一種燒蝕率測試裝置及測試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種燒蝕率測試裝置及測試方法，該裝置包括底座，底座上加工有兩條平行的導向槽，定塊的兩端嵌入兩條導向槽的端部并固定，定塊內(nèi)還加工了導向孔；動塊也嵌入兩條導向槽內(nèi)，且動塊內(nèi)加工了螺紋孔；該裝置還包括傳動螺桿，傳動螺桿與螺紋孔匹配，傳動螺桿的一端設(shè)有導向頭，導向頭與導向孔匹配，另一端與曲桿連接；定塊上部安裝有定壓板，動塊上部安裝有動壓板。其通過定塊與動塊的位置變化，實現(xiàn)了絕熱材料的定量拉伸，并且通過鎖緊后與氧乙炔燒蝕儀連接，完成了絕熱材料在定應(yīng)力條件下的燒蝕性能。已成功應(yīng)用于絕熱材料在應(yīng)力狀態(tài)下的燒蝕性能測試，并且根據(jù)實際測試結(jié)果完成了發(fā)動機設(shè)計以及絕熱材料配方的改進。
【專利說明】
一種燒蝕率測試裝置及測試方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于絕熱材料制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種燒蝕率測試裝置及測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]
燒蝕率是絕熱材料的重要技術(shù)指標，通常采用常規(guī)的氧乙炔燒蝕率測試方法，該方法是在無應(yīng)力狀態(tài)下進行的。在實際工作中，絕熱材料在受到應(yīng)力作用下易產(chǎn)生變形，嚴重的情況下局部將產(chǎn)生超過100%的變形量，常規(guī)方法無法準確表征，必將造成嚴重的性能偏差，無法指導發(fā)動機的設(shè)計以及絕熱材料的研發(fā)。因此，研發(fā)一種新型有效的裝置及測試方法非常重要且必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]
本發(fā)明提供的一種燒蝕率測試裝置及測試方法，能夠解決應(yīng)力作用下絕熱材料燒蝕率測試難題，達到提高測試準確度的目的。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種燒蝕率測試裝置，包括底座，底座上加工有兩條平行的導向槽，定塊的兩端嵌入兩條導向槽的端部并固定，定塊內(nèi)還加工了導向孔;動塊也嵌入兩條導向槽內(nèi)，且動塊內(nèi)加工了螺紋孔；該裝置還包括傳動螺桿，傳動螺桿與螺紋孔匹配，傳動螺桿的一端設(shè)有導向頭，導向頭與導向孔匹配，另一端與曲桿連接;定塊上部安裝有定壓板，動塊上部安裝有動壓板。
[0005]該裝置還包括定位板，其一端連接定塊，另一端連接動塊;所述的定位板為兩塊，位于定塊的兩端。在將測試材料采用本裝置進行變形后，采用定位板進行鎖緊，確保其一直在固定的應(yīng)力條件下進行測試，測試結(jié)果更為準確。
[0006]所述定壓板和動壓板均通過螺栓分別與定塊和動塊連接安裝。定壓板和動壓板用于對測試材料的夾緊，防止其發(fā)生相對移動。
[0007]所述定壓板和動壓板的底面均設(shè)計為梯形齒面；既保證測試材料裝夾后不易松脫，又不會因齒面過于鋒利將測試材料切斷。
[0008]所述底座上還加工有刻度，其與導向槽平行設(shè)置，可以用于表征形變量，方便計數(shù)。
[0009]所述傳動螺桿的螺紋為梯形螺紋;可確保速度平穩(wěn)。
[0010]所述曲桿還連接有電機及控制系統(tǒng)。通過電機和控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)自動拉伸。
[0011 ]采用所述裝置測試燒蝕率的方法，具體步驟為:
1)將測試材料一端放于定塊上，用定壓板進行壓緊，另一端放于動塊上，用動壓板進行壓緊，然后啟動曲桿，將測試材料拉緊，記錄刻度，作為基準點；
2)根據(jù)測試要求，計算形變量及對應(yīng)刻度；
3 )啟動曲桿，拉伸測試材料，達到對應(yīng)刻度后，停機； 4)將上定位板和下定位板安裝到位，并通過螺釘與動塊與定塊連接；
5)只保留動塊、定塊、動壓板、定壓板、測試材料、上定位板、下定位板及相應(yīng)的緊固件，拆除其余部件；
6)測量測試材料的厚度；
7)將其整體放置于氧乙炔燒蝕機進行燒蝕試驗；
8)燒蝕結(jié)束后，待冷卻到室溫后，測量測試材料被燒蝕部位的厚度；
9)計算得到材料在應(yīng)力狀態(tài)下的燒蝕率。
[0012]另外，也可以采用所述裝置測試，得到材料在形變過程中的燒蝕率，具體步驟為:
