CN107843371A - 应变计的安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种应变计的安装方法，包括以下步骤：打磨处理，对试验件的供应变计安装的安装区域进行打磨，使安装区域的表面粗糙化；清洗处理，对试验件的安装区域进行清洗；喷涂预先涂层，将活性喷涂材料喷涂在试验件的安装区域，形成预先涂层；固定应变计，将应变计固定在预先涂层上，应变计的一表面贴附于预先涂层；喷涂覆盖涂层，将活性喷涂材料喷涂在应变计的其余表面和预先涂层的未被应变计遮盖的部分上，形成覆盖涂层；喷涂最终涂层，将活性喷涂材料喷涂在覆盖涂层上，形成最终涂层；高温导线连接，将应变计的引脚与高温导线连接。

Description

应变计的安装方法

技术领域

本发明涉及航空发动机的研发测试领域，具体而言，涉及一种应变计的安装方法。

背景技术

现有的航空发动机的研制过程中，对高温部件的应力测量主要依赖于高温应变计，而高温应变计的安装方式常见为采用无机胶进行粘贴，且通常适于对使用温度环境为600℃以下的高温应变计的安装。然而，对于使用温度环境为600℃以上(例如600℃-1000℃)的应变计而言，现有的应变计的安装方式无法适应，其超高的环境温度已超出了无机胶的使用温度范围，且耐热冲击性能不佳，遇到高温燃气吹扫时结合强度有限，容易起胶脱落导致试验失败。

发明内容

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种能够适应600℃以上的高温环境的试验件的应变计的安装方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供一种应变计的安装方法，用于将应变计安装到试验件上，其特征在于，包括以下步骤：

打磨处理，对试验件的供应变计安装的安装区域进行打磨，使安装区域的表面粗糙化；

清洗处理，对试验件的安装区域进行清洗；

喷涂预先涂层，将活性喷涂材料喷涂在试验件的安装区域，形成预先涂层；

固定应变计，将应变计固定在预先涂层上，应变计的一表面贴附于预先涂层；

喷涂覆盖涂层，将活性喷涂材料喷涂在应变计的其余表面和预先涂层的未被应变计遮盖的部分上，形成覆盖涂层；

喷涂最终涂层，将活性喷涂材料喷涂在覆盖涂层上，形成最终涂层；以及

高温导线连接，将应变计的引脚与高温导线连接。

根据本发明的其中一个实施方式，对试验件的安装区域的打磨是采用吹砂工艺。

根据本发明的其中一个实施方式，清洗处理包括以下步骤：

初步清洗，在打磨处理之前，利用清洗液对安装区域进行清洗，再利用干燥的压缩气体对安装区域进行吹扫；以及

再次清洗，在打磨处理之后，利用干燥的压缩气体对安装区域进行吹扫，再利用活性溶剂对安装区域进行清洗。

根据本发明的其中一个实施方式，固定应变计包括以下步骤：

将应变计贴合放置在预先涂层上；以及

将多条高温胶带横跨粘贴于应变计且两端粘贴于预先涂层，多条高温胶带平行间隔设置，且相邻两条高温胶带之间形成间隙。

根据本发明的其中一个实施方式，喷涂覆盖涂层包括以下步骤：

在各间隙上喷涂形成第一覆盖涂层；

将高温胶带清除；

在对应于各间隙的第一覆盖涂层上再次粘贴高温胶带；

在再次粘贴的高温胶带之间形成的各间隙上喷涂形成第二覆盖涂层；以及

将再次粘贴的高温胶带清除；

其中，第一覆盖涂层与第二覆盖涂层共同形成一个完整的覆盖涂层。

根据本发明的其中一个实施方式，喷涂最终涂层的步骤中，最终涂层是完全覆盖在第一覆盖涂层和第二覆盖涂层上，形成一个完整的最终涂层。

根据本发明的其中一个实施方式，还包括以下步骤：

喷涂后处理，对最终涂层的表面进行平滑处理，并对最终涂层的棱角部分和边缘部分进行圆滑处理。

根据本发明的其中一个实施方式，所述的形成各涂层的各步骤中，活性喷涂材料的喷涂方式为高温火焰喷涂、等离子喷涂或低速喷雾系统喷涂。

根据本发明的其中一个实施方式，还包括以下步骤：

安装区域选择，利用有限元计算的方式在试验件上选择应变计的安装区域；以及

计算剥离强度，计算试验件上喷涂的各涂层在安装区域上的剥离强度；当剥离强度小于或等于一预设结合强度时，在所选择的安装区域上实施打磨处理和清洗处理；当剥离强度大于涂层的预设结合强度时，重复安装区域选择的步骤而选择新的安装区域，直至剥离强度小于或等于预设结合强度。

