本發(fā)明涉及性能測試，具體涉及一種連續(xù)多次高溫高速燃?xì)鉀_刷燒蝕試驗方法。

背景技術(shù)：

1、鋼材，是工程技術(shù)中最重要、最主要、用量最大的技術(shù)材料；現(xiàn)有技術(shù)中，為了使鋼結(jié)構(gòu)具有一些特殊性能（如高硬度、高耐磨性、高韌性、耐腐蝕性等），通常會在碳鋼的基礎(chǔ)上加入一種或多種合金元素，形成合金鋼。高強(qiáng)韌鋼，便是在碳鋼的基礎(chǔ)上、通過注入合金元素，形成的具有高耐磨性、高韌性、高強(qiáng)度、優(yōu)異抗疲勞和加工性能等特點的金屬材料。

2、目前，航空航天、車輛工程、特種裝備等領(lǐng)域?qū)Ω邚?qiáng)韌鋼具有廣泛的應(yīng)用；在某些特殊領(lǐng)域，采用高強(qiáng)韌鋼制備的金屬結(jié)構(gòu)件（如采用高強(qiáng)韌鋼制備的火炮身管等），在使用過程中會收到高溫、高速燃?xì)獾倪B續(xù)、多次沖刷與燒蝕，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件內(nèi)部出現(xiàn)熔融、組織變化、裂紋等缺陷；因此，在利用強(qiáng)韌鋼進(jìn)行金屬結(jié)構(gòu)件的設(shè)計過程中，通常需要對結(jié)構(gòu)件進(jìn)行試驗驗證，以評估其耐高溫高速燃?xì)鉄g的性能。

3、現(xiàn)有技術(shù)中，多采用半密閉爆發(fā)器等裝置進(jìn)行以高強(qiáng)韌鋼為代表的金屬結(jié)構(gòu)件的沖刷燒蝕試驗；然而，半密閉爆發(fā)器等裝置在一輪試驗過程中、進(jìn)能夠完成單次沖刷燒蝕，試驗結(jié)束后需要對樣件或試驗裝置進(jìn)行重新調(diào)整、定位等工序，費時費力，且無法有效模擬金屬結(jié)構(gòu)件的真實工況（例如：火炮身管在使用過程中、在相同環(huán)境下受到的是高速火藥燃?xì)獾倪B續(xù)多次瞬時沖刷與燒蝕，而非一次沖刷與燒蝕），導(dǎo)致試驗結(jié)果的指導(dǎo)性低；同時，采用現(xiàn)有的半密閉爆發(fā)器等裝置進(jìn)行多次沖刷與燒蝕的試驗，存在調(diào)節(jié)、定位過程中環(huán)境因素改變或定位誤差等問題，進(jìn)而無法確保在同一環(huán)境因素下進(jìn)行多次沖刷與燒蝕，測試結(jié)果準(zhǔn)確性低、誤差大。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種連續(xù)多次高溫高速燃?xì)鉀_刷燒蝕試驗方法，該測試方法能夠保證同一試驗條件下，進(jìn)行金屬結(jié)構(gòu)件的多次連續(xù)高溫高速燃?xì)獾臎_刷與燒蝕試驗，從而有效評估以高強(qiáng)韌鋼為材料的金屬結(jié)構(gòu)件的性能，提升試驗效率、降低試驗誤差。

2、本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、一種連續(xù)多次高溫高速燃?xì)鉀_刷燒蝕試驗方法，采用模擬試驗裝置，模擬試驗裝置包括測試臺、支撐組件、固定組件與定位組件，測試臺端面由左至右依次設(shè)置支撐組件、固定組件、定位組件，且支撐組件、定位組件分別與測試臺滑動連接，固定組件與測試臺固定連接；

4、具體試驗步驟為：

5、步驟一、首先，將多組沖刷燒蝕發(fā)生器放置在固定組件、將金屬樣件放置在定位組件上，并分別對沖刷燒蝕發(fā)生器與金屬樣件進(jìn)行夾持固定；

6、步驟二、啟動支撐組件前移（即向靠近固定組件的方向移動），使得支撐組件對沖刷燒蝕發(fā)生器形成支撐；

7、步驟三、啟動定位組件前移（即向靠近固定組件的方向移動）、使得一組沖刷燒蝕發(fā)生器與金屬樣件對應(yīng)，然后啟動沖刷燒蝕發(fā)生器進(jìn)行性能測試；

8、步驟四、定位組件后退、金屬樣件旋轉(zhuǎn)至與另一組沖刷燒蝕發(fā)生器對應(yīng)，定位組件重新前移，然后啟動沖刷燒蝕發(fā)生器進(jìn)行二次性能測試；

9、步驟五、重復(fù)步驟四、直至所有沖刷燒蝕發(fā)生器均完成測試；

10、步驟六、分別松開并取下沖刷出燒蝕發(fā)生器與金屬樣件，進(jìn)行結(jié)果分析。

11、基于上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述支撐組件包括第一安裝座、第一定位架、支撐環(huán)與撐桿，支撐環(huán)通過第一定位架設(shè)置在第一安裝座端面且第一安裝座與測試臺滑動連接，支撐環(huán)上繞其中軸線均勻設(shè)置多根撐桿；固定組件包括固定座、第二定位架、固定環(huán)與夾持工裝，固定環(huán)通過第二定位架設(shè)置在固定座端面且固定座與測試臺固定連接，固定環(huán)對應(yīng)撐桿開設(shè)第一安裝孔且第一安裝孔外圈設(shè)置夾持工裝，夾持工裝繞固定環(huán)中軸線均勻分布；定位組件包括第二安裝座、第三定位架、旋轉(zhuǎn)環(huán)與定位工裝，旋轉(zhuǎn)環(huán)通過第三定位架設(shè)置在第二安裝座上且第二安裝座與測試臺滑動連接，旋轉(zhuǎn)環(huán)上設(shè)置定位工裝；支撐環(huán)、固定環(huán)與旋轉(zhuǎn)環(huán)的中軸線共線且支撐環(huán)、固定環(huán)、旋轉(zhuǎn)環(huán)的內(nèi)徑一致；夾持工裝上安裝沖刷燒蝕發(fā)生器，定位工裝上安裝金屬試樣，定位工裝與夾持工裝相對應(yīng)（即保證定位工裝上的金屬試樣與其中一個夾持工裝上的沖刷燒蝕發(fā)生器對應(yīng)）。

12、基于上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述沖刷燒蝕發(fā)生器的長度為60～300mm，外徑為φ20～φ60mm。

13、基于上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述第一安裝孔的數(shù)量為6～20個，即夾持工裝的數(shù)量為6～20組；第一安裝孔的內(nèi)徑為φ20.5～φ70mm。

14、基于上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述夾持工裝采用兩組三瓣包容式夾持機(jī)構(gòu)，兩組三瓣包容式夾持機(jī)構(gòu)對應(yīng)設(shè)置在固定環(huán)的兩側(cè)，其（即三瓣包容式夾持機(jī)構(gòu)）包括兩個弧形固定塊、一個弧形滑動塊、一個滑動套筒、一根滑桿與一組第一彈簧，兩個弧形固定塊與固定環(huán)側(cè)壁固定連接且兩個弧形固定塊關(guān)于對應(yīng)的第一安裝孔中軸線對稱設(shè)置，滑動套筒滑動設(shè)置在固定環(huán)的側(cè)壁且滑動套筒與同組的弧形滑動塊對應(yīng)，滑桿與滑動套筒靠近弧形滑動塊的一端滑動連接且滑桿遠(yuǎn)離滑動套筒的一端與對應(yīng)弧形滑動塊固定連接，滑桿遠(yuǎn)離弧形滑動塊的一端通過第一彈簧與對應(yīng)的滑動套筒內(nèi)腔連接；兩組相對應(yīng)的三瓣包容式夾持機(jī)構(gòu)的滑動套筒之間通過連接桿連接且連接桿貫穿固定環(huán)，固定環(huán)對應(yīng)連接桿開設(shè)豎直槽；多組連接桿通過環(huán)形齒輪控制其在豎直槽內(nèi)的滑動，具體為：固定環(huán)一側(cè)側(cè)面轉(zhuǎn)動設(shè)置與其（即固定環(huán)）同軸的環(huán)形齒輪且環(huán)形齒輪的內(nèi)圈位于第一安裝孔外側(cè)，環(huán)形齒輪上對應(yīng)連接桿均勻開設(shè)弧形槽，從而通過環(huán)形齒輪的轉(zhuǎn)動、實現(xiàn)連接桿帶動滑動套筒沿豎直槽進(jìn)行滑動。

15、基于上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述弧形固定塊內(nèi)壁、弧形滑動塊內(nèi)壁設(shè)置沿固定環(huán)中軸線均勻分布的橫向凸棱。

16、基于上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述旋轉(zhuǎn)環(huán)與第三定位架轉(zhuǎn)動連接，具體為：第三定位架由兩根“7”字形支桿組成，它們（即兩根“7”字形支桿）對稱設(shè)置在第二安裝座端面，旋轉(zhuǎn)環(huán)兩端分別滑動卡接在兩根“7”字形支桿遠(yuǎn)離第二安裝座的一端端部；旋轉(zhuǎn)環(huán)外圈設(shè)置外齒環(huán)，第二安裝座端面且對應(yīng)旋轉(zhuǎn)環(huán)設(shè)置第一齒輪，第一齒輪與外齒環(huán)嚙合，從而實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)環(huán)在第三定位架內(nèi)的轉(zhuǎn)動。

17、基于上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述定位工裝包括夾持機(jī)構(gòu)與定位機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)環(huán)對應(yīng)金屬試樣開設(shè)第二安裝孔且夾持機(jī)構(gòu)對應(yīng)第二安裝孔設(shè)置在旋轉(zhuǎn)環(huán)靠近固定環(huán)的一側(cè)側(cè)面、定位機(jī)構(gòu)對應(yīng)第二安裝孔設(shè)置在旋轉(zhuǎn)環(huán)遠(yuǎn)離固定環(huán)的一側(cè)側(cè)面；夾持機(jī)構(gòu)包括兩個弧形固定塊、一個弧形滑動塊、一個固定套筒、一根滑桿與一組第一彈簧，兩個弧形固定塊與旋轉(zhuǎn)環(huán)靠近固定環(huán)的一側(cè)側(cè)壁固定連接且兩個弧形固定塊關(guān)于第二安裝孔中軸線對稱設(shè)置，固定套筒固定設(shè)置在旋轉(zhuǎn)環(huán)靠近固定環(huán)的一側(cè)側(cè)壁且固定套筒與弧形滑動塊對應(yīng)，滑桿與固定套筒靠近弧形滑動塊的一端滑動連接且滑桿遠(yuǎn)離固定套筒的一端與對應(yīng)弧形滑動塊固定連接，滑桿遠(yuǎn)離弧形滑動塊的一端通過第一彈簧與固定套筒內(nèi)腔連接；定位機(jī)構(gòu)包括三組定位塊組件且三組定位塊組件繞第二安裝孔中軸線均勻分布，定位塊組件由弧形支撐塊與支撐擋板組成，弧形支撐塊與旋轉(zhuǎn)環(huán)遠(yuǎn)離固定環(huán)的一側(cè)側(cè)面固定連接且弧形支撐塊遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)環(huán)的一端固定設(shè)置支撐擋板。

18、基于上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述金屬試樣的外徑為φ18～φ50mm。

19、基于上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述第二安裝孔的數(shù)量為1～4個，即定位工裝的數(shù)量為1～4組；第二安裝孔的內(nèi)徑為φ20.5～φ55mm。

