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一種能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗件及試驗方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗件，由待測試材料主體和遮擋屏組成，遮擋屏上相鄰的兩個表面與待測試材料主體的一個表面形成Z字型結構。本發(fā)明還提供了一種能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗方法，利用射流通過遮擋屏的邊緣來產(chǎn)生射流前緣，獲得射流前緣撞擊待測試材料主體表面的效果；通過調整試驗件的安裝角度，得到不同角度的液固撞擊的侵蝕效果。相比傳統(tǒng)的試驗件，其模仿射流前緣撞擊的效果符合實際，試驗結果能夠揭示液固高速撞擊產(chǎn)生破壞的機理，且具有結構簡單、易于實施的特點。
【專利說明】一種能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗件及試驗方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有新形式的用于測試材料抵抗液體撞擊效果的試驗件及試驗方法，屬于材料抵抗液體撞擊性能試驗【技術領域】。
【背景技術】
[0002]液體高速撞擊固體材料表面,將對固體材料產(chǎn)生侵蝕作用。汽輪機的低壓末級動葉工作在濕蒸汽區(qū)，靜葉表面凝結的水膜被氣流撕裂成二次水滴后，可能與動葉間產(chǎn)生300?700m/s的高速撞擊，對動葉材料產(chǎn)生強烈的水蝕作用。與之類似，飛機在高速穿過云層、雨區(qū)時，表面材料容易受到水滴撞擊。水滴與飛機之間極高的相對速度會造成觀察窗、雷達罩等構件的變形和破壞，從而導致儀器的失效甚至威脅飛行安全。在工程上，通過建立旋轉試驗臺，用試驗的方式來研究液固高速撞擊過程中流體和材料的動力學行為、材料的損傷機理以及材料抵抗液體撞擊的效果。
[0003]現(xiàn)有技術中，對于材料抵抗液體撞擊的效果往往通過旋轉試驗件多次液固撞擊試驗裝置，采用平板、圓柱或者翼型試驗件。在使用射流撞擊來測試材料的抗侵蝕效果時，這類試驗件無法模擬射流的前緣或者是液滴的撞擊效果。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種能夠安裝在旋轉試驗件多次液固撞擊試驗裝置上，模擬射流前緣對材料相同位置的重復撞擊效果的試驗件及試驗方法。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是提供一種能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗件，其特征在于:由待測試材料主體和遮擋屏組成，遮擋屏上相鄰的兩個表面與待測試材料主體的一個表面形成Z字型結構。
[0006]優(yōu)選地，所述待測試材料主體下部設有安裝孔。
[0007]優(yōu)選地，所述遮擋屏采用與待測試材料主體相同或不同的材料制成。
[0008]優(yōu)選地，所述遮擋屏采用耐液體侵蝕陶瓷或司太立合金材料制成。
[0009]本發(fā)明還提供了一種能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗方法，其特征在于:采用上述能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗件，該方法由以下3個步驟組成:
[0010]步驟1:將試驗件安裝在旋轉試驗件多次液固撞擊試驗裝置上；
[0011]步驟2:根據(jù)試驗需要的液固撞擊角度，調整試驗件的安裝角度；
[0012]步驟3:試驗開始，穩(wěn)態(tài)射流沖擊在試驗件的遮擋屏的表面上；隨著試驗件繼續(xù)前進，當射流中心走過遮擋屏的邊緣時，射流前緣重新生成并撞向待測試材料主體的表面，射流前緣與待測試材料主體的表面發(fā)生碰撞。
[0013]優(yōu)選地，所述步驟I中，試驗件通過待測試材料主體下部的安裝孔安裝在旋轉試驗件多次液固撞擊試驗裝置上。
[0014]優(yōu)選地，所述步驟2中，根據(jù)試驗需要的液固撞擊角度，調整試驗件的安裝角度的方法為:[0015]設試驗件以絕對速度U運動，射流以絕對速度c運動，射流速度c與試驗件運動相反方向的夾角為α，根據(jù)余弦定理，計算得到射流與試驗件的相對速度w:
[001 6]
【權利要求】
1.一種能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗件，其特征在于:由待測試材料主體(A)和遮擋屏(C)組成，遮擋屏(C)上相鄰的兩個表面與待測試材料主體(A)的一個表面形成Z字型結構。
2.如權利要求1所述的一種能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗件，其特征在于:所述待測試材料主體(A)下部設有安裝孔(I)。
3.如權利要求1或2所述的一種能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗件，其特征在于:所述遮擋屏(C)采用與待測試材料主體(A)相同或不同的材料制成。
4.如權利要求1或2所述的一種能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗件，其特征在于:所述遮擋屏(C)采用耐液體侵蝕陶瓷或司太立合金材料制成。
5.一種能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗方法，其特征在于:采用權利要求1所述的能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗件，該方法由以下3個步驟組成: 步驟1:將權利要求1所述的能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗件安裝在旋轉試驗件多次液固撞擊試驗裝置上； 步驟2:根據(jù)試驗需要的液固撞擊角度，調整試驗件的安裝角度； 步驟3:試驗開始，穩(wěn)態(tài)射流(B)沖擊在試驗件的遮擋屏(C)的表面(D)上；隨著試驗件繼續(xù)前進，當射流中心走過遮擋屏(C)的邊緣(E)時，射流前緣(G)重新生成并撞向待測試材料主體的表面(F)，射流前緣(G)與待測試材料主體的表面(F)發(fā)生碰撞。
6.如權利要求5所述的一種能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗方法，其特征在于:所述步驟I中，試驗件通過待測試材料主體(A)下部的安裝孔(I)安裝在旋轉試驗件多次液固撞擊試驗裝置上。
7.如權利要求5所述的一種能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗方法，其特征在于:所述步驟2中，根據(jù)試驗需要的液固撞擊角度，調整試驗件的安裝角度的方法為: 設試驗件以絕對速度u運動，射流以絕對速度c運動，射流速度c與試驗件運動相反方向的夾角為α，根據(jù)余弦定理，計算得到射流與試驗件的相對速度W:
【文檔編號】G01N17/00GK103940729SQ201410187293
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月6日 優(yōu)先權日:2014年5月6日
【發(fā)明者】汪勇, 史進淵, 楊宇, 鄧志成, 危奇, 張恒濤 申請人:上海發(fā)電設備成套設計研究院