本發(fā)明涉及航空航天結(jié)構(gòu)性能測(cè)試，具體為一種高速飛行器結(jié)構(gòu)力熱耦合性能測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、高速飛行器在服役過程中面臨嚴(yán)酷的氣動(dòng)熱力載荷，因此對(duì)其結(jié)構(gòu)的耐溫性能和承載性能提出了更高的要求，為確保其在飛行狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)安全，需要通過地面試驗(yàn)?zāi)M力熱載荷環(huán)境，預(yù)先測(cè)試結(jié)構(gòu)力熱耦合性能，為了精確評(píng)估和測(cè)試飛行器結(jié)構(gòu)的效能，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)力熱耦合性能測(cè)試的試驗(yàn)系統(tǒng)至關(guān)重要。為了模擬結(jié)構(gòu)的真實(shí)服役環(huán)境，試驗(yàn)的熱載荷需覆蓋結(jié)構(gòu)整個(gè)表面，即需要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行四面加熱，且應(yīng)當(dāng)設(shè)置一定的溫度梯度，同時(shí)為了模擬復(fù)雜力熱耦合工況，還需要設(shè)置不同的加載方式，傳統(tǒng)的試驗(yàn)系統(tǒng)大多存在如下幾個(gè)問題：1.僅能進(jìn)行單面加熱，無(wú)法模擬四面環(huán)繞式、大溫度梯度的熱載荷；2.僅能進(jìn)行環(huán)境溫度為1000℃及以下的熱加載試驗(yàn)，難以模擬高速飛行器服役時(shí)的真實(shí)環(huán)境溫度；3.難以實(shí)現(xiàn)高量級(jí)力載荷和熱載荷的聯(lián)合加載。

2、為此，我們提出一種高速飛行器結(jié)構(gòu)力熱耦合性能測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種高速飛行器結(jié)構(gòu)力熱耦合性能測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種高速飛行器結(jié)構(gòu)力熱耦合性能測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)，應(yīng)用于工形梁，包括底座，所述底座的頂部安裝有多個(gè)升降導(dǎo)軌，所述升降導(dǎo)軌的頂部安裝有加熱爐組件；

3、所述底座的頂部可拆式安裝有多個(gè)三角架，所述三角架的頂部安裝有固定板，所述固定板的中部開設(shè)有圓孔，所述圓孔的正下方設(shè)置有作動(dòng)器，且作動(dòng)器可拆式安裝在底板上；

4、所述固定板的頂部可拆式安裝有支撐柱，所述支撐柱的頂部安裝有支撐板，所述支撐板的底部可拆式安裝有側(cè)板，所述側(cè)板的底部安裝有圓柱夾頭，側(cè)板的端部安裝有夾片；

5、所述側(cè)板的內(nèi)部安裝有紫銅水冷管道，且紫銅水冷管道纏繞在支撐柱外表面。

6、進(jìn)一步地，所述加熱爐組件包括爐體，所述爐體的截面形狀設(shè)置為方形，且爐體的頂部設(shè)置有光學(xué)玻璃觀察窗，且光學(xué)玻璃觀察窗的頂部設(shè)置有采集鏡頭。

7、進(jìn)一步地，所述爐體的內(nèi)部四面?zhèn)缺谏暇惭b有多個(gè)石英燈加熱管，且多個(gè)石英燈加熱管均勻排布。

8、進(jìn)一步地，所述升降導(dǎo)軌的數(shù)量為四個(gè)，四個(gè)升降導(dǎo)軌分別位于爐體的四角，且升降導(dǎo)軌的內(nèi)部安裝有絲桿，所述爐體的四角均固定有與絲桿相適配的螺母套。

9、進(jìn)一步地，所述三角架的數(shù)量為四個(gè)，四個(gè)三角架之間均安裝有加強(qiáng)梁，且四個(gè)三角架均通過螺栓可拆式安裝在底座上，底座上開設(shè)有多個(gè)與螺栓相適配的安裝孔。

10、進(jìn)一步地，所述作動(dòng)器通過螺栓可拆式安裝在底座上。

11、進(jìn)一步地，所述支撐柱的數(shù)量設(shè)置為四個(gè)，且支撐柱的頂部通過螺栓與支撐板連接，支撐柱底部通過螺栓與固定板連接。

12、進(jìn)一步地，所述側(cè)板、圓柱夾頭、夾片的數(shù)量均設(shè)置為兩個(gè)，且圓柱夾頭、夾片以支撐板中心為對(duì)稱軸，左右對(duì)稱布設(shè)。

13、進(jìn)一步地，所述側(cè)板通過螺栓將圓柱夾頭安裝在支撐板上。

14、進(jìn)一步地，所述夾片的中部開設(shè)有夾槽，且圓柱夾頭的底部設(shè)置為圓弧面。

15、本發(fā)明至少具備以下有益效果：

16、1.本發(fā)明通過設(shè)置的加熱爐組件能夠?qū)υ嚰M(jìn)行分區(qū)域、大溫度梯度加熱或進(jìn)行四面環(huán)繞式加熱，且通過設(shè)置的升降導(dǎo)軌還能夠帶動(dòng)爐體在升降導(dǎo)軌上進(jìn)行上下移動(dòng)，從而調(diào)整高度以適應(yīng)不同的加熱需求。

