图1为该试验模拟装置及其效果，该装置可以模拟高性能航空发动机 内温度的交变循环、硬质颗粒的冲击、腐蚀颗粒的侵蚀、冷却气体等单一或任意两种或多种服役环境，并实现实时测试热障涂层温度场、三维位移场、裂纹萌生与扩展、界面氧化等参数，解决了现有热障涂层环境模拟装置只能模拟单一服役环境以及未加入硬质颗粒冲蚀的缺陷．该试验模 拟装置解决了以下关键科学和技术问题：
（1）高温、冲蚀、ＣＭＡＳ腐蚀服役环境及其耦合的加载、测试以及控制方法；
（2）热障涂层高速旋转及其与高温燃气交互作用的等效载荷分析、加载与控制技术；
（3）兼顾热障涂层服役环境与工作状态的无损检测技术集成、信号检测与分析技术.
图1 热障涂层静态试验模拟装置及其效果
该装置主要包括以下５个模块：
（1）服役环境加载系统：该模块由高温燃气喷枪、冲蚀颗粒送粉器、腐蚀服役环境模块、燃气输送系统组成，可以产生高温、冲蚀、腐蚀服役环境的燃气，模拟高性能航空发动机内温度的交变 循环、硬质颗粒的反复冲击、腐蚀气体的不断侵蚀等单一或任意两种或三种服役环境，实现燃气 的温度２０００ ℃ 以 上、样品 表 面 温 度 １７００ ℃，速 度 达 到 １ 马 赫、冲蚀和腐蚀粒子速度达到 ３００ｍ／ｓ．
（2）试验操作平台：该模块由喷枪移动模块、试样夹持模块组成，可实现喷枪 Ｘ、Ｙ、Ｚ 三轴自 动化移动，实现喷枪的精确可控的自动化移动，模拟热障涂层高温热疲劳环境；试样夹具包括多 个试片和叶片夹具，且可以实现０°～１８０°调节，模拟试片或叶片不同角度的燃气冲击．
（3）无损检测模块：由温度测试 采 集 系 统、高 速 ＣＣＤ 摄 像系 统、非接触式三维变形测试系 统、声发射无损检测系统、复阻抗谱测试系统组成，实现实验过程中热障涂层温度场、表面形貌、 应变场、裂纹信号和界面氧化等数据的无损测量，实现服役环境模拟与实时检测的一体化，为热 障涂层的失效机制分析提供测试手段．
（4）数据采集与控制系统：由数据采集系统、多画面显示模块、试验模拟控制系统组成．数据 采集系统包括采集燃气、冷气和冲蚀、腐蚀粒子的压力、温度、速度、流量等数据的压力表、流量 计、粒子流量计等燃气采集模块和热障涂层温度场、表面形貌、应变场、裂纹信号和界面氧化等无 损检测数据的采集模块，将采集的数据实时同步显示在 ＬＣＤ 液晶多画面显示器上，试验模拟控 制系统与各个采集模块连接，精确控制热障涂层试验模拟工况．该系统实现了装置运行状态数据 的同步采集、显示与控制的一体化，为实现各种无损检测设备在热障涂层试验模拟装置中的集成 提供了有效的控制平台，操作简单、安全，应用性强．
（5）其他辅助模块：由冷却系统、排气系统、消音系统、尾气处理系统等组成．冷却系统指对 装置高温部件如燃气喷枪进行水冷降温的水冷机和输送管道，排气系统是对服役后燃气进行收 集和排出的轴流风机和通风管道，消音系统是指降低试验噪音的消声器，尾气处理系统是指将排 出的尾气处理成满足当地环保排放要求的气体的处理装置，装置通过多个辅助系统来提高试验 过程的安全性和环保性．
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