申请/专利权人：天津航天瑞莱科技有限公司;北京强度环境研究所;华中科技大学

申请日：2024-01-11

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117554083B

主分类号：G01M15/14

分类号：G01M15/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2024.03.01#实质审查的生效;2024.02.13#公开

摘要：本发明涉及一种采用发动机机匣热内压疲劳试验加载系统的方法，建立发动机机匣热内压疲劳试验加载系统及含散热的加热模型，在受试腔体加热过程中，实现加热器功率的定量控制；建立含漏气的加压模型，在受试腔体加、卸压或保压过程中，实现受试腔体质量流量的定量控制；建立温度‑压力耦合控制，在受试腔体加热和加压过程中，实现受试腔体温度和压力交叉迭代控制。本发明充分考虑加载过程中温度和压力间的相互影响以及试验系统对外散热和漏气现象对加载过程的影响等因素，有效解决现有航空发动机外涵机匣热内压疲劳试验考核过程中存在的压力和温度控制精度较差的问题。

主权项：1.一种采用发动机机匣热内压疲劳试验加载系统的方法，其特征是：建立发动机机匣热内压疲劳试验加载系统及含散热的加热模型，在受试腔体加热过程中，实现加热器功率的定量控制；建立含漏气的加压模型，在受试腔体加、卸压或保压过程中，实现受试腔体质量流量的定量控制；建立温度-压力耦合控制，在受试腔体加热和加压过程中，实现受试腔体温度和压力交叉迭代控制，所述温度-压力耦合控制方法的具体流程如下：首先建立发动机机匣热内压疲劳试验加载系统，包括气源系统、温度加载系统、压力加载系统和受试腔体，所述气源系统与受试腔体连接，所述受试腔体分别与压力加载系统和温度加载系统连接，所述温度加载系统包括控制计算机、综合控制器、可控硅电源、加热器和温度传感器；所述温度传感器采集受试腔体内温度信号，温度信号通过综合控制器传递至控制计算机，控制计算机反馈信息至综合控制器，再由综合控制器驱动可控硅电源控制加热器工作，构成受试腔体内温度与目标温度形成动态稳定的循环系统；所述压力加载系统通过压力传感器采集受试腔体内压力信号，压力信号通过综合控制器传递至控制计算机，控制计算机反馈信息至综合控制器，再由综合控制器驱动腔体进气阀和腔体排气阀工作，构成受试腔体内压力与目标压力形成动态稳定的循环控制系统；步骤1、开始，调用“目标温度动态保载子程序”对受试腔体加热；步骤2、受试腔体达到高温目标状态；步骤3、进入高温疲劳压力加载循环阶段；步骤4、调用“目标压力加载子程序”对受试腔体加压，同步调用“目标温度动态保载子程序”对受试腔体保温控制；步骤5、受试腔体达到高温高压目标状态；步骤6、调用“目标压力动态保载子程序”对受试腔体保压控制，同步调用“目标温度动态保载子程序”对受试腔体保温控制；步骤7、受试腔体保持高温高压目标状态；步骤8、调用“目标压力卸载子程序”对受试腔体卸压，同步调用“目标温度动态保载子程序”对受试腔体保温控制；步骤9、受试腔体达到高温低压目标状态；步骤10、调用“目标压力动态保载子程序”对受试腔体保压控制，同步调用“目标温度动态保载子程序”对受试腔体保温控制；步骤11、受试腔体保持高温低压目标状态；步骤12、判断高温疲劳压力加载循环是否结束，如果不结束跳转至步骤4，如果结束则顺序执行步骤13；步骤13、停止加热，停止加压；步骤14、检查并测试受试机匣件状态；步骤15、开展下一等级疲劳试验或结束试验；所述含散热的加热模型，其中，加热器功率包括有效功率和补偿功率，有效功率用于加热受试机匣件和受试腔体内压缩气体，补偿功率用于补偿通过试验系统耗散到环境中的热量，加热器功率的表达式如下：式中Pdesg为加热器的设计功率，W；Peff为加热器的有效功率，W；η为加热器的有效功率因子，无量纲；Pcomp为加热器的补偿功率，W；ζ为加热器的补偿功率因子，无量纲；加热器的有效功率表达式如下：式中mtarg为受试腔体达到目标状态时受试腔体内气体的质量，m；einc为受试腔体内气体从环境温度升高到目标温度的内能增加量，Jkg；tfeat为特征时间，表示将受试腔体内气体由环境状态加载至目标状态的设计时间s，受试腔体达到目标状态时腔内气体的质量计算表达式如下：式中Vcham为受试腔体的容积，m3；Rg为气体介质的气体常数，Jkg·K；Ttarg为目标温度，K；ptarg为目标压力，Mpa；受试腔体内气体从环境温度升高到目标温度的内能增加量计算表达式如下：式中cV为气体定容比热，Jkg·K；Ttarg为目标温度，K；Tamb为环境温度，K；加热器的补偿功率表达式如下：式中Asurf为受试机匣件与大气环境之间的有效对流换热面积，m2；h为对流换热系数，Wm2·K；Ttarg为目标温度，K；Tamb为环境温度，K，εcase为受试机匣件的辐射系数，无量纲取值εcase=1；σ为Stefan-Boltzmann常数，取值σ=5.67×10-8Wm2·K4。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 天津航天瑞莱科技有限公司;北京强度环境研究所;华中科技大学 一种采用发动机机匣热内压疲劳试验加载系统的方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD