用于大尺寸脈沖風(fēng)洞的薄邊金屬膜片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)洞試驗(yàn)裝置，特別是涉及用于大尺寸脈沖風(fēng)洞的薄邊金屬膜片。
【背景技術(shù)】
[0002]大尺寸脈沖風(fēng)洞是一種空氣動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)裝置。它由高壓段、雙膜夾膜機(jī)構(gòu)、低壓段、單膜夾膜機(jī)構(gòu)、噴管和真空試驗(yàn)段組成。在高壓段和低壓段之間是雙膜夾膜機(jī)構(gòu)，用于裝卡兩個(gè)高壓膜片組成中壓段。低壓段與噴管之間是單膜夾膜機(jī)構(gòu)，用于低壓膜片的裝卡，將低壓段和真空段隔開。
[0003]試驗(yàn)過(guò)程中，整個(gè)風(fēng)洞被三個(gè)膜片分成高壓段、中壓段、低壓段和真空段，開始試驗(yàn)時(shí)，壓力達(dá)到需求壓力后，中壓段氣體放空，高壓與低壓段之間沒有中壓段的緩沖，使得高壓膜片瞬間達(dá)到破壞極限，雙高壓膜片破裂，高壓氣流向低壓段并產(chǎn)生激波，激波突破低壓膜片后，氣流進(jìn)入噴管并形成流場(chǎng)，整個(gè)運(yùn)行過(guò)程結(jié)束。目前，大尺寸脈沖風(fēng)洞高壓膜片采用沒有抗拉孔的金屬圓片，試驗(yàn)過(guò)程中，其受力狀態(tài)主要為氣流對(duì)于開片面積上的拉應(yīng)力，試驗(yàn)時(shí)在脈沖拉力的作用下經(jīng)常發(fā)生撕裂和膜片脫落的現(xiàn)象，金屬碎片在高速氣流的作用下可破壞管壁和試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，?yán)重威脅試驗(yàn)的正常進(jìn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型通過(guò)改變膜片的外形結(jié)構(gòu)，增加外部約束，改變膜片受力結(jié)構(gòu)，在不改變夾膜機(jī)構(gòu)夾膜面積的基礎(chǔ)上，避免了脈沖拉力作用下造成的膜片斷裂和脫落，保障試驗(yàn)的安全進(jìn)行。
[0005]本實(shí)用新型提供的一種用于大尺寸脈沖風(fