JP2000321189A - Wing fatigue test method and wing fatigue testing device - Google Patents
Wing fatigue test method and wing fatigue testing deviceInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 見かけ上剛性が高くなった翼の先端に対し
て、確実に疲労限界レベルまで振動を与えることができ
る翼の疲労試験方法及び疲労試験装置を提供する。
【解決手段】 ミッドスパンシュラウドSを備えたブレ
ードBの疲労試験装置1は、ブレードBの根元N及び中
間部を保持する根元保持部2及びブレード保持部3と、
ミッドスパンシュラウドSをブレード保持部3に固定す
るシュラウド固定部4と、ブレードBの先端F近傍に圧
縮空気Aを吹き付けるノズル5とを備えている。圧縮空
気Aによって先端F部分には自励振動(フラッタ)が発
生するので、ブレードBは確実に疲労限界レベルで加振
される。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To provide a wing fatigue test method and a wing fatigue tester that can reliably apply vibration to the fatigue limit level to the tip of the wing with apparently increased rigidity. SOLUTION: A fatigue test device 1 for a blade B provided with a mid-span shroud S includes a root holding portion 2 and a blade holding portion 3 for holding a root N and an intermediate portion of the blade B;
A shroud fixing portion 4 for fixing the mid-span shroud S to the blade holding portion 3 and a nozzle 5 for blowing compressed air A near the tip F of the blade B are provided. The compressed air A generates self-excited vibration (flutter) at the tip F, so that the blade B is reliably vibrated at the fatigue limit level.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ミッドスパンシュ
ラウドを備えた翼に振動を与えることによってこの翼の
疲労限界を試験するための翼の疲労試験方法及び翼の疲
労試験装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a blade fatigue test method and a blade fatigue test apparatus for testing the blade fatigue limit by applying vibration to a blade having a mid-span shroud.
【0002】[0002]
【従来の技術】ターボファンエンジンなどに設けられて
いるファン動翼(ファンブレード)は比較的背丈が長く
大きいものであるため運転中に振動が発生しやすい。そ
のために翼(ブレード)の中間部分にミッドスパンシュ
ラウドを設け、運転中の振動の抑制を図っている。すな
わちこのミッドスパンシュラウドとは、ブレードの剛性
を高めたり共振を避けるために設けられるものである。
このミッドスパンシュラウドを備えたブレードの疲労試
験は、ブレードの根元と中間部分とミッドスパンシュラ
ウド部分とを治具により固定した状態で、例えば動電型
アクチュエータやピエゾアクチュエータなどの加振器に
よってブレードの先端部分を共振周波数で加振すること
により行われていた。すなわち実機においてはブレード
の根元部分とミッドスパンシュラウド部分とは固定され
ているとともに、発生する振動振幅はブレードの先端近
傍部分が最も大きいので、疲労試験においてもブレード
の根元部分とミッドスパンシュラウドを固定するととも
に先端部分を加振することにより、ブレードには実機に
設けられた状態に近い条件下で疲労試験が施される。2. Description of the Related Art Fan rotor blades (fan blades) provided in a turbofan engine or the like have a relatively long height and are large, so that vibrations are easily generated during operation. For this purpose, a mid-span shroud is provided in the middle of the wing (blade) to suppress vibration during operation. That is, the mid-span shroud is provided to increase the rigidity of the blade and to avoid resonance.
In a fatigue test of a blade having this midspan shroud, a blade is fixed by a vibrator such as an electrodynamic actuator or a piezo actuator in a state where the root, the middle portion, and the midspan shroud portion are fixed by a jig. This has been done by vibrating the tip at the resonance frequency. That is, in the actual machine, the root of the blade and the mid-span shroud are fixed, and the vibration amplitude generated is the largest near the tip of the blade, so the root of the blade and the mid-span shroud are also fixed in the fatigue test. At the same time, by vibrating the tip portion, the blade is subjected to a fatigue test under conditions close to those provided in an actual machine.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの場
合、ブレードは根元部分と中間部分とミッドスパンシュ
ラウド部分とを固定された状態であるので、先端近傍部
分の見かけ上の剛性が高くなっている。このため従来の
加振器においてはその発生力が弱いので、ブレードは疲
労限界レベルまで加振されず、十分な疲労試験を行うこ
とができなかった。However, in this case, since the blade has the root portion, the intermediate portion, and the midspan shroud portion fixed, the apparent rigidity in the vicinity of the tip is high. Therefore, in the conventional vibrator, since the generated force is weak, the blade is not vibrated to the fatigue limit level, and a sufficient fatigue test cannot be performed.
【0004】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、見かけ上剛性が高くなった翼の先端に対し
て、確実に疲労限界レベルまで振動を与えることがで
き、実機に設けられた状態に近い条件下で疲労試験を行
うことができる翼の疲労試験方法及び翼の疲労試験装置
を提供することを目的とする。[0004] The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to reliably apply vibration to the tip of the wing, which has apparently increased rigidity, to the fatigue limit level. It is an object of the present invention to provide a wing fatigue test method and a wing fatigue test device capable of performing a fatigue test under conditions close to a sunk state.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項1に記載の発明は、ミッドスパンシュラウド
を備えた翼に振動を与えることによってこの翼の疲労限
界を試験するための翼の疲労試験方法であって、前記翼
の先端近傍に圧縮空気を当てることによってこの翼を振
動させることを特徴とする。本発明によれば、供給され
た圧縮空気によって翼の先端には自励振動(フラッタ)
が生じる。このため翼は、実機に設けられた状態に近い
条件下で疲労限界レベルまで加振される。このように翼
には十分な疲労試験が施されるので、この翼を備えた実
機の安全性も向上される。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is directed to a blade for testing the fatigue limit of a blade having a mid-span shroud by applying vibration to the blade. The fatigue test method, characterized in that the blade is vibrated by blowing compressed air near the tip of the blade. According to the present invention, self-excited vibration (flutter) is caused at the tip of the wing by the supplied compressed air.
Occurs. Therefore, the wing is vibrated to the fatigue limit level under conditions close to those provided in the actual machine. Since a sufficient fatigue test is performed on the wing in this manner, the safety of an actual machine having the wing is also improved.
【0006】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の翼の疲労試験方法であって、前記圧縮空気に対する前
記翼の迎角を調整することによってこの翼に発生する振
動振幅を制御することを特徴とする。本発明によれば、
圧縮空気に対する翼の迎角を調整することによって、翼
に発生する振動振幅を調整することができ、所望の振動
レベルにおいて疲労試験を行うことができる。According to a second aspect of the present invention, there is provided the blade fatigue test method according to the first aspect, wherein a vibration amplitude generated in the blade is controlled by adjusting an angle of attack of the blade with respect to the compressed air. It is characterized by doing. According to the present invention,
By adjusting the angle of attack of the blade with respect to the compressed air, the amplitude of vibration generated on the blade can be adjusted, and a fatigue test can be performed at a desired vibration level.
【0007】請求項3に記載の発明は、ミッドスパンシ
ュラウドを備えた翼に振動を与えることによってこの翼
の疲労限界を試験するための翼の疲労試験装置であっ
て、前記翼の根元を保持する根元保持部と、この翼の中
間部を保持するブレード保持部と、前記ミッドスパンシ
ュラウドを前記ブレード保持部に固定するシュラウド固
定部と、前記翼の先端近傍に圧縮空気を吹き付ける圧縮
空気供給手段とを備え、前記根元保持部及びブレード保
持部は、前記圧縮空気に対する前記翼の迎角を調整する
迎角調整機構を備えていることを特徴とする。本発明に
よれば、翼の根元部分は根元保持部によって保持され中
間部分及びミッドスパンシュラウド部分はブレード保持
部及びシュラウド固定部よって保持されるとともに、翼
の先端部分には圧縮空気供給手段からの圧縮空気によっ
て自励振動(フラッタ)が発生するので、翼は実機に設
けられた状態に近い条件下で疲労試験を施される。この
ように圧縮空気供給手段を設けたことによって、翼は容
易に疲労限界レベルまで加振されて十分な疲労試験を施
されるので、この翼を備えた実機の安全性も向上され
る。また、根元保持部及びブレード保持部は圧縮空気に
対する翼の迎角を調整可能となっているとともに、この
迎角を調整することによって翼に生じる振動振幅は制御
されるようになっているので、所望の振動レベルにおい
て疲労試験を行うことができる。According to a third aspect of the present invention, there is provided a blade fatigue test apparatus for testing a fatigue limit of a blade having a mid-span shroud by applying vibration to the blade, the root of the blade being held. Root holding portion, a blade holding portion for holding an intermediate portion of the blade, a shroud fixing portion for fixing the midspan shroud to the blade holding portion, and compressed air supply means for blowing compressed air near the tip of the blade Wherein the root holding unit and the blade holding unit are provided with an angle-of-attack adjusting mechanism for adjusting the angle of attack of the blade with respect to the compressed air. According to the present invention, the root portion of the blade is held by the root holding portion, the intermediate portion and the mid-span shroud portion are held by the blade holding portion and the shroud fixing portion, and the tip portion of the blade is supplied from the compressed air supply means. Since the self-excited vibration (flutter) is generated by the compressed air, the blades are subjected to a fatigue test under conditions close to those provided in an actual machine. By providing the compressed air supply means in this manner, the blades are easily vibrated to the fatigue limit level and subjected to a sufficient fatigue test, so that the safety of an actual machine having the blades is also improved. In addition, since the root holding unit and the blade holding unit can adjust the angle of attack of the blade with respect to the compressed air, and by adjusting the angle of attack, the vibration amplitude generated on the blade is controlled. A fatigue test can be performed at a desired vibration level.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
翼の疲労試験方法及び翼の疲労試験装置を図面を参照し
て説明する。図1は本発明の翼の疲労試験装置の一実施
形態を示す側方断面図である。また、図2は図1の上方
から見た平面図であり、図3は図1を翼(ブレード)先
端側から見た正面図である。また、図4はこの疲労試験
装置にブレードが取り付けられた状態を示す斜視図であ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a blade fatigue test method and a blade fatigue test apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side sectional view showing an embodiment of a blade fatigue test apparatus according to the present invention. 2 is a plan view of FIG. 1 as viewed from above, and FIG. 3 is a front view of FIG. 1 as viewed from the tip of a wing (blade). FIG. 4 is a perspective view showing a state in which a blade is attached to the fatigue test apparatus.
【0009】これらの図において、疲労試験装置1は、
翼(ブレード)Bの根元Nを保持するための根元保持部
2と、ブレードBの中間部を保持するブレード保持部3
と、ミッドスパンシュラウドSをブレード保持部3に固
定するシュラウド固定部4と、ブレードBの先端F近傍
に圧縮空気Aを吹き付けるノズル(圧縮空気供給手段)
5とを備えている。また、根元保持部2とブレード保持
部3とは基盤部6に支持されているとともに、これらの
部材はS45Cなどの炭素鋼によって形成されている。[0009] In these figures, the fatigue test apparatus 1 comprises:
A root holding part 2 for holding a root N of a wing (blade) B, and a blade holding part 3 for holding an intermediate part of the blade B
A shroud fixing portion 4 for fixing the mid-span shroud S to the blade holding portion 3 and a nozzle (compressed air supply means) for blowing compressed air A near the tip F of the blade B
5 is provided. The root holding part 2 and the blade holding part 3 are supported by the base part 6, and these members are formed of carbon steel such as S45C.
【0010】試験対象であるブレードBは、例えばター
ボファンエンジンなどに用いられているファンブレード
(ファン動翼)であって、中間部分にミッドスパンシュ
ラウドSを備えている。このミッドスパンシュラウドS
は、ブレードBの剛性を高めるとともに振動を抑制する
ために設けられたものであって、ブレードBの腹側と背
側とに一体的に連結されている。このときブレードB全
体の長さは約20cmであり、ブレードBのミッドスパ
ンシュラウドSを連結させた部分から先端Fまでの長さ
は約5cmである。The blade B to be tested is, for example, a fan blade (fan blade) used in a turbofan engine or the like, and has a mid-span shroud S at an intermediate portion. This midspan shroud S
Are provided to increase the rigidity of the blade B and to suppress vibration, and are integrally connected to the abdominal side and the back side of the blade B. At this time, the length of the entire blade B is about 20 cm, and the length from the portion where the midspan shroud S of the blade B is connected to the tip F is about 5 cm.
【0011】このブレードBを実機に設ける場合には、
ミッドスパンシュラウドSを隣接させつつディスクの外
周に円環状に配置させた状態でブレードBの根元Nとデ
ィスクとを固定するようになっている。すなわち隣接す
るブレードBのミッドスパンシュラウドSどうしは互い
を支持し合うように固定されるとともに、ブレードBと
ディスクとは、ブレードBのダブテール(鳩の尾)状に
形成された根元Nとディスクの外周上で軸方向に等分に
切られたダブテール状の溝とを嵌め合わせ、さらにブレ
ードロックまたはブレードリテイナによってブレードB
の軸方向への移動を規制させつつ固定される。When the blade B is provided on an actual machine,
The root N of the blade B and the disk are fixed in a state where the midspan shroud S is arranged in an annular shape on the outer periphery of the disk while being adjacent thereto. That is, the mid-span shrouds S of the adjacent blades B are fixed so as to support each other, and the blade B and the disk are connected to the root N formed in a dovetail (dove tail) shape of the blade B and the disk. A dovetail-shaped groove cut equally in the axial direction on the outer circumference is fitted, and the blade B is locked by a blade lock or a blade retainer.
Is fixed while restricting the movement in the axial direction.
【0012】根元保持部2は、ブレードBのダブテール
状に形成された根元N部分を保持するためのものであっ
て、実機においてはディスクに相当する部分である。こ
の根元保持部2はブロック部7とスペーサ部8とを備え
ており、基盤部6とブロック部7とはボルトによって固
定されている。またスペーサ部8はダブテール状に形成
された溝9を備えており、ブレードBの根元Nと溝9と
は嵌合されるようになっている。このときスペーサ部8
の取り付け角度を調整することによって溝9に嵌合され
るブレードBの取り付け角度は調整できるようになって
いる。The root holding portion 2 is for holding a dovetail-shaped root N portion of the blade B, and is a portion corresponding to a disk in an actual machine. The root holding section 2 includes a block section 7 and a spacer section 8, and the base section 6 and the block section 7 are fixed by bolts. The spacer section 8 has a groove 9 formed in a dovetail shape, and the root N of the blade B and the groove 9 are fitted. At this time, the spacer 8
By adjusting the mounting angle of the blade B, the mounting angle of the blade B fitted into the groove 9 can be adjusted.
【0013】ブレード保持部3は、それぞれ同形状に形
成され対向するように配置された2つの支持ブロック部
10と、平面視4角形状に形成され中央部分に円形状の
切り抜き部分を有したリングプレート部11と、このリ
ングプレート部11の円形状切り抜き部分に嵌め込まれ
る円盤部12とを備えている。このうち支持ブロック部
10は平坦に形成された端面をブレードBの先端F側に
向けつつ基盤部6に固定されている。リングプレート部
11はこの支持ブロック部10の端面に当接しつつ支持
されているものであって、リングプレート部11の円形
状切り抜き部分に沿うように形成された円盤部12はこ
のリングプレート部11の切り抜き部分に対して取り付
け・取り外し可能になっている。The blade holding portion 3 has two support block portions 10 formed in the same shape and arranged so as to face each other, and a ring formed in a square shape in plan view and having a circular cutout portion in the center portion. It has a plate portion 11 and a disk portion 12 fitted into a circular cutout portion of the ring plate portion 11. The support block 10 is fixed to the base 6 with its flat end face facing the tip F of the blade B. The ring plate portion 11 is supported while being in contact with the end face of the support block portion 10. The disk portion 12 formed along the circular cutout portion of the ring plate portion 11 is supported by the ring plate portion 11. Can be attached to and detached from the cut-out part of.
【0014】リングプレート部11の切り抜き部分は図
1に示すように断面L字状に形成されており、円盤部1
2の外周部分を当接させるための係合部11aを備えて
いる。また、リングプレート部11の四隅にはボルトに
よって取り付け・取り外しが可能な円盤用クランプ部1
3が設けられている。この円盤用クランプ部13は、基
端側をリングプレート部11と固定させ先端側をリング
プレート部11の切り抜き部分に突出させるように設け
られたものである。すなわちリングプレート部11の切
り抜き部分に配置された円盤部12は、その一面が係合
部11aに当接されるとともに、もう一面は円盤用クラ
ンプ部13の先端に当接されるようになっている。そし
て円盤用クランプ部13を固定するボルトを締め付ける
ことにより円盤部12はリングプレート部11に固定さ
れ、一方このボルトを緩めて円盤用クランプ部13を取
り外すことにより円盤部12はリングプレート部11よ
り取り外されるようになっている。The cutout portion of the ring plate portion 11 is formed in an L-shaped cross section as shown in FIG.
2 is provided with an engaging portion 11a for bringing the outer peripheral portion into contact. In addition, at the four corners of the ring plate 11, a disk clamp 1 that can be attached and detached with bolts.
3 are provided. The disk clamp portion 13 is provided so that the base end side is fixed to the ring plate portion 11 and the distal end side is projected to a cutout portion of the ring plate portion 11. That is, the disk portion 12 arranged in the cutout portion of the ring plate portion 11 has one surface abutting on the engagement portion 11a and the other surface abutting on the tip of the disk clamp portion 13. I have. The disk portion 12 is fixed to the ring plate portion 11 by tightening a bolt for fixing the disk clamp portion 13. On the other hand, the disk portion 12 is removed from the ring plate portion 11 by loosening the bolt and removing the disk clamp portion 13. It is designed to be removed.
【0015】円盤部12は、中心部分にブレード挿通穴
14を備えている。このブレード挿通穴14は図3に示
すように、ミッドスパンシュラウドSを備えたブレード
Bの断面形状に沿うように形成された貫通穴であり、ブ
レードBを挿通可能とさせている。そして根元保持部2
とブレード保持部3とは、ブレード挿通穴14と溝9と
がほぼ同じ高さ位置になるように基盤6に固定されてお
りブレードBを保持可能とさせている。また、円盤部1
2にはシュラウド固定部4が設けられている。このシュ
ラウド固定部4は、ミッドスパンシュラウドSを挟みつ
けるように設けられたクランプによって構成されてお
り、ブレードBの腹側と背側とにそれぞれ形成された2
つのミッドスパンシュラウドSに対応して2箇所に設け
られている。そしてそれぞれのクランプの中間部分にミ
ッドスパンシュラウドSを配置させるとともに両側に設
けられたボルトを締め付けることにより、ミッドスパン
シュラウドSは円盤部12に固定されるようになってい
る。The disk portion 12 has a blade insertion hole 14 at the center. As shown in FIG. 3, the blade insertion hole 14 is a through hole formed along the cross-sectional shape of the blade B having the mid-span shroud S, and allows the blade B to be inserted. And root holding part 2
The blade holding portion 3 is fixed to the base 6 so that the blade insertion hole 14 and the groove 9 are located at substantially the same height position, so that the blade B can be held. In addition, disk part 1
2 is provided with a shroud fixing part 4. The shroud fixing portion 4 is constituted by a clamp provided so as to sandwich the midspan shroud S, and is formed on the ventral side and the back side of the blade B, respectively.
Two mid-span shrouds S are provided at two locations. The mid-span shroud S is fixed to the disk portion 12 by arranging the mid-span shroud S at an intermediate portion of each clamp and tightening bolts provided on both sides.
【0016】ノズル5は、根元保持部2及びブレード保
持部3に保持されたブレードBのミッドスパンシュラウ
ドSの先端F近傍に圧縮空気Aを吹き付けるためのもの
であって、図示しない圧縮空気供給部より供給された空
気を約4kg/cm2 の強さで先端F近傍に吹き付ける
ようになっている。そしてブレードBの先端F部分はこ
のノズル5から供給された圧縮空気Aによって加振され
るようになっている。このときブレードBに生じる振動
は自励振動(フラッタ)であって、ブレードBの疲労限
界レベルの振動が発生するようになっている。The nozzle 5 is for blowing the compressed air A to the vicinity of the front end F of the mid-span shroud S of the blade B held by the root holding part 2 and the blade holding part 3, and a compressed air supply part (not shown) The supplied air is blown to the vicinity of the front end F at a strength of about 4 kg / cm 2 . The tip F of the blade B is vibrated by the compressed air A supplied from the nozzle 5. At this time, the vibration generated in the blade B is self-excited vibration (flutter), and the vibration at the fatigue limit level of the blade B is generated.
【0017】また、根元保持部2のスペーサ部8とブレ
ード保持部3の円盤部12との取り付け角度を調整する
ことによって、ノズル5から供給される圧縮空気Aに対
するブレードBの迎角が調整可能となっている。すなわ
ち根元保持部2がブレードBの根元N部分を保持する角
度とブレード保持部3がブレードBの中間部分を保持す
る角度とは一致させることができるようになっている。
そして圧縮空気Aに対するブレードBの迎角を調整する
ことにより、ブレードBの先端Fに生じる振動の振幅は
制御されるようになっている。The angle of attack of the blade B with respect to the compressed air A supplied from the nozzle 5 can be adjusted by adjusting the mounting angle between the spacer portion 8 of the root holding portion 2 and the disk portion 12 of the blade holding portion 3. It has become. That is, the angle at which the root holding portion 2 holds the root N portion of the blade B and the angle at which the blade holding portion 3 holds the intermediate portion of the blade B can be matched.
By adjusting the angle of attack of the blade B with respect to the compressed air A, the amplitude of the vibration generated at the tip F of the blade B is controlled.
【0018】以上のような疲労試験装置1によってブレ
ードBの疲労試験を行う方法について説明する。はじめ
に、試験対象であるブレードBを疲労試験装置1に取り
付ける場合について説明する。まず、円盤用クランプ部
13をリングプレート部11から取り外すとともに円盤
部12をリングプレート部11から取り外す。そして円
盤部12を取り外すことによって現れたリングプレート
部11の切り抜き穴に、前方側(先端F側)からブレー
ドBを根元保持部2に向かって挿入するとともに、根元
Nをスペーサ部8に形成された溝9に嵌め込む。溝9は
根元Nの形状に沿うように形成されているため、ブレー
ドBの根元Nと溝9とは安定して嵌合される。A method for performing a fatigue test of the blade B by the above-described fatigue test apparatus 1 will be described. First, a case where the blade B to be tested is attached to the fatigue test apparatus 1 will be described. First, the disk clamp 13 is removed from the ring plate 11 and the disk 12 is removed from the ring plate 11. Then, the blade B is inserted from the front side (tip F side) toward the root holding part 2 into the cutout hole of the ring plate part 11 that appears when the disk part 12 is removed, and the root N is formed in the spacer part 8. Into the groove 9. Since the groove 9 is formed along the shape of the root N, the root N of the blade B and the groove 9 are stably fitted.
【0019】次いで、ブレードBを円盤部12のブレー
ド挿通穴14に先端F側から挿入させる。そして、ブレ
ードBを挿通させた状態の円盤部12を円盤用クランプ
部13によってリングプレート11に固定するととも
に、ミッドスパンシュラウドSをシュラウド固定部4に
よって円盤部12に固定する。このとき溝9とブレード
挿通穴14とはほぼ同じ高さ位置に設けられているの
で、ブレードBはほぼ水平に保持される。そして、円盤
部12の取り付け角度とスペーサ部8の取り付け角度と
をともに調整し、ブレードBを所望の取り付け角度によ
って固定させる。Next, the blade B is inserted into the blade insertion hole 14 of the disk portion 12 from the front end F side. Then, the disk portion 12 with the blade B inserted therein is fixed to the ring plate 11 by the disk clamp portion 13, and the midspan shroud S is fixed to the disk portion 12 by the shroud fixing portion 4. At this time, since the groove 9 and the blade insertion hole 14 are provided at substantially the same height, the blade B is held substantially horizontally. Then, the mounting angle of the disk portion 12 and the mounting angle of the spacer portion 8 are both adjusted, and the blade B is fixed at a desired mounting angle.
【0020】ブレードBを根元保持部2及びブレード保
持部3によって保持させたら、ノズル5をブレードBの
先端F近傍に近づけ、圧縮空気AをこのブレードB先端
F近傍部分に向かって供給する。するとブレードBの先
端F部分には振動(フラッタ)が発生する。そして、例
えばレーザードップラー計などの振動センサを用いて振
動状態をモニターしつつ所望の振動振幅で疲労試験を行
うようにする。After the blade B is held by the root holding unit 2 and the blade holding unit 3, the nozzle 5 is brought close to the vicinity of the tip F of the blade B, and the compressed air A is supplied toward the vicinity of the tip F of the blade B. Then, vibration (flutter) occurs at the tip F of the blade B. Then, the fatigue test is performed at a desired vibration amplitude while monitoring the vibration state using a vibration sensor such as a laser Doppler meter.
【0021】このときブレードBに生じる振動振幅が所
望のレベルでない場合には、圧縮空気Aに対するブレー
ドBの迎角を調整することによって、このブレードBに
生じる振動振幅の制御を行う。すなわち、スペーサ部8
及び円盤部12の取り付け角度を調整することによっ
て、ブレードBの迎角の調整を行う。このスペーサ部8
及び円盤部12の取り付け角度の調整は手動で行われる
が、例えばこれらスペーサ部8及び円盤部12を油圧ア
クチュエータに連結された支持部によって支持し、この
油圧アクチュエータを駆動することによって取り付け角
度の調整を自動的に行うことも可能である。At this time, if the vibration amplitude generated at the blade B is not at a desired level, the angle of attack of the blade B with respect to the compressed air A is adjusted to control the vibration amplitude generated at the blade B. That is, the spacer portion 8
The angle of attack of the blade B is adjusted by adjusting the mounting angle of the disk portion 12. This spacer portion 8
The adjustment of the mounting angle of the disk unit 12 is performed manually. For example, the spacer unit 8 and the disk unit 12 are supported by a support unit connected to a hydraulic actuator, and the mounting angle is adjusted by driving the hydraulic actuator. Can be performed automatically.
【0022】なおフラッタによって生じる振動振幅は、
理論上無限大であるがブレードBを構成する材料による
減衰や各保持部による保持の条件などから実際には有限
値となる。したがって、圧縮空気Aに対するブレードB
の迎角を調整することにより、ブレードBに生じる振動
振幅の調整は可能なものとなる。The amplitude of the vibration caused by the flutter is
Although it is theoretically infinite, it is actually a finite value due to the attenuation by the material constituting the blade B and the condition of holding by each holding portion. Therefore, the blade B for the compressed air A
By adjusting the angle of attack of the blade B, the amplitude of the vibration generated in the blade B can be adjusted.
【0023】こうして、所望の振動振幅レベルによって
ブレードBの疲労試験を終了したら、シュラウド固定部
4の固定を解くとともに円盤用クランプ部13の保持を
解きブレードBを疲労試験装置1から取り外す。When the fatigue test of the blade B is completed at the desired vibration amplitude level, the fixing of the shroud fixing portion 4 is released, the holding of the disk clamp portion 13 is released, and the blade B is removed from the fatigue test device 1.
【0024】このように、ミッドスパンシュラウドSを
備えたブレードBに対する疲労試験は実機に設けられた
状態に近い条件下で行われるために根元N部分とミッド
スパンシュラウドS部分とを固定させる必要があるが、
この場合加振部分である先端F近傍は見かけ上の剛性が
高くなり、従来の加振器では疲労限界レベルまで加振す
ることができなかった。しかしながら、ブレードBの先
端Fに高速の圧縮空気Aを当ててフラッタを起こさせる
ことにより、疲労限界レベルの振動を容易に発生させる
ことができる。そのため、従来では困難であったミッド
スパンシュラウドS付きのブレードBの疲労試験は容易
且つ確実に行えるようになる。したがってブレードは十
分な疲労試験を事前に受けるので、このブレードを備え
た実機の安全性も向上される。As described above, since the fatigue test for the blade B provided with the mid-span shroud S is performed under the condition close to the state provided in the actual machine, it is necessary to fix the root N portion and the mid-span shroud S portion. There is
In this case, the apparent rigidity near the tip F, which is the vibrating portion, becomes high, and the conventional vibrator could not vibrate to the fatigue limit level. However, by applying high-speed compressed air A to the tip F of the blade B to cause flutter, vibration at the fatigue limit level can be easily generated. Therefore, the fatigue test of the blade B with the mid-span shroud S, which has been difficult in the past, can be easily and reliably performed. Therefore, since the blade is subjected to a sufficient fatigue test in advance, the safety of an actual machine equipped with the blade is also improved.
【0025】そして圧縮空気Aを用いたフラッタ加振に
おいてはフラッタの振動振幅は理論上無限大となるが、
実際にはブレードBの材料による減衰や各保持部の固定
条件などから有限の値となるので、圧縮空気Aに対する
ブレードBの迎角を調整することによってブレードBに
生じる振動振幅は制御可能となる。したがって所望の振
動振幅レベルでの疲労試験が容易に行われる。In the flutter vibration using the compressed air A, the vibration amplitude of the flutter becomes theoretically infinite,
Actually, the value becomes a finite value due to the damping due to the material of the blade B and the fixing condition of each holding portion. Therefore, by adjusting the angle of attack of the blade B with respect to the compressed air A, the vibration amplitude generated in the blade B can be controlled. . Therefore, a fatigue test at a desired vibration amplitude level is easily performed.
【0026】[0026]
【発明の効果】本発明の翼の疲労試験方法及び翼の疲労
試験装置は、以下のような効果を有するものである。 (1)請求項1に記載の発明によれば、供給された圧縮
空気によって翼の先端には自励振動(フラッタ)が生じ
る。このため翼は、実機に設けられた状態に近い条件下
で疲労限界レベルまで加振される。このように翼には十
分な疲労試験が施されるので、この翼を備えた実機の安
全性も向上される。 (2)請求項2に記載の発明によれば、圧縮空気に対す
る翼の迎角を調整することによって、翼に発生する振動
振幅を調整することができ、所望の振動レベルにおいて
疲労試験を行うことができる。 (3)請求項3に記載の発明によれば、翼の根元部分は
根元保持部によって保持され中間部分及びミッドスパン
シュラウド部分はブレード保持部及びシュラウド固定部
よって保持されるとともに、翼の先端部分には圧縮空気
供給手段からの圧縮空気によって自励振動(フラッタ)
が発生するので、翼は実機に設けられた状態に近い条件
下で疲労試験を施される。このように圧縮空気供給手段
を設けたことによって、翼は容易に疲労限界レベルまで
加振されて十分な疲労試験を施されるので、この翼を備
えた実機の安全性も向上される。また、根元保持部及び
ブレード保持部は圧縮空気に対する翼の迎角を調整可能
となっているとともに、この迎角を調整することによっ
て翼に生じる振動振幅は制御されるようになっているの
で、所望の振動レベルにおいて疲労試験を行うことがで
きる。The wing fatigue test method and wing fatigue test apparatus of the present invention have the following effects. (1) According to the first aspect of the present invention, self-excited vibration (flutter) is generated at the tip of the blade by the supplied compressed air. Therefore, the wing is vibrated to the fatigue limit level under conditions close to those provided in the actual machine. Since a sufficient fatigue test is performed on the wing in this manner, the safety of an actual machine having the wing is also improved. (2) According to the second aspect of the present invention, by adjusting the angle of attack of the blade with respect to the compressed air, it is possible to adjust the vibration amplitude generated in the blade, and to perform a fatigue test at a desired vibration level. Can be. (3) According to the third aspect of the present invention, the root portion of the blade is held by the root holding portion, the intermediate portion and the mid-span shroud portion are held by the blade holding portion and the shroud fixing portion, and the tip portion of the blade. Self-excited vibration (flutter) by compressed air from compressed air supply means
Therefore, the wing is subjected to a fatigue test under conditions close to those provided in an actual machine. By providing the compressed air supply means in this manner, the blades are easily vibrated to the fatigue limit level and subjected to a sufficient fatigue test, so that the safety of an actual machine having the blades is also improved. In addition, since the root holding unit and the blade holding unit can adjust the angle of attack of the blade with respect to the compressed air, and by adjusting the angle of attack, the vibration amplitude generated on the blade is controlled. A fatigue test can be performed at a desired vibration level.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明の翼の疲労試験装置の一実施形態を示す
側方断面図である。FIG. 1 is a side sectional view showing an embodiment of a blade fatigue test apparatus according to the present invention.
