感装置监测。
4、试件对于所述外力作用的应变情况。 3. 根据权利要求 2 所述的热机耦合综合环境试验方法， 其特征在于， 用以对试件施加 所述挤压、 拉伸、 弯折或扭曲的外力作用的设备包括液压施力设备、 电动施力设备或气动施 力设备。 4. 根据权利要求 1 所述的热机耦合综合环境试验方法， 其特征在于， 所述试件被固定 安装于振动发生设备的工作台面上， 且所述试件与工作台面之间还设有隔热组件。 5. 根据权利要求 1-4 中任一项所述的热机耦合综合环境试验方法， 其特征在于， 所述 振动发生设备包括电动振动台。 6. 一种热机耦合综合环境试验系统， 其特征在于， 包括 ： 振动发生设备， 用以对试件进行振动。
5、测试， 以及， 导电线圈， 至少用以在振动测试过程中套设于试件上， 并对试件进行电磁感应涡 流加热。 7. 根据权利要求 6 所述的热机耦合综合环境试验系统， 其特征在于， 它还包括 ： 施力装置， 用以在振动测试过程中至少对试件的局部施加至少能够挤压、 拉伸、 弯折或 扭曲所述试件的外力作用 ； 以及， 传感装置， 用以监测试件对于所述外力作用的应变情况。 8. 根据权利要求 7 所述的热机耦合综合环境试验系统， 其特征在于， 所述施力装置包 括液压施力设备、 电动施力设备或气动施力设备。 9. 根据权利要求 6 所述的热机耦合综合环境试验系统， 其特征在于， 所述试件被固定 安装于振动发生。
6、设备的工作台面上， 且所述试件与工作台面之间还设有隔热组件。 10. 根据权利要求 6-9 中任一项所述的热机耦合综合环境试验系统， 其特征在于， 所述 振动发生设备包括电动振动台。 权 利 要 求 书 CN 103698098 A 2 1/3 页 3 热机耦合综合环境试验方法及系统 技术领域 0001 本发明涉及一种综合环境试验方法及系统， 特别涉及一种热机耦合综合环境试验 方法及系统。 背景技术 0002 对于分布于蒸汽轮机、 内燃机等设备中的机轴、 叶轮、 火花塞来说， 因其需要长期 运行在高温环境中， 且同时还需承受多种复杂力学作用， 故而在将其正常应用之前， 一般需 要对其进行综合环。
7、境测试， 以探知其高温耐候性能、 机械疲劳寿命等， 进而保障设备的安全 稳定运行， 杜绝安全隐患。 0003 参阅图 1 所示系目前常用的综合环境试验系统的结构， 其主要包括一温控箱及一 振动发生设备 1， 在测试过程中系将试件置于温控箱中， 并通过对温控箱的整体内腔进行加 热而实现对试件的加热， 但这种方式设备结构复杂， 能耗高， 且振动发生设备的工作台面上 一般需加载过渡头 （这往往导致振动发生设备的负载增加， 降低其性能） 等， 但即使如此， 工 作台面仍会与温控箱内腔有一定接触， 使得温控箱内的热量不可避免的会传导至振动发生 设备， 并可能会导致振动发生设备内的非耐高温组件损毁。另外，。
8、 由于试件、 至少是试件主 体需被置于温控箱内， 使得在振动测试过程中， 无法对试件进行全方位的力学性能测试。 发明内容 0004 鉴于现有技术的不足， 本发明的目的在于提供一种热机耦合综合环境试验方法及 系统， 其能耗低， 可在不对振动发生设备造成任何损伤的情况下， 能实现对试件进行全面的 环境试验， 包括各种类型的力学性能测试。 0005 为实现上述发明目的， 本发明采用的技术方案如下 ： 一种热机耦合综合环境试验方法， 包括 ： 在试件上套设导电线圈， 并在所述导电线圈内 通入交变电流， 实现对试件的电磁感应涡流加热， 且同时以振动发生设备对试件进行振动 测试。 0006 作为优选的实施。
9、方案之一， 在振动测试过程中， 还至少对试件的局部施加至少用 以挤压、 拉伸、 弯折或扭曲所述试件的外力作用， 并以相应传感装置监测试件对于所述外力 作用的应变情况。 0007 其中， 用以对试件施加所述挤压、 拉伸、 弯折或扭曲的外力作用的设备包括液压施 力设备、 电动施力设备或气动施力设备， 但不限于此。 0008 一种热机耦合综合环境试验系统， 包括 ： 振动发生设备， 用以对试件进行振动测试， 以及， 导电线圈， 至少用以在振动测试过程中套设于试件上， 并对试件进行电磁感应涡 流加热。 0009 作为优选的实施方案之一， 所述系统还包括 ： 施力装置， 用以在振动测试过程中至少对试件的。
10、局部施加至少能够挤压、 拉伸、 弯折或 说 明 书 CN 103698098 A 3 2/3 页 4 扭曲所述试件的外力作用 ； 以及， 传感装置， 用以监测试件对于所述外力作用的应变情况。 0010 进一步的， 所述施力装置包括液压施力设备、 电动施力设备或气动施力设备， 但不 限于此。 0011 作为可行的实施方案之一， 所述试件被固定安装于振动发生设备的工作台面上。 0012 其中， 所述振动发生设备可选自电动振动台， 但不限于此。 0013 与现有技术相比， 本发明的优点至少在于 ： （1） 本发明的热机耦合综合环境试验方法易于操作， 能耗低、 不会对振动发生设备造成 任何损伤， 且能。