17、2.本發(fā)明通過設(shè)置的采集鏡頭，能夠非接觸式的采集試件測(cè)試圖像數(shù)據(jù)，克服了高溫環(huán)境下難以完成接觸式測(cè)量的問題。

18、3.本發(fā)明既可實(shí)現(xiàn)對(duì)試件的單點(diǎn)載荷，也可實(shí)現(xiàn)對(duì)試件的分布式載荷。

19、4.本發(fā)明可以對(duì)典型結(jié)構(gòu)試樣進(jìn)行熱力加載，且整個(gè)發(fā)明為自平衡系統(tǒng)，對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)地的要求較低。

20、5.本發(fā)明中底座上布設(shè)有多個(gè)安裝孔，可通過改變側(cè)板及圓柱夾頭的布置形式來適應(yīng)不同尺寸的試件，同時(shí)保證圓柱夾頭及夾片夾持試件的穩(wěn)定性。

21、6.本發(fā)明可在高溫穩(wěn)定控制的同時(shí)，同步完成加載。

22、7.本發(fā)明通過設(shè)置的紫銅水冷管道保證整個(gè)系統(tǒng)在工作過程中穩(wěn)定，且本發(fā)明成本低，使用簡(jiǎn)單、穩(wěn)定。

23、當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種高速飛行器結(jié)構(gòu)力熱耦合性能測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)，應(yīng)用于工形梁，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)的頂部安裝有多個(gè)升降導(dǎo)軌(2)，所述升降導(dǎo)軌(2)的頂部安裝有加熱爐組件(3)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速飛行器結(jié)構(gòu)力熱耦合性能測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述加熱爐組件(3)包括爐體(31)，所述爐體(31)的截面形狀設(shè)置為方形，且爐體(31)的頂部設(shè)置有光學(xué)玻璃觀察窗，且光學(xué)玻璃觀察窗的頂部設(shè)置有采集鏡頭(14)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高速飛行器結(jié)構(gòu)力熱耦合性能測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述爐體(31)的內(nèi)部四面?zhèn)缺谏暇惭b有多個(gè)石英燈加熱管(32)，且多個(gè)石英燈加熱管(32)均勻排布。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高速飛行器結(jié)構(gòu)力熱耦合性能測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述升降導(dǎo)軌(2)的數(shù)量為四個(gè)，四個(gè)升降導(dǎo)軌(2)分別位于爐體(31)的四角，且升降導(dǎo)軌(2)的內(nèi)部安裝有絲桿，所述爐體(31)的四角均固定有與絲桿相適配的螺母套。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高速飛行器結(jié)構(gòu)力熱耦合性能測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述三角架(4)的數(shù)量為四個(gè)，四個(gè)三角架(4)之間均安裝有加強(qiáng)梁，且四個(gè)三角架(4)均通過螺栓可拆式安裝在底座(1)上，底座(1)上開設(shè)有多個(gè)與螺栓相適配的安裝孔(15)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高速飛行器結(jié)構(gòu)力熱耦合性能測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述作動(dòng)器(7)通過螺栓可拆式安裝在底座(1)上。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高速飛行器結(jié)構(gòu)力熱耦合性能測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述支撐柱(8)的數(shù)量設(shè)置為四個(gè)，且支撐柱(8)的頂部通過螺栓與支撐板(9)連接，支撐柱(8)底部通過螺栓與固定板(5)連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速飛行器結(jié)構(gòu)力熱耦合性能測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述側(cè)板(10)、圓柱夾頭(11)、夾片(12)的數(shù)量均設(shè)置為兩個(gè)，且圓柱夾頭(11)、夾片(12)以支撐板(9)中心為對(duì)稱軸，左右對(duì)稱布設(shè)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種高速飛行器結(jié)構(gòu)力熱耦合性能測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述側(cè)板(10)通過螺栓將圓柱夾頭(11)安裝在支撐板(9)上。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種高速飛行器結(jié)構(gòu)力熱耦合性能測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述夾片(12)的中部開設(shè)有夾槽(16)，且圓柱夾頭(11)的底部設(shè)置為圓弧面。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種高速飛行器結(jié)構(gòu)力熱耦合性能測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)，涉及航空航天結(jié)構(gòu)性能測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明應(yīng)用于工形梁，包括底座，底座的頂部安裝有多個(gè)升降導(dǎo)軌，升降導(dǎo)軌的頂部安裝有加熱爐組件；底座的頂部可拆式安裝有多個(gè)三角架，三角架的頂部安裝有固定板，固定板的中部開設(shè)有圓孔，圓孔的正下方設(shè)置有作動(dòng)器。本發(fā)明通過設(shè)置的加熱爐組件能夠?qū)υ嚰M(jìn)行分區(qū)域、大溫度梯度加熱或進(jìn)行四面環(huán)繞式加熱，且通過設(shè)置的升降導(dǎo)軌還能夠帶動(dòng)爐體在升降導(dǎo)軌上進(jìn)行上下移動(dòng)，從而調(diào)整高度以適應(yīng)不同的加熱需求，且底座上布設(shè)有多個(gè)安裝孔，可通過改變側(cè)板及圓柱夾頭的布置形式來適應(yīng)不同尺寸的試件，同時(shí)保證圓柱夾頭及夾片夾持試件的穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：張大海,吳可思,費(fèi)慶國(guó),陸方舟,張培偉,陳強(qiáng),李彥杰,荊瑞,劉宜斌,李彥斌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10