【図2】図1の上方から見た平面図である。FIG. 2 is a plan view seen from above in FIG. 1;
【図3】図1の翼先端側から見た正面図である。FIG. 3 is a front view as viewed from the tip end side of FIG.
【図4】本発明の翼の疲労試験装置に翼が取り付けられ
た状態を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the wing is attached to the wing fatigue test apparatus of the present invention.
1 疲労試験装置 2 根元保持部 3 ブレード保持部 4 シュラウド固定部 5 ノズル(圧縮空気供給手段) 6 基盤 7 ブロック部 8 スペーサ部 9 溝 10 支持ブロック部 11 リングプレート部 12 円盤部 13 円盤用クランプ部 14 ブレード挿通穴 A 圧縮空気 B ブレード(翼) F (ブレード)先端 N (ブレード)根元 S ミッドスパンシュラウド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fatigue test apparatus 2 Root holding part 3 Blade holding part 4 Shroud fixing part 5 Nozzle (compressed air supply means) 6 Base 7 Block part 8 Spacer part 9 Groove 10 Support block part 11 Ring plate part 12 Disk part 13 Disk clamp part 14 Blade insertion hole A Compressed air B Blade (wing) F (Blade) tip N (Blade) root S Mid span shroud
Claims (3)
動を与えることによってこの翼の疲労限界を試験するた
めの翼の疲労試験方法であって、 前記翼の先端近傍に圧縮空気を当てることによってこの
翼を振動させることを特徴とする翼の疲労試験方法。1. A blade fatigue test method for testing the fatigue limit of a blade having a mid-span shroud by applying vibration to the blade, the method comprising applying compressed air to a vicinity of a tip of the blade. A wing fatigue test method characterized by vibrating a wing.
って、 前記圧縮空気に対する前記翼の迎角を調整することによ
ってこの翼に発生する振動振幅を制御することを特徴と
する翼の疲労試験方法。2. The blade fatigue test method according to claim 1, wherein a vibration amplitude generated in the blade is controlled by adjusting an angle of attack of the blade with respect to the compressed air. Fatigue test method.
動を与えることによってこの翼の疲労限界を試験するた
めの翼の疲労試験装置であって、 前記翼の根元を保持する根元保持部と、 この翼の中間部を保持するブレード保持部と、 前記ミッドスパンシュラウドを前記ブレード保持部に固
定するシュラウド固定部と、 前記翼の先端近傍に圧縮空気を吹き付ける圧縮空気供給
手段とを備え、 前記根元保持部及びブレード保持部は、前記圧縮空気に
対する前記翼の迎角を調整する迎角調整機構を備えてい
ることを特徴とする翼の疲労試験装置。3. A blade fatigue test apparatus for testing a fatigue limit of a blade provided with a mid-span shroud by applying vibration to the blade, the root holding unit holding a root of the blade, A blade holding portion for holding an intermediate portion of the blade, a shroud fixing portion for fixing the midspan shroud to the blade holding portion, and a compressed air supply means for blowing compressed air near a tip of the blade, the root holding A blade fatigue testing device, wherein the unit and the blade holding unit are provided with an attack angle adjusting mechanism for adjusting an angle of attack of the blade with respect to the compressed air.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11135036A JP2000321189A (en) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | Wing fatigue test method and wing fatigue testing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11135036A JP2000321189A (en) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | Wing fatigue test method and wing fatigue testing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000321189A true JP2000321189A (en) | 2000-11-24 |
Family
ID=15142455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11135036A Pending JP2000321189A (en) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | Wing fatigue test method and wing fatigue testing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000321189A (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1999
- 1999-05-14 JP JP11135036A patent/JP2000321189A/en active Pending
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