摘要：高温应变计是航空发动机重要的研保条件,为满足其更高的使用要求,对高温应变计敏感栅结构参数进行了优化。首先,采用有限元计算方法分析了考虑温度误差后敏感栅栅丝长度、栅丝间距和栅丝弯数对测量误差和疲劳寿命的影响;然后,基于响应面法建立了测量误差和疲劳寿命响应面模型,利用多目标灰狼算法进行了结构参数优化设计,得到了Pareto最优解集;最后,根据优化结果制备高温应变计进行了高温振动疲劳试验。研究结果表明,不同参数组合的敏感栅结构对高温应变计的性能影响不同。结合高温应变计制备需求与性能对比来评估得到的Pareto最优解集,得到了一个最优敏感栅结构。高温下优化后的应变计疲劳寿命较优化前相比提升了30.4%,优化效果显著。

摘要：T4拉杆是某发动机喷管单元的关键承力部件,高温条件下喷管载荷是否满足要求,是考核喷管单元结构完整性的关键。利用热固耦合有限元方法分析了机械载荷、温度梯度、材料参数对T4拉杆应变的影响规律。利用高温应变计对T4拉杆开展了高温载荷测量台架试验,改进形成了高温应变计粘贴及装机改装工艺流程,推导建立了载荷标定方程扩展方法,建立了包含载荷标定试验、温度修正试验、数据处理方法等在内的高温载荷测量方法。试验表明,不同T4拉杆之间温度—热输出应变变化趋势和数值差异明显;T4拉杆载荷误差最大值为0.27 kN,实测最大拉力为设计载荷的62.1%,最大压力为设计载荷值的58.46%,T4拉杆结构强度设计满足使用需求。

摘要：通过建立的高温涡轮叶片振动疲劳试验系统,实现了高温条件下对发动机涡轮叶片及材料振动疲劳试验的闭环控制,有效提升了试验的控制精度和测量精度。采用在试样表面粘贴高温应变计的方式,对试验件的高温振动应变进行直接测量,实现了高温条件下的振动应力标定。与传统替换法试验结果进行对比分析,结果表明二者所得结果具有明显差异。针对航空发动机单晶涡轮叶片开展了高温振动疲劳试验测试,通过升降法得到了该型叶片在800℃、2×107循环条件下对应的中值疲劳极限。试验结果满足发动机设计所需的置信度要求。