根据本发明的其中一个实施方式，还包括以下步骤：

结合强度测试，在与试验件材质相同的一标准件上实施所述的打磨处理、清洗处理、喷涂结合层的步骤，并在结合层上实施所述的喷涂最终涂层的步骤，之后对标准件进行拉断试验而测试标准件上喷涂的各涂层的结合强度；

优化喷涂参数，根据结合强度的测试结果，对各涂层的喷涂参数进行优化调整；以及

依序反复迭代上述步骤，直至结合强度的测试结果满足一预设工艺要求，将最终优化调整的各涂层的喷涂参数固化为应变计安装到试验件时的各涂层的喷涂参数。

由上述技术方案可知，本发明提出的应变计的安装方法的优点和积极效果在于：

本发明提供的应变计的安装方法，通过打磨处理、清洗处理、喷涂结合层、喷涂预先涂层、固定应变计、喷涂覆盖涂层、喷涂最终涂层和高温导线连接等步骤，本发明能够实现在适应600℃以上的高温环境的应变计的安装。再者，利用本发明提出的应变计的安装方法安装的应变计，其安装过程的成功率较高，可操作性强，各涂层的结合强度较佳。再者，通过上述步骤形成的各涂层属于致密涂层，在涂层一致性、稳定性较现有技术有较大提高，抗热冲击的效果明显优于现有技术。另外，本发明能够实现涂层的厚度、均匀度和结合强度等多个参数的优化，其可操作性强，不依靠人为经验，完全根据实测数据。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施方式的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种应变计安装方法的工艺流程图；

图2是依图1示出的应变计安装方法将应变计安装于试验件时的局部侧视图；

图3是根据一示例性实施方式示出的一种应变计安装方法的优化工艺的工艺流程图；

图4是图3示出的应变计安装方法的优化工艺的标准件的局部侧视图。

其中，附图标记说明如下：

100.试验件；

200.结合层；

300.预先涂层；

400.应变计；

410.引脚；

510.第一覆盖涂层；

520.第二覆盖涂层；

600.最终涂层；

700.标准件。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本发明。

在对本发明的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本发明的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本发明的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本发明范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之间”、“之上”、“侧”等来描述本发明的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本发明的范围内。

应变计的安装方法实施方式

参阅图1，图1中代表性地示出了一种应变计的安装方法的工艺流程图。在该示例性实施方式中，本发明提出的应变计的安装方法是以适用于600℃-1000℃的高温应变计安装于航空发动机的例如涡轮叶片一类的试验件的安装方法为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将该应变计的安装方法应用于其他温度环境下的应变计，或应用于在其他类型的试验件上的应变计安装，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本发明提出的应变计的安装方法的原理的范围内。

如图1所示，本发明提出的应变计的安装方法主要包括试验件表面前期处理、应变计固定及涂层实施工艺以及导线连接工艺。其中，试验件表面前期处理可以包括打磨处理和清洗处理，应变计固定及涂层实施工艺可以包括固定应变计和各涂层的喷涂。另外，为了选择较优的安全区域，本发明提出的应变计安装方法还可包括选择安装区域和计算涂层剥离强度并与预设结合强度进行对比的工艺。以下对应变计的安装方法的各主要工艺步骤进行详细说明。

如图1所示，在本实施方式中，本发明提出的应变计的安装方法主要包括打磨处理、清洗处理、喷涂结合层、喷涂预先涂层、固定应变计、喷涂覆盖涂层、喷涂最终涂层以及高温导线连接。配合参阅图2，图2中代表性地示出了依上述应变计的安装方法将应变计安装于试验件时的局部侧视图。以下结合上述附图，对本发明提出的应变计的安装方法的各步骤进行详细说明。

如图1所示，在本实施方式中，本发明提出的应变计的安装方法，用于将适用于600℃-1000℃的应变计(高温应变计)安装到例如航空发动机的涡轮叶片一类的试验件上。其中，上述应变计的安装方法主要包括以下步骤：

