專(zhuān)利名稱：石英燈輻射加熱的振動(dòng)試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在高溫?zé)岘h(huán)境下實(shí)現(xiàn)振動(dòng)的試驗(yàn)裝置。特別涉及一種采用石英燈輻射加熱的方式模擬高溫?zé)岘h(huán)境，并在該高溫?zé)岘h(huán)境下實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
在航空、航天領(lǐng)域，隨著飛行器飛行馬赫數(shù)的提高，氣動(dòng)加熱帶來(lái)的熱振耦合現(xiàn)象已成為困擾飛行器設(shè)計(jì)的主要難題。在熱效應(yīng)作用下，飛行器表面溫度急劇上升，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成飛行器結(jié)構(gòu)變形，表面點(diǎn)蝕等現(xiàn)象。高溫會(huì)引起材料彈性模量等物理參數(shù)的改變，不同部位受熱不均所產(chǎn)生的熱應(yīng)力，將對(duì)飛行器結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性產(chǎn)生很大影響。因此在飛行器的設(shè)計(jì)中，考慮熱效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性的影響，在地面實(shí)現(xiàn)高溫?zé)岘h(huán)境下的結(jié)構(gòu)振動(dòng)試驗(yàn)尤為重要。實(shí)現(xiàn)高溫?zé)岘h(huán)境是進(jìn)行熱振動(dòng)試驗(yàn)的前提條件。目前國(guó)內(nèi)外一般采用石英燈、石墨加熱器、電弧燈等熱輻射方式加熱試驗(yàn)件。吳大方等(公開(kāi)號(hào)CN102042870A)設(shè)計(jì)了高速巡航導(dǎo)彈翼面600°C高溫?zé)嵴耨詈显囼?yàn)固有頻率的測(cè)取裝置，采用上下兩列石英燈陣列加熱試件，陶瓷引伸桿傳遞響應(yīng)信號(hào)，用傳統(tǒng)加速度傳感器測(cè)量振動(dòng)信號(hào)。由于加熱裝置處在開(kāi)放的環(huán)境中，與外界有較多的熱流失，存在加熱效率低的缺點(diǎn)。此外，傳感器通過(guò)陶瓷引伸桿間接測(cè)量試件的振動(dòng)響應(yīng)，存在測(cè)試誤差問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服開(kāi)放空間中加熱效率低、熱量流失快的缺點(diǎn)，提供一種封閉式的石英燈輻射加熱方式模擬高溫?zé)岘h(huán)境，并在該高溫?zé)岘h(huán)境下實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的試驗(yàn)裝置。本發(fā)明的另一目的是減少測(cè)量誤差，并可以模擬不同方向的受熱，使模擬效果更符合實(shí)際情況。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)為:包括有箱門(mén)的箱體,箱體上方有觀測(cè)窗,觀測(cè)窗上設(shè)有激光傳感器；箱體內(nèi)部分布有石英燈陣列和熱電偶；箱體下方有一開(kāi)口，振動(dòng)發(fā)生器置于箱體底部，激振頂桿由此開(kāi)口伸入箱體內(nèi)，激振頂桿上方安裝有夾具。進(jìn)一步改進(jìn)，所述的激光傳感器為非接觸式激光傳感器。進(jìn)一步改進(jìn)，所述的箱體外還設(shè)有與石英燈陣列組數(shù)相等的溫度控制器，分別控制各組石英燈陣列的溫度。本發(fā)明的有益效果為:
1、采用全封閉的箱體保存熱量，具有加熱效率高，加熱效果強(qiáng)的特點(diǎn)。2、利用非接觸式的激光傳感器直接測(cè)試高溫?zé)岘h(huán)境下的結(jié)構(gòu)振動(dòng)，減少了測(cè)試誤差。3、每組石英燈陣列用不同的溫度控制器獨(dú)立控制，加熱時(shí)可以模擬不同方向的受熱，與飛行器氣動(dòng)加熱的實(shí)際情況更加吻合。
4、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，可用于熱振耦合條件下的強(qiáng)度校核與模態(tài)試驗(yàn)，為高溫?zé)岘h(huán)境下的結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)提供了地面試驗(yàn)手段，具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。
圖1為石英燈輻射加熱的振動(dòng)試驗(yàn)裝置示意 圖2為耐高溫箱體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施實(shí)例及附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明。圖1所示為本發(fā)明石英燈輻射加熱的振動(dòng)試驗(yàn)裝置一個(gè)實(shí)例示意圖，包括:耐高溫箱體1、非接觸式激光傳感器2、振動(dòng)發(fā)生器3、激振頂桿4和試件夾具5。圖2為圖1中所示的耐高溫箱體結(jié)構(gòu)示意圖。箱體I為長(zhǎng)方體型，設(shè)有箱門(mén)。箱體內(nèi)外表面由高溫不銹鋼材料制成,箱體中間用耐高溫的硅酸鹽纖維隔熱材料填充。箱體上表面有觀測(cè)窗7，觀測(cè)窗鑲嵌耐高溫的石英玻璃。非接觸式激光傳感器2的激光信號(hào)透過(guò)觀測(cè)窗7，以非接觸的方式直接測(cè)試箱體內(nèi)試件的振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)。箱體底部有一開(kāi)口，振動(dòng)發(fā)生器3置于箱體底部，激振頂桿4由此開(kāi)口伸入箱體內(nèi)，對(duì)箱體內(nèi)安裝在夾具5上的試件進(jìn)行激振。箱體內(nèi)側(cè)上表面和左右表面分別安裝若干組石英燈陣列8，當(dāng)箱門(mén)關(guān)閉時(shí)可實(shí)現(xiàn)對(duì)箱體內(nèi)的試件進(jìn)行封閉式加熱。箱體內(nèi)安裝熱電偶6，實(shí)時(shí)測(cè)量箱內(nèi)溫度。石英燈陣列8的加熱溫度和加熱速度由單獨(dú)放置的溫度控制器進(jìn)行控制。每組石英燈陣列由不同的溫度控制器獨(dú)立控制，可以模擬不同方向的受熱。本發(fā)明具體應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種石英燈輻射加熱的振動(dòng)試驗(yàn)裝置，其特征在于:包括有箱門(mén)的箱體(1)，箱體(I)上方有觀測(cè)窗(7)，觀測(cè)窗(7)上設(shè)有激光傳感器(2);箱體(I)內(nèi)部分布有石英燈陣列(8)和熱電偶(6);箱體(I)下方有一開(kāi)口，振動(dòng)發(fā)生器(3)置于箱體底部，激振頂桿(4)由此開(kāi)口伸入箱體內(nèi)，激振頂桿(4 )上方安裝有夾具(5 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英燈輻射加熱的振動(dòng)試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的激光傳感器(2)為非接觸式激光傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英燈輻射加熱的振動(dòng)試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的箱體(I)外還設(shè)有與石英燈陣列(8)組數(shù)相等的溫度控制器，分別控制各組石英燈陣列(8)的溫度。
全文摘要
本發(fā)明為了克服開(kāi)放空間中加熱效率低、熱量流失快的缺點(diǎn)，提供一種封閉式的石英燈輻射加熱方式模擬高溫?zé)岘h(huán)境，并在該高溫?zé)岘h(huán)境下實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的試驗(yàn)裝置。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)為包括有箱門(mén)的箱體，箱體上方有觀測(cè)窗，觀測(cè)窗上設(shè)有激光傳感器；箱體內(nèi)部分布有石英燈陣列和熱電偶；箱體下方有一開(kāi)口，振動(dòng)發(fā)生器置于箱體底部，激振頂桿由此開(kāi)口伸入箱體內(nèi)，激振頂桿上方安裝有夾具。本發(fā)明采用全封閉的箱體保存熱量，加熱效率高，加熱效果強(qiáng)。利用非接觸式的激光傳感器直接測(cè)試高溫?zé)岘h(huán)境下的結(jié)構(gòu)振動(dòng)，減少了測(cè)試誤差。石英燈陣列用不同的溫度控制器獨(dú)立控制，加熱時(shí)可以模擬不同方向的受熱，與飛行器氣動(dòng)加熱的實(shí)際情況更加吻合。
文檔編號(hào)G01M7/02GK103217265SQ20131012026
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月9日
發(fā)明者賀旭東, 崔嵩, 陳懷海 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)
山東科威數(shù)控機(jī)床有限公司銑床官方網(wǎng)站今天是：2024-10-23切換城市[全國(guó)]-網(wǎng)站地圖
專(zhuān)業(yè)數(shù)控銑床產(chǎn)品供應(yīng)商
20年生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)力工廠，精工品質(zhì)，質(zhì)量有保障