1)將測試材料一端放于定塊上，用定壓板進行壓緊，另一端放于動塊上，用動壓板進行壓緊，然后啟動曲桿，將測試材料拉緊；
2)設(shè)定燒蝕時間以及作用力；
3)測量測試材料的厚度；
4)持續(xù)轉(zhuǎn)動傳動螺桿，同時用氧乙炔燒蝕機進行燒蝕；
5 )達到時間后，停機以及停止燒蝕；
6)將上定位板和下定位板安裝到位，并通過螺釘與動塊與定塊連接；
7)只保留動塊、定塊、動壓板、定壓板、測試材料、上定位板、下定位板及相應(yīng)的緊固件，拆除其余部件；
8)待冷卻到室溫后，測量測試材料被燒蝕部位的厚度；
9)計算得到材料在形變過程中的燒蝕率。
[0013]也可以通過測量測試材料在燒蝕前后的質(zhì)量差，從而求得其質(zhì)量燒蝕率。燒蝕率包括線燒蝕率和質(zhì)量燒蝕率，前者根據(jù)材料的厚度變化，后者根據(jù)材料的質(zhì)量變化。
[0014]本發(fā)明提供的裝置由于設(shè)置導向槽、導向孔、螺紋孔，在傳動螺桿轉(zhuǎn)動時，能夠有效保證動塊沿軸向直線運動，使得測試材料呈直線等寬度拉伸，避免拉伸時傾斜變形。
[0015]本發(fā)明中通過定塊與動塊的位置變化，實現(xiàn)了絕熱材料的定量拉伸，并且通過鎖緊后與氧乙炔燒蝕儀連接，完成了絕熱材料在定應(yīng)力條件下的燒蝕性能的測試。也可以完成在形變過程中的燒蝕性能的測試。
[0016]本裝置及方法已成功應(yīng)用于絕熱材料在應(yīng)力狀態(tài)下的燒蝕性能測試，測試結(jié)果表明，絕熱材料在應(yīng)力狀態(tài)和無應(yīng)力狀態(tài)下燒蝕性能差距明顯。根據(jù)實際測試結(jié)果完成了發(fā)動機設(shè)計以及絕熱材料配方的改進。
【附圖說明】
[0017]圖1為本裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為制樣不意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合實施例來進一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明要求保護的范圍并不局限于實施例表述的范圍。
[0020]如圖1-2所示，一種燒蝕率測試裝置，包括底座I，底座I上加工有兩條平行的導向槽，定塊2的兩端嵌入兩條導向槽的端部并固定，定塊內(nèi)還加工了導向孔3;動塊4也嵌入兩條導向槽內(nèi)，且動塊內(nèi)加工了螺紋孔5;該裝置還包括傳動螺桿6，傳動螺桿6與螺紋孔5匹配，傳動螺桿的一端設(shè)有導向頭，導向頭與導向孔3匹配，另一端與曲桿7連接;定塊2上部安裝有定壓板8，動塊上部安裝有動壓板9。
[0021]進一步地，該裝置還包括定位板10，其一端連接定塊，另一端連接動塊;所述的定位板為兩塊，位于定塊的兩端。
[0022]進一步地，所述定壓板和動壓板均通過螺栓分別與定塊和動塊連接安裝。
[0023]進一步地，所述定壓板和動壓板的底面均設(shè)計為梯形齒面。
[0024]進一步地，所述底座上還加工有刻度，其與導向槽平行設(shè)置。
[0025]進一步地，所述傳動螺桿的螺紋為梯形螺紋。
[0026]進一步地，所述曲桿還連接有電機及控制系統(tǒng)。
[0027]采用所述裝置測試燒蝕率的方法，具體步驟為:
1)將測試材料11一端放于定塊上，用定壓板進行壓緊，另一端放于動塊上，用動壓板進行壓緊，然后啟動曲桿，將測試材料拉緊，記錄刻度，作為基準點A;
2)根據(jù)測試要求，計算形變量及對應(yīng)刻度，其形變量為30%，對應(yīng)的刻度為B;
3)啟動曲桿，拉伸測試材料，達到對應(yīng)刻度B后，停機；
4)將上定位板和下定位板安裝到位，并通過螺釘與動塊與定塊連接；
5)只保留動塊、定塊、動壓板、定壓板、測試材料、上定位板、下定位板及相應(yīng)的緊固件，拆除其余部件；
6)測量測試材料的厚度，厚度為C;
7)將其整體放置于氧乙炔燒蝕機進行燒蝕試驗，燒蝕時間為t;
8)燒蝕結(jié)束后，待冷卻到室溫后，測量測試材料被燒蝕部位的厚度，厚度為D;
9)即可計算得到材料在應(yīng)力狀態(tài)下的燒蝕率，即在形變量為30%時，測試材料的燒蝕率為(C-D)/t0
[0028]某材料采用該法測試，燒蝕率為0.34mm/s，在無應(yīng)力狀態(tài)下的燒蝕率為0.12mm/s，其差距明顯。測試其質(zhì)量，也發(fā)現(xiàn)該法燒蝕情況比較嚴重，與無應(yīng)力下相比，其差距明顯。
[0029]也可以采用以下步驟測燒蝕率:
