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試驗器主要包括供給試驗件運轉所需的動力裝置、增速器、試驗箱體、加溫裝置、操縱系統和輔助系統。動力裝置可為交、直流電動機、渦輪發動機以及由燃氣直接驅動試驗件。動力裝置應提供充裕的功率，具有較高的加減速性，運轉平穩，振動小，能無級調速，能保證
* &+ ,的試驗轉速精度，便于監測和應急停車可靠。
試驗箱體用于容納試驗件，它多為夾層結構，內有防止碎塊擊穿用的充填物或通冷卻水。在加溫試驗時，放人隔熱屏。對箱體要求具有足夠的強度和剛性，安全可靠，易于維修觀察。加溫裝置主要為輻射加熱、電阻絲和紅外加熱。電熱元件布置合理時，輻射加熱可以獲得所要求的輪盤溫度。
操縱系統是整個裝置的中樞機構，包括電控系統、觀測儀表、操縱閥門和按鈕等。
"渦輪盤測溫線路。引電器除引出盤上熱電偶的信號外，還有一路作為冷端（熱電偶與引電器轉子連接處）溫度測量熱電偶的負極。測量的溫度還包括臺架溫度和操縱間環境溫度。
輪盤變形的測量可采用間隙測量儀、非接觸式渦流測振儀和光學測量裝置進行。其中應用光學測量裝置可以實現輪盤處于旋轉和加熱狀態時的遠距離變形測量。變形測量的典型光學裝置。鋯石燈發出的光經過集光器、集光透鏡和棱鏡等，又穿過石英玻璃窗照射輪盤上的測量刻線。再由測量望遠鏡、顯微鏡測量輪盤旋轉時因徑向變形而產生的刻線變位，此刻線變位就代表輪盤上各處伸長量的大小。顯微鏡的放大倍數可在 ,& -&&倍左右，其測量變形的精度可達 , . /左右。
主要測量參數為：轉速、溫度、應變、振動和其他參數；其精度相應為 * &+ ,最大轉速、 * %測量值、 * )最大測量值、 * ,最大測量值和 * %最大測量值。
三、主軸疲勞試驗及典型試驗器
+概述
主軸是發動機的重要零件，它主要起傳遞功率和聯結各轉動部件的功用。對雙轉子發動機，主軸包括高壓渦輪軸、低壓渦輪軸、高壓壓氣機軸和低壓壓氣機軸。在飛行中主軸上承受著較大的扭矩、彎矩、軸向力、陀螺力短、離心力及振動等載荷；在發動機高溫區工作的
•&&•
 

軸還承受熱負荷，這些載荷以高循環的方式施加在軸上。
由于結構上的需要，主軸上往往具有臺階、孔、槽和花鍵等幾何形狀，在這些部位應力集中，容易產生很高的局部應力，以致可能產生疲勞裂紋。主軸斷裂一般都造成重大飛行事故。
一般臺架試車，都難以再現飛行使用中出現的扭矩，更不可能出現機動飛行引起的陀螺力短和彎矩，因而主軸疲勞壽命試驗均在試驗器上進行。由全尺寸軸的疲勞壽命試驗確定主軸的總飛行小時壽命的流程如圖所示。主要包括：
由飛行載荷譜轉換為考核截面的應力譜，從而確定標準應力循環及對應的標準循環載荷。
"將標準循環載荷乘以恰當的系數得到試驗載荷譜，然后按此載荷在疲勞試驗器上進行壽命試驗。
處理所得數據，得到主軸的預定安全標準循環壽命。
由飛行剖面統計和計算損傷數求飛行換算比；將預定安全標準循環壽命除以飛行換算比得出預定安全小時壽命。
%取 "  "%的預定安全小時壽命作為初始使用壽命，經實際飛行后返回做剩余壽命試驗，確定第二次使用壽命。重復幾次后逐漸逼近經使用驗證過的預定安全小時壽命。
&主軸使用載荷譜在一次飛行中，與主軸載荷有關的飛行參數主要有飛行高度 ’，發動機轉速 (，飛行表速 &)，大氣溫度 * ’，渦輪后總溫 *+ ，飛行滾轉角速度 ’ 、’ -，過載系數 (、(等。這些參數隨時間的變化歷程稱為主軸的飛行剖面。在主軸的整個,壽命中各次飛
-
行,載荷譜的總和稱主軸的使用載荷譜。一般為拉、彎和扭三種載荷及溫度隨時間。變化的曲線，它具有很大的隨機性，因此，主軸疲勞試驗框圖需要經過恰當的處理才能成為試驗載荷譜。
標準應力循環是指在發動機壽命期內有規則地出現的，其應力幅度最大、出現次數最多的一些飛行剖面的主循環。
預定安全循環壽命是指最短壽命的軸也能安全經受的標準應力循環數。
飛行換算比是指與一次典型飛行的疲勞損傷度相同的標準循環數。例如，一次起飛一俯沖攻擊循環和三次停車一最大一停車的標準循環產生的損傷相同。
主軸的使用載荷譜依飛行任務的不同而不同，一般包括下列載荷：
扭矩 ./，隨發動機使用狀態（飛行高度、飛行速度）和工作轉速的不同而變化，即隨發動機啟動一工作一停車循環變化。扭短循環次數一般小于 01次循環，屬于低循環。
"振動扭矩 .2/，是由于發動機中不連續因素，如導向葉片、不穩定燃燒等激發產生的，并且疊加于工作扭矩載荷之上，其幅值一般不大于最大工作扭矩的 3 14。在發動機總壽命期內，振動扭矩大于 05次循環，屬于高循環。
軸向力 6，主要是由主軸上連接盤的前后壓差引起的，屬于低循環載荷。對單級渦輪軸 678 ”%9 :8+  9式中， ;% 、;+  ———分別為渦輪盤前、后總壓； 9、9 ———分別為渦輪盤前、后承壓面面積。 •0•
 
高頻彎曲載荷，是由于飛機作機動飛行或進入螺旋狀態以及嚴重的陣風引起垂直于軸的陀螺力矩 "， " "%&’
式中，—
—盤的轉動慣量；
一軸轉動角速度；
"———進動角速度；
———"與 之間的夾角。
各種飛行狀態的進動角速度是不同的，如俯沖拉起最大角速度時，"為 () *+,-. %；平飛墜入正螺旋時，"為 /) **+,-. %；嚴重陣風時，"為 () 01+,-. %；俯沖最大角度時，"為 0+,-. %。
此外，發動機轉子進氣級的氣動攻角力矩、機匣變形引起的多支點不同心、發動機短艙的擺動等也都在軸上引起彎矩，由于軸高速旋轉，所以在軸上沿周向任一點引起高循環彎曲應力。
%軸對稱的徑向載荷，主要包括軸內外表面的氣體壓差；盤連接處，由于盤的徑向變化和溫度效應引起的沿圓周均布的徑向力和彎矩以及作用于花鍵套齒上的徑向分力等。軸對稱載荷也屬于低循環變化載荷。
&溫度的影響，發動機飛行任務譜與飛機的用途和執行的任務有關。典型機種的低循環疲勞要求。據統計，國產某發動機，用在殲擊機上時，每 /((飛行小時的平均起落次數為 00*次；用在教練機上時，每 /((飛行小時為 223次。
　
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