打磨处理，对试验件的供应变计安装的安装区域进行打磨，使安装区域的表面粗糙化；

清洗处理，对试验件的安装区域进行清洗；

喷涂结合层，将活性喷涂材料以高温喷涂的方式喷涂在试验件的安装区域，形成结合层；

喷涂预先涂层，将活性喷涂材料以高温喷涂的方式喷涂在结合层上，形成预先涂层；

固定应变计，将应变计固定在预先涂层上，应变计的一表面贴附于预先涂层；

喷涂覆盖涂层，将活性喷涂材料以高温喷涂的方式喷涂在应变计的其余表面和预先涂层的未被应变计遮盖的部分上，形成覆盖涂层；

喷涂最终涂层，将活性喷涂材料以高温喷涂的方式喷涂在覆盖涂层上，形成最终涂层；以及

高温导线连接，将应变计的引脚与高温导线连接。

较佳地，对于上述应变计的安装方法的各主要步骤，本发明提出以下具体安装操作方法或优选参数。

在本实施方式中，对于打磨处理的步骤，可采用吹砂工艺，即可以利用高硬度材质对试验件表面待安装应变计及其高温导线的部分进行吹砂打磨。

具体而言，在本实施方式中，吹砂的砂粒材质的硬度优选为高于试验件表面的硬度，例如白刚玉或金刚砂等。吹砂的砂粒优选为粗砂且进一步优选为砂目为100目以下的粗砂。吹砂压力优选为0.5MPa以上。并且，可通过控制吹砂角度，最终控制试验件表面的粗糙度。如将试验件表面在显微镜下进行观察，则表面的状态应为显露出新鲜的金属表面(试验件为金属材质)。再者，对于吹砂工艺中各参数的选择，还可参考结合强度测试的测试结果进行合理地微调，有关结合强度测试的优化工艺将在之后的内容详细说明，在此不予赘述。

在本实施方式中，对于清洗处理的步骤，可进一步包括以下步骤：

初步清洗，在打磨处理之前，利用清洗液对安装区域进行清洗，再利用干燥的压缩气体对安装区域进行吹扫；以及

再次清洗，在打磨处理之后，利用干燥的压缩气体对安装区域进行吹扫，再利用活性溶剂对安装区域进行清洗。

具体而言，在本实施方式中，对于初步清洗的步骤，可优选地采用丙酮、乙醇一类较易溶解有机物的介质作为清洗液，且可采用冲洗或者超声波清洗的方式对安装区域进行清洗，从而达到去除表面杂质作用。另外，对安装区域的吹扫可采用干燥洁净压缩空气进行吹扫。

再者，在本实施方式中，对于再次清洗的步骤，可优选地采用三氯乙烯、丁酮、三氯乙烷一类能够提高金属活性的介质作为清洗液，且亦可采用冲洗或者超声波清洗的方式对安装区域进行清洗，从而达到提高试验件表面的金属活性的作用。另外，对安装区域的吹扫亦可采用干燥洁净压缩空气进行吹扫。

在本实施方式中，对于喷涂结合层的步骤，可在试验件的表面留出应变计安装及其引脚走线的预留区域后，对预留区域四周利用高温胶布进行粘贴保护。之后，采用喷涂设备(例如高温火焰喷涂、等离子喷涂、低速喷雾系统等高温喷涂设备)对试验件表面进行高温喷涂，喷涂过程中控制喷涂距离、喷射角度、气相参数(例如氧气、乙炔、压缩空气的压力、流量)、结合层的喷涂厚度。

具体而言，在本实施方式中，对于采用高温喷涂的方式喷涂结合层的步骤，结合层的活性喷涂材料可以主要包括高纯度氧化铝或其他能够增强结合力的活性粉末。对于结合层喷涂厚度的控制，优选为在显微镜下观察时结合层刚好覆盖试验件的经吹砂处理后的表面，优选为覆盖约80％-90％的安装区域，且不宜有结合层的涂层颗粒堆积。

另外，在结合层喷涂停止后，可清除结合力不佳和堆积的喷涂颗粒，尤其是位于试验件的圆弧或导角等区域。对于厚度较薄的试验件应额外加入空气冷却降温并采用间断式喷涂，防止试验件过热，具体应结合试验件的材质而确定保护温度。

需说明的是，对于喷涂结合层的步骤，实际上是在应变计安装方法的优化工艺中，经过反复迭代优化而得出的设计，即喷涂结合层能够大幅提升应变计安装的结合效果和成功率。然而，在其他实施方式中，亦可不实施喷涂结合层的步骤，即将预先涂层直接喷涂在安装区域上，并不以本实施方式为限。

在本实施方式中，对于喷涂预先涂层的步骤，可在喷涂结合层后采用相同的材质和喷涂方式继续喷涂，即在结合层上喷涂预先涂层。喷涂过程中应控制预先涂层的厚度和均匀度，如遇试验件的圆弧过渡区域则优选为分多次喷涂。另外，预先涂层的厚度控制可以视涂层对金属的绝缘强度而定，在满足绝缘强度下可尽量做薄。

在本实施方式中，应变计的固定与覆盖涂层的喷涂属于相关联的步骤，则在固定应变计和喷涂覆盖涂层的步骤中，可具体包括以下步骤：

将应变计贴合放置在预先涂层上；

将多条高温胶带横跨粘贴于应变计且两端粘贴于预先涂层，多条高温胶带平行间隔设置，且相邻两条高温胶带之间形成间隙；

在各间隙上喷涂形成第一覆盖涂层；

将高温胶带清除；

在对应于各间隙的第一覆盖涂层上再次粘贴高温胶带；

在再次粘贴的高温胶带之间形成的各间隙上喷涂形成第二覆盖涂层；以及

将再次粘贴的高温胶带清除；

其中，第一覆盖涂层与第二覆盖涂层共同形成一个完整的覆盖涂层。

承上，将应变计放置在预先涂层上，并利用高温胶带将应变计粘贴在预先涂层的步骤即为本实施方式中固定应变计的步骤。同时，此时粘贴的高温胶带为相互平行间隔且横跨于应变计，据此则可结合第一覆盖涂层的喷涂和其后续的步骤共同组成喷涂覆盖涂层的步骤。

具体而言，在本实施方式中，对于固定应变计的步骤，可依照有限元计算结果得出试验件上固定应变计的较佳位置，并在上述位置(已经前期各步骤的处理)固定应变计，并控制丝栅方向及引脚走线方向，保证应变计与试验件的绝缘。另外，由于适用于600℃-1000℃的高温应变计属于带有临时框架且无基底的应变计结构，因此在利用高温胶带固定应变计时，应将应变计尽量贴紧预先涂层。

再者，在本实施方式中，对于喷涂覆盖涂层的步骤，覆盖涂层的两次喷涂均可参考上述结合层或预先涂层的喷涂工艺和参数。

其中，对于第一覆盖涂层的喷涂步骤，其是在第一次粘贴高温胶带后，对显露于上述高温胶带之间空隙处的应变计表面进行喷涂，并可优选地采用高温喷涂的方式，且所形成的第一覆盖涂层覆盖上述空隙处深度的大致80％-90％。第一覆盖涂层是呈横跨于应变计且彼此平行间隔的多个带状分布形态。据此，即使将第一次粘贴的高温胶带撕除，第一覆盖涂层也能够将应变计紧紧地附着于预先涂层之上。对于第二覆盖涂层的喷涂步骤，其是在喷涂第一覆盖涂层、撕除第一次粘贴的高温胶带且在各条第一覆盖涂层上粘贴高温胶带后，对显露于上述多条第一覆盖涂层(即第二次粘贴的高温胶带)空隙处的应变计表面进行喷涂，并亦可优选地采用高温喷涂的方式，且所形成的第二覆盖涂层亦覆盖上述空隙处深度的大致80％-90％。另外，粘贴在第一覆盖涂层上的高温胶带的宽度应小于或等于其所在的第二覆盖涂层的宽度。第二覆盖涂层亦是呈横跨于应变计且彼此平行间隔的多个带状分布形态，且各条第二覆盖涂层是与各条第一覆盖涂层彼此间隔分布。至此，撕除再次粘贴的高温胶带，则各条第一覆盖涂层和各条第二覆盖涂层共同组成覆盖于应变计表面(包括其引脚)的一个完整的覆盖涂层。

承上，在第一覆盖涂层和第二覆盖涂层的喷涂过程中，分两次粘贴的高温胶带实际为分别提供初步固定应变计和遮盖第一覆盖涂层的功能，属于使用后即去除的部分。据此，在本实施方式中，应变计实际上是由第一覆盖涂层和第二覆盖涂层组成的完整的覆盖涂层贴固在预先涂层上。在其他实施方式中，为了适应600℃以上的应用环境，应变计的固定亦可采用其他方式实现，并不以本实施方式为限。

在本实施方式中，对于喷涂最终涂层的步骤，其是在上述覆盖涂层之上喷涂形成最终涂层，最终涂层的喷涂均可参考上述结合层、预先涂层或覆盖涂层的喷涂工艺和参数。喷涂形成的最终涂层完全覆盖在第一覆盖涂层和第二覆盖涂层上，即在弯折的覆盖涂层之上形成一个完整的最终涂层。

需说明的是，对于上述各涂层喷涂步骤中各涂层的工艺参数的选择，还可参考结合强度测试的测试结果进行合理地微调，有关结合强度测试的优化工艺将在之后的内容详细说明，在此不予赘述。

在本实施方式中，当粘贴在第一覆盖涂层上的高温胶带的宽度应小于其所在的第二覆盖涂层的宽度时，喷涂形成的第二覆盖涂层会在对应于相邻的第一覆盖涂层的边缘位置上形成涂层重叠，从而造成覆盖涂层在第一覆盖涂层与第二覆盖涂层的各邻接位置上形成凸起，当最终涂层喷涂覆盖在上述覆盖涂层上时，最终涂层的表面会呈现出相应的凸起。因此，在喷涂最终涂层后，还可对喷涂后的最终涂层进行喷涂后处理，即对最终涂层的表面进行平滑处理，并对最终涂层的棱角部分和边缘部分进行圆滑处理。

对于上述喷涂形成各涂层的步骤中，所形成的涂层均属于致密涂层，且涂层自身已经经过乙炔焰或其他高温介质的灼烧而充分释放了残余应力，故在涂层一致性、稳定性较现有技术有较大提高，抗热冲击的效果要优于现有技术。

在本实施方式中，对于高温导线连接的步骤，可将应变计的引脚紧绕到高温导线上，引脚的缠绕圈数可优选为9-10圈，且留有应力释放环。高温导线应与应变计引脚采用点焊连接，点焊能量及脉冲宽度指标应根据其材料特性和导线粗细而定。另外，对于点焊工艺，应保证点焊牢固、稳定，且优选为使应变计引脚有一定程度熔化但不熔断。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的应变计的安装方法仅仅是能够采用本发明原理的许多种安装方法中的一个示例。应当清楚地理解，本发明的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的安装方法的任何细节或安装方法的任何步骤。

例如，在本实施方式中，本发明提出的应变计的安装方法还可包括以下步骤：

安装区域选择，在打磨处理和清洗处理之前，利用有限元计算的方式在试验件上选择应变计的安装区域；以及

计算剥离强度，计算涂层在所选择的安装区域上的剥离强度；当剥离强度小于或等于涂层的一预设结合强度时，在所选择的安装区域上实施打磨处理和清洗处理；当剥离强度大于涂层的预设结合强度时，重复安装区域选择的步骤，选择新的安装区域。

在本实施方式中，对于安装区域选择的步骤，是针对试验件的工作情况，利用有限元计算等方式在试验件上进行测试点的选择。具体而言，以燃气叶片或者动力涡轮叶片作为试验件为例，可计算试验件的各阶振动模态，找到试验件的对关键几阶模态动应力响应比较敏感的位置，一般是在前三阶模态下动应力水平较大的区域。此时，综合考虑转速、温度、气动载荷等工况，尤其是受到试验件转子本身结构影响，产生的跟转速相关并与模态频率较接近的激励频率。据此确定的测试点不宜有较大的应力集中或者应力梯度，即不能随位置度有较大变化以免因为不同叶片贴片位置的偏差造成较大的数值差异。同时，不宜过于靠近试验件边缘2mm以内的范围，以免无法固定应变计。再者，可根据变形较大的方向确定应变计的安装方向。

在本实施方式中，对于计算剥离强度的步骤，是计算涂层在转速、气动载荷下的剥离强度。其中可主要考虑离心力、气流冲刷力对涂层结合强度的影响。剥离效应不能超过涂层最佳结合强度，否则返回安装区域选择的步骤，重新调整选择测试点位置。

通过上述步骤和工艺，利用本发明提出的应变计的安装方法将应变计400安装到试验件100时的结构大致如图2所示，试验件100表面(基底)依次形成结合层200和预先涂层300，第一覆盖涂层510和第二覆盖涂层520交错设置共同形成完整的覆盖涂层，且应变计400通过该覆盖涂层被固定在预先涂层300上，最终涂层600喷涂覆盖在覆盖涂层上。

综上所述，本发明提供的应变计的安装方法，通过打磨处理、清洗处理、喷涂结合层、喷涂预先涂层、固定应变计、喷涂覆盖涂层、喷涂最终涂层和高温导线连接等步骤，本发明能够实现在适应600℃以上的高温环境的应变计的安装。再者，利用本发明提出的应变计的安装方法安装的应变计，其安装过程的成功率较高，可操作性强，各涂层的结合强度较佳。再者，通过上述步骤形成的各涂层属于致密涂层，在涂层一致性、稳定性较现有技术有较大提高，抗热冲击的效果明显优于现有技术。另外，本发明能够实现涂层的厚度、均匀度和结合强度等多个参数的优化，其可操作性强，不依靠人为经验，完全根据实测数据。

应变计安装方法的优化工艺实施方式

参阅图3，图3中代表性地示出了能够体现本发明的原理的应变计安装方法的优化工艺的工艺流程图。在该示例性实施方式中，本发明提出的应变计安装方法的优化工艺是以适用于600℃-1000℃的高温应变计安装于航空发动机的例如涡轮叶片一类的试验件的安装方法为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将该应变计安装方法的优化工艺应用于其他温度环境下的应变计，或应用于在其他类型的试验件上的应变计安装，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本发明提出的应变计安装方法的优化工艺的原理的范围内。