1)將測試材料一端放于定塊上，用定壓板進行壓緊，另一端放于動塊上，用動壓板進行壓緊，然后啟動曲桿，將測試材料拉緊；
2)燒蝕時間為t，作用力為F;
3)測量測試材料的厚度，厚度為A;
4)持續(xù)轉(zhuǎn)動傳動螺桿，同時用氧乙炔燒蝕機進行燒蝕；
5)達到t后，停機以及停止燒蝕；
6)將上定位板和下定位板安裝到位，并通過螺釘與動塊與定塊連接；
7)只保留動塊、定塊、動壓板、定壓板、測試材料、上定位板、下定位板及相應(yīng)的緊固件，拆除其余部件；
8)待冷卻到室溫后，測量測試材料被燒蝕部位的厚度，厚度為B;
9)計算得到材料在形變過程中的燒蝕率，即在作用力F的作用下，測試材料的燒蝕率為(A~B)/to
[0030]某材料采用該法測試，燒蝕率為0.29mm/s，在無應(yīng)力狀態(tài)下的燒蝕率為0.12mm/S，其差距明顯。測試其質(zhì)量，也發(fā)現(xiàn)該法燒蝕情況比較嚴重，與無應(yīng)力下相比，其差距明顯。
【主權(quán)項】
1.一種燒蝕率測試裝置，其特征在于:包括底座(I)，底座(I)上加工有兩條平行的導向槽，定塊(2)的兩端嵌入兩條導向槽的端部并固定，定塊內(nèi)還加工了導向孔(3);動塊(4)也嵌入兩條導向槽內(nèi)，且動塊內(nèi)加工了螺紋孔(5);該裝置還包括傳動螺桿(6)，傳動螺桿(6)與螺紋孔(5)匹配，傳動螺桿的一端設(shè)有導向頭，導向頭與導向孔(3)匹配，另一端與曲桿(7)連接;定塊(2)上部安裝有定壓板(8)，動塊上部安裝有動壓板(9)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:該裝置還包括定位板，其一端連接定塊，另一端連接動塊;所述的定位板為兩塊，位于定塊的兩端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述定壓板和動壓板均通過螺栓分別與定塊和動塊連接安裝。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述定壓板和動壓板的底面均設(shè)計為梯形齒面。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述底座上還加工有刻度，其與導向槽平行設(shè)置。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述傳動螺桿的螺紋為梯形螺紋。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述曲桿還連接有電機及控制系統(tǒng)。8.采用權(quán)利要求1-7任意一項所述裝置測試燒蝕率的方法，其特征在于，具體步驟為: I)將測試材料一端放于定塊上，用定壓板進行壓緊，另一端放于動塊上，用動壓板進行壓緊，然后啟動曲桿，將測試材料拉緊，記錄刻度，作為基準點； 2)根據(jù)測試要求，計算形變量及對應(yīng)刻度； 3)啟動曲桿，拉伸測試材料，達到對應(yīng)刻度后，停機； 4)將上定位板和下定位板安裝到位，并通過螺釘與動塊與定塊連接； 5)只保留動塊、定塊、動壓板、定壓板、測試材料、上定位板、下定位板及相應(yīng)的緊固件，拆除其余部件； 6)測量測試材料的厚度； 7)將其整體放置于氧乙炔燒蝕機進行燒蝕試驗； 8)燒蝕結(jié)束后，待冷卻到室溫后，測量測試材料被燒蝕部位的厚度； 9)計算得到材料在應(yīng)力狀態(tài)下的燒蝕率。9.采用權(quán)利要求1-7任意一項所述裝置測試燒蝕率的方法，其特征在于，具體步驟為: 1)將測試材料一端放于定塊上，用定壓板進行壓緊，另一端放于動塊上，用動壓板進行壓緊，然后啟動曲桿，將測試材料拉緊； 2)設(shè)定燒蝕時間以及作用力； 3)測量測試材料的厚度； 4)持續(xù)轉(zhuǎn)動傳動螺桿，同時用氧乙炔燒蝕機進行燒蝕； 5)達到時間后，停機以及停止燒蝕； 6)將上定位板和下定位板安裝到位，并通過螺釘與動塊與定塊連接； 7)只保留動塊、定塊、動壓板、定壓板、測試材料、上定位板、下定位板及相應(yīng)的緊固件，拆除其余部件； 8)待冷卻到室溫后，測量測試材料被燒蝕部位的厚度； 9 )計算得到材料在形變過程中的燒蝕率。
【文檔編號】G01N31/12GK106053711SQ201610337994
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】陳永釗, 曾慶江, 劉美珍, 朱稼麟, 魯華麗, 劉蘭蘭, 高運平, 邱奇, 徐紅菊, 吳廣宇, 王平, 韓寅
【申請人】湖北三江航天江河化工科技有限公司