11、实现对试件进行全面的力学性能测试。 0014 （2） 本发明的热机耦合综合环境试验系统结构简单， 易于安装维护， 易于操作， 能 耗低、 成本低， 可实现对试件进行全面的力学性能测试， 且不会损伤振动发生设备。 附图说明 0015 图 1 是现有热机耦合综合环境试验系统的结构示意图 ； 图 2 是本发明一实施方案中一种热机耦合综合环境试验系统的结构示意图 ； 图 3 是本发明一实施例中一种热机耦合综合环境试验系统的结构示意图 ； 图 4 是本发明一实施例中一种热机耦合综合环境试验系统的俯视图 ； 图中各组件及其附图标记分别为 ： 1- 振动发生设备、 工作台面 -11、 过渡头 -12、 柔性。
12、密 封连接 -13、 夹具组件 -14、 绝热夹具组件 -14 、 温控箱 -2、 试件 -3、 导电线圈 -4、 第一施力 机构 5、 第二施力机构 6、 第三施力机构 7。 具体实施方式 0016 以下结合附图及相应的实施例对本发明的技术方案做更为详细的说明。 0017 如前所述， 鉴于现有综合环境试验系统在应用于测试内燃机机轴、 叶片、 火花塞等 组件时所存在的诸多不足， 例如， 需以温控箱整体加热而导致能耗高和振动发生设备受热 损伤， 需在振动发生设备的工作台面上安装过渡头等导致振动发生设备负载增加， 无法实 现对试件的综合力学性能进行测试， 等等。本案发明人提出了一种新型的热机耦合综。
13、合环 境试验方法及系统。 0018 作为本发明的一个方面， 该热机耦合综合环境试验方法包括 ： 在试件上套设导电 线圈， 并在所述导电线圈内通入交变电流， 实现对试件的电磁感应涡流加热， 且同时以振动 发生设备对试件进行振动测试。 0019 而作为本发明的另一个方面， 该热机耦合综合环境试验系统包括 ： 振动发生设备， 用以对试件进行振动测试， 以及， 导电线圈， 至少用以在振动测试过程中套设于试件上， 并对试件进行电磁感应涡 流加热。 0020 参阅图 2 所示系本发明的一典型实施例， 其中， 该热机耦合综合环境试验系统包 括振动发生设备 1（例如， 电动振动台） ， 其中， 试件 3 系被。
14、连接于振动发生设备 1 的工作台 面 11 上， 且试件上套设有导电线圈 4。在测试过程中， 通过向导电线圈 4 内通入交变电流， 即可实现对试件 3 进行电磁感应涡流加热。 说 明 书 CN 103698098 A 4 3/3 页 5 0021 其中， 为使试件 3 被加热至所需温度， 可通过调节输入的交变电流的强度而实现。 而为在振动试验过程中仍保持电流的稳定输入， 可将导电线圈的电流输入端通过柔性电连 接方式等与交流电源连接。 0022 进一步的， 为了防止振动试验过程中试件的热量传导至工作台面上， 并实现试件 与工作台面的稳固连接， 可在两者之间设置绝热夹具组件 14 等， 但其结构可。
15、与现有夹具组 件 14 相似， 而仅需对材质等进行调整。 0023 进一步的， 在省去温控箱等组件的同时， 还可省略现有的过渡头等组件， 从而降低 振动发生设备的运动载荷， 保证其工作性能。 0024 很显然， 本发明的热机耦合综合环境试验系统结构较之现有的综合环境试验系统 更为简单， 且其可针对试件集中加热， 能有效降低能耗， 并杜绝振动发生设备受热损毁的问 题。 0025 进一步的， 藉由本发明的热机耦合综合环境试验系统， 还可在进行综合环境试验 的过程中， 实现对试件力学性能的综合测试。例如， 可以通过多个施力装置， 在振动测试过 程中， 至少对试件的局部施加至少用以挤压、 拉伸、 弯折。
16、或扭曲所述试件的外力作用， 同时 还可以相应传感装置监测试件对于所述外力作用的应变情况。 0026 根据实际应用的需求， 前述的这些外力作用可同时或依次施加在试件上。 0027 前述施力装置可以选用液压施力设备、 电动施力设备或气动施力设备等等， 但不 限于此。 0028 例如， 请参阅图3-4， 对于轴类试件， 可以借助与试件3两端刚性连接的施力装置5 等， 沿轴向向试件施加压力 F1 或拉伸力 F2 等 ； 和 / 或， 还可通过沿不同方向 （如 a、 b 所示方 向） 旋转施力装置 5， 从而对试件施以扭力作用。 0029 而与此同时或在不同时刻， 还可利用施力装置 6 等， 沿竖直方向。
17、对试件的不同部 位分别施加径向推力 F3 等， 从而测试试件在竖直方向的抗弯折性能等。 0030 或者， 还可利用施力装置 7 等， 沿水平方向对试件的不同部位分别施加径向推力 F4 等， 从而测试试件在水平方向的抗弯折性能等。 0031 而对于叶片等试件， 则也可依据类似的方式， 实现对其特定局部或整体的力学性 能测试。 0032 另外， 需要指出的是， 在本发明的说明书， 仅以电动振动台作为示例说明， 但事实 上， 本发明中的振动发生设备也可以选用激振器、 跌落试验台等。 0033 需要指出的是， 以上仅是本发明的具体应用范例， 对本发明的保护范围不构成任 何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案， 均落在本发明权利保护范围之 内。 说 明 书 CN 103698098 A 5 1/2 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103698098 A 6 2/2 页 7 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103698098 A 7 。