如图3所示，在本实施方式中，本发明提出的应变计安装方法的优化工艺主要包括打磨和清洗处理、喷涂结合层和预先涂层、喷涂最终涂层等步骤。配合参阅图4，图4中代表性地示出了在上述优化工艺中的标准件的局部侧视图。以下结合上述附图，对本发明提出的应变计安装方法的优化工艺的各步骤进行详细说明。

如图3所示，在本实施方式中，本发明提出的应变计安装方法的优化工艺，用于对将适用于600℃-1000℃的应变计(高温应变计)安装到例如航空发动机的涡轮叶片一类的试验件上的安装方法进行优化。以上述应变计的安装方法的实施方式为例，本发明提出的应变计安装方法的优化工艺主要包括以下步骤：

设置标准件，设置一与待测试的试验件的材质相同的标准件；

打磨和清洗处理，对标准件的供应变计安装的一表面进行打磨，使标准件的该表面粗糙化，并对标准件的该表面进行清洗；

喷涂结合层和预先涂层，将活性喷涂材料逐层喷涂在标准件的该表面，依次形成结合层和预先涂层；

喷涂最终涂层，将活性喷涂材料喷涂在预先涂层上，形成最终涂层；

结合强度测试，测试标准件上喷涂的各涂层的结合强度；

优化喷涂参数，根据结合强度的测试结果，对各涂层的喷涂参数进行优化调整；以及

依序反复迭代上述步骤，直至结合强度的测试结果满足一预设工艺要求，将最终优化调整的各涂层的喷涂参数作为应变计安装到试验件时的各涂层的喷涂参数，固化为应变计安装方法。

较佳地，对于上述应变计安装方法的优化工艺的各主要步骤，本发明提出以下具体工艺或优选参数。

在本实施方式中，对于设置标准件的步骤，可采用与试验件相同的材质制作出标准件，且该标准件的形状可以优选为圆形，即制作一与试验件材质相同的标准圆盘，且该标准圆盘的尺寸与真实的试验件安装应变计所需的安装区域(待安装应变计及其高温导线的部分)的尺寸对应(例如相等或略大于)。

进一步地，在本实施方式中，标准圆盘的直径、厚度和平行度均可进行优化设计，且标准圆盘的边缘优选为保持尖角的结构。

在本实施方式中，对于打磨处理的步骤，可采用吹砂工艺，即可以利用高硬度材质对标准圆盘表面进行吹砂打磨。

具体而言，在本实施方式中，吹砂的砂粒材质的硬度优选为高于标准圆盘表面的硬度，例如白刚玉或金刚砂等。吹砂的砂粒优选为粗砂且进一步优选为砂目为100目以下的粗砂。吹砂压力优选为0.5MPa以上。并且，可通过控制吹砂角度，最终控制标准圆盘表面的粗糙度。如将标准圆盘表面在显微镜下进行观察，则表面的状态应为显露出新鲜的金属表面(标准圆盘为金属材质)。

在本实施方式中，对于清洗处理的步骤，可进一步包括以下步骤：

初步清洗，在对标准件打磨之前，利用清洗液对标准件的该表面进行清洗，再利用干燥的压缩气体对标准件的该表面进行吹扫；以及

再次清洗，在对标准件打磨之后，利用干燥的压缩气体对标准件的该表面进行吹扫，再利用活性溶剂对标准件的该表面进行清洗。

具体而言，在本实施方式中，对于初步清洗的步骤，可优选地采用丙酮、乙醇一类较易溶解有机物的介质作为清洗液，且可采用冲洗或者超声波清洗的方式对标准圆盘表面进行清洗，从而达到去除标准圆盘表面杂质的作用。另外，对标准圆盘表面的吹扫可采用干燥洁净压缩空气进行吹扫。

再者，在本实施方式中，对于再次清洗的步骤，可优选地采用三氯乙烯、丁酮、三氯乙烷一类能够提高金属活性的介质作为清洗液，且亦可采用冲洗或者超声波清洗的方式对标准圆盘表面进行清洗，从而达到提高标准圆盘表面的金属活性的作用。另外，对标准圆盘表面的吹扫亦可采用干燥洁净压缩空气进行吹扫。

在本实施方式中，对于喷涂结合层和预先涂层的步骤，其与打磨和清洗处理的步骤之间的时间间隔优选为小于或等于4h。

在本实施方式中，对于喷涂结合层的步骤，可采用喷涂设备(例如高温火焰喷涂、等离子喷涂、低速喷雾系统等高温喷涂设备)对标准圆盘表面进行高温喷涂，喷涂过程中的工艺参数可依据后期结合强度测试的测试结果仅调整优化。其中，上述工艺参数至少可包括喷涂距离、喷射角度、气相参数(例如氧气、乙炔、压缩空气的压力、流量)、喷射有效持续时间和每一涂层(包括结合层、预先涂层和最终涂层)的厚度和均匀度。

具体而言，在本实施方式中，采用高温喷涂的方式喷涂结合层时，结合层的活性喷涂材料可以主要包括高纯度氧化铝或其他能够增强结合力的活性喷涂材料(其他涂层亦可选择该类活性喷涂材料)。对于结合层喷涂厚度的控制，优选为在显微镜下观察时结合层刚好覆盖标准圆盘的经吹砂处理后的表面，且不宜有结合层的涂层颗粒堆积。

在本实施方式中，对于喷涂预先涂层的步骤，可在喷涂结合层后采用相同的材质和喷涂方式继续喷涂，即在结合层上喷涂预先涂层。喷涂过程中应控制预先涂层的厚度和均匀度。另外，预先涂层的厚度控制可以视涂层对金属的绝缘强度而定，在满足绝缘强度下可尽量做薄。

在本实施方式中，对于喷涂最终涂层的步骤，其是在上述预先涂层之上喷涂形成最终涂层，最终涂层的喷涂均可参考上述结合层、预先涂层或覆盖涂层的喷涂参数。在喷涂最终涂层后，还可对喷涂后的最终涂层进行喷涂后处理，即对最终涂层的表面进行平滑处理，并对最终涂层的棱角部分和边缘部分进行圆滑处理。

在本实施方式中，对于结合强度测试的步骤，可将喷涂上述各涂层后的标准圆盘固定在工装上，且可优选为通过结合强度较高的粘胶粘接在工装上。之后，将标准圆盘和工装置于拉伸试验机上进行拉断，从而测得标准圆盘上喷涂的各涂层的结合强度。

在本实施方式中，对于优化喷涂参数的步骤，是根据上述结合强度测试中测得的标准圆盘上各涂层的结合强度的测试结果，对各涂层的喷涂参数进行优化调整。至此，通过多组标定测试比对，结合强度测试的最终结果将优化吹砂工艺参数和喷涂工艺参数，可以得到适宜该材料高温应变计安装的最佳吹砂和高温喷涂参数。吹砂和喷涂的中间测量结果和优化后的参数经过结合强度测试固定后，可用于真实试验件喷涂量化控制参数。即，依序反复迭代上述各步骤，直至结合强度的测试结果满足一预设工艺要求，将最终优化调整的各涂层的喷涂参数作为应变计安装到试验件时的各涂层的喷涂参数，固化为应变计安装方法。

在本发明提出的应变计安装方法的优化工艺中，在标准件700上通过上述工艺和方法形成的涂层结构大致可参考图4所示，标准件700表面形成结合层200(反复迭代优化过程中可进一步加入预先涂层)，最终涂层600喷涂覆盖在结合层200(或反复迭代优化过程中的预先涂层)上。

综上所述，本发明提供的应变计安装方法的优化工艺，通过在标准件上施以打磨和清洗处理、喷涂结合层和预先涂层、喷涂最终涂层等工艺，能够模拟应变计的安装方法中除固定应变计以外的各个工艺，从而根据对经上述工艺处理后的标准件的各涂层的结合强度测试的测试结果，对各步骤的喷涂工艺参数进行优化设计，从而实现对应变计安装方法的优化。据此，对于应用在600℃以上的温度环境的试验件，特别是航空发动机中的涡轮叶片一类的试验件，本发明能够在不改变试验件表面的应力状态在前提下，实现对应变计安装方法的优化。再者，由于本发明能够在标准件上反复迭代各模拟工艺，从而能够最大程度地优化工艺参数，最大限度提高应变计安装的成功率。另外，本发明能够实现涂层的厚度、均匀度和结合强度等多个参数的优化，其可操作性强，不依靠人为经验，完全根据实测数据。

需说明的是，在上述对应变计安装方法的优化工艺的示例性说明中，针对标准件的表面前期处理(至少包括清洗和打磨处理)和各涂层实施工艺(至少包括结合层、预先涂层、最终涂层的喷涂)等步骤，分别与在应变计在真实的试验件上的安装方法的各对应的步骤相同，且无需实施在应变计的安装方法中有关固定应变计的步骤(亦包括喷涂覆盖涂层的步骤)。

另外，上述有关应变计安装方法的优化工艺，是以本发明提出的应变计的安装方法为基础进行的示例性说明。在其他实施方式中，本发明提出的应变计安装方法的优化工艺亦可应用于对其他类型的应变计安装方法进行优化。例如，对于现有的采用无机胶粘贴应变计的安装方法，亦可利用本发明提出的优化工艺，在标准件上实施现有的基于无机胶的应变计安装方法的各个步骤，并通过结合强度测试对现有的安装方法中喷涂或粘接的各涂层或胶层的结合强度进行测试，从而参考测试结果对安装方法中各步骤的工艺参数进行优化调整，以提升安装的成功率，或达到最佳安装效果。

以上详细地描述和/或图示了本发明提出的应变计的安装方法的示例性实施方式。但本发明的实施方式不限于这里所描述的特定实施方式，相反，每个实施方式的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施方式的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施方式的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。此外，权利要求书及说明书中的术语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。

虽然已根据不同的特定实施例对本发明提出的应变计的安装方法进行了描述，但本领域技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本发明的实施进行改动。

Claims (10)

1.一种应变计的安装方法，用于将应变计安装到试验件上，其特征在于，包括以下步骤：

打磨处理，对试验件的供应变计安装的安装区域进行打磨，使安装区域的表面粗糙化；

清洗处理，对试验件的安装区域进行清洗；

喷涂预先涂层，将活性喷涂材料喷涂在试验件的安装区域，形成预先涂层；

固定应变计，将应变计固定在预先涂层上，应变计的一表面贴附于预先涂层；

喷涂覆盖涂层，将活性喷涂材料喷涂在应变计的其余表面和预先涂层的未被应变计遮盖的部分上，形成覆盖涂层；

喷涂最终涂层，将活性喷涂材料喷涂在覆盖涂层上，形成最终涂层；以及

高温导线连接，将应变计的引脚与高温导线连接。

2.根据权利要求1所述的应变计的安装方法，其特征在于，对试验件的安装区域的打磨是采用吹砂工艺。

3.根据权利要求1所述的应变计的安装方法，其特征在于，清洗处理包括以下步骤：

初步清洗，在打磨处理之前，利用清洗液对安装区域进行清洗，再利用干燥的压缩气体对安装区域进行吹扫；以及

再次清洗，在打磨处理之后，利用干燥的压缩气体对安装区域进行吹扫，再利用活性溶剂对安装区域进行清洗。

4.根据权利要求1所述的应变计的安装方法，其特征在于，固定应变计包括以下步骤：

将应变计贴合放置在预先涂层上；以及

将多条高温胶带横跨粘贴于应变计且两端粘贴于预先涂层，多条高温胶带平行间隔设置，且相邻两条高温胶带之间形成间隙。

5.根据权利要求4所述的应变计的安装方法，其特征在于，喷涂覆盖涂层包括以下步骤：

在各间隙上喷涂形成第一覆盖涂层；

将高温胶带清除；

在对应于各间隙的第一覆盖涂层上再次粘贴高温胶带；

在再次粘贴的高温胶带之间形成的各间隙上喷涂形成第二覆盖涂层；以及

将再次粘贴的高温胶带清除；

其中，第一覆盖涂层与第二覆盖涂层共同形成一个完整的覆盖涂层。

6.根据权利要求5所述的应变计的安装方法，其特征在于，喷涂最终涂层的步骤中，最终涂层是完全覆盖在第一覆盖涂层和第二覆盖涂层上，形成一个完整的最终涂层。

7.根据权利要求6所述的应变计的安装方法，其特征在于，还包括以下步骤：

喷涂后处理，对最终涂层的表面进行平滑处理，并对最终涂层的棱角部分和边缘部分进行圆滑处理。

8.根据权利要求1所述的应变计的安装方法，其特征在于，所述的形成各涂层的各步骤中，活性喷涂材料的喷涂方式为高温火焰喷涂、等离子喷涂或低速喷雾系统喷涂。

9.根据权利要求1～8任一项所述的应变计的安装方法，其特征在于，还包括以下步骤：

安装区域选择，利用有限元计算的方式在试验件上选择应变计的安装区域；以及

计算剥离强度，计算试验件上喷涂的各涂层在安装区域上的剥离强度；当剥离强度小于或等于一预设结合强度时，在所选择的安装区域上实施打磨处理和清洗处理；当剥离强度大于涂层的预设结合强度时，重复安装区域选择的步骤而选择新的安装区域，直至剥离强度小于或等于预设结合强度。

10.根据权利要求1～8任一项所述的应变计的安装方法，其特征在于，还包括以下步骤：

结合强度测试，在与试验件材质相同的一标准件上实施所述的打磨处理、清洗处理、喷涂结合层的步骤，并在结合层上实施所述的喷涂最终涂层的步骤，之后对标准件进行拉断试验而测试标准件上喷涂的各涂层的结合强度；

优化喷涂参数，根据结合强度的测试结果，对各涂层的喷涂参数进行优化调整；以及

依序反复迭代上述步骤，直至结合强度的测试结果满足一预设工艺要求，将最终优化调整的各涂层的喷涂参数固化为应变计安装到试验件时的各涂层的喷涂参数。