20、基于上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述第二安裝座的滑動、環(huán)形齒輪的轉(zhuǎn)動通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)實現(xiàn)，驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括螺桿、滑移塊、環(huán)形頂塊、從動軸組件、第二齒輪與連接齒輪；滑移塊固定設(shè)置在第二安裝座遠(yuǎn)離固定座一端的底面且測試臺對應(yīng)滑移塊開設(shè)第一滑軌，螺桿轉(zhuǎn)動設(shè)置在測試臺的第一滑軌內(nèi)且螺桿與旋轉(zhuǎn)環(huán)中軸線平行，滑移塊滑動卡接在第一滑軌內(nèi)且其（即滑移塊）中部被螺桿貫穿、滑移塊與螺桿螺紋連接；滑移塊靠近固定環(huán)的一側(cè)側(cè)面且位于螺桿外圈固定設(shè)置環(huán)形頂塊；從動軸組件包括花鍵軸、定位光桿與第二彈簧，花鍵軸與定位光桿固定連接且它們之間共軸線，花鍵軸設(shè)置在螺桿靠近固定環(huán)的一側(cè)，定位光桿遠(yuǎn)離花鍵軸的一端轉(zhuǎn)動設(shè)置在螺桿中部內(nèi)，定位光桿與螺桿共軸線，螺桿靠近花鍵軸的一端端部且位于定位光桿外圈開設(shè)同軸的花鍵槽、定位光桿外壁對應(yīng)設(shè)置定位花鍵，通過定位花鍵卡接在花鍵槽內(nèi)實現(xiàn)螺桿、定位光桿與花鍵軸之間的同時、同向轉(zhuǎn)動；花鍵軸靠近螺桿的一端外壁且對應(yīng)環(huán)形頂塊固定套接環(huán)形限位塊；連接齒輪對應(yīng)環(huán)形齒輪轉(zhuǎn)動設(shè)置在固定座上且連接齒輪與環(huán)形齒輪嚙合，花鍵軸外壁且對應(yīng)連接齒輪設(shè)置第二齒輪且第二齒輪與連接齒輪嚙合，第二齒輪中部對應(yīng)花鍵軸的花鍵開設(shè)花鍵孔；測試臺位于花鍵軸遠(yuǎn)離螺桿的一側(cè)開設(shè)同軸的彈簧槽，花鍵軸遠(yuǎn)離螺桿的一端與彈簧槽之間通過第二彈簧連接，彈簧槽內(nèi)壁對應(yīng)花鍵軸的花鍵對應(yīng)開設(shè)鍵槽。

21、基于上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述連接齒輪通過齒輪支架設(shè)置在固定座上。

22、基于上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述步驟四中定位組件（即第二安裝座）的平移速度為10～80mm/s，金屬樣件（即旋轉(zhuǎn)環(huán)）的旋轉(zhuǎn)速度為10°/s～30°/s；步驟四中定位組件（即第二安裝座）后退或前移距離為20～100mm。

23、以下是本發(fā)明具有的技術(shù)效果：

24、本技術(shù)通過高剛性、高精度的支撐組件、固定組件與定位組件的配合，利用支撐組件的撐桿對固定組件中的沖刷燒蝕發(fā)生器進(jìn)行支撐，避免在試驗過程中由于高溫高速燃?xì)猱a(chǎn)生的反作用力導(dǎo)致沖刷燒蝕發(fā)生器偏移的問題；利用固定組件的三瓣包容式夾持機(jī)構(gòu)對沖刷燒蝕發(fā)生器進(jìn)行夾持固定，能夠同時實現(xiàn)多個沖刷燒蝕發(fā)生器的穩(wěn)固夾持，提升夾持效率、同時保證多個沖刷燒蝕發(fā)生器繞同一中軸線均勻分布，進(jìn)而確保后續(xù)連續(xù)多次沖刷與燒蝕試驗、避免需要重新定位或調(diào)整等問題；通過定位組件的定位工裝實現(xiàn)對金屬樣件的夾持固定，從而有效確保金屬樣件的穩(wěn)定性，同時利用旋轉(zhuǎn)環(huán)繞自身軸線的轉(zhuǎn)動，保證金屬樣件能夠與不同的沖刷燒蝕發(fā)生器進(jìn)行對應(yīng)，從而在不需要進(jìn)行重新夾持、定位、安裝等操作的前提下，能夠完成連續(xù)多次的沖刷與燒蝕試驗，進(jìn)而有效模擬金屬樣件的真實使用工況。

25、同時，本技術(shù)試驗方法操作便捷、整個模擬試驗裝置結(jié)構(gòu)簡單，不需要復(fù)雜的安裝過程、便可實現(xiàn)沖刷燒蝕發(fā)生器與金屬樣件的穩(wěn)固安裝和拆卸，有效提升試驗效率、避免試驗耗時增加而導(dǎo)致的實驗環(huán)境發(fā)生改變；同時，本技術(shù)在一次安裝定位后、即可實現(xiàn)連續(xù)多次的沖刷與燒蝕試驗，避免試驗重新調(diào)節(jié)、安裝、定位造成的節(jié)拍打斷、誤差產(chǎn)生等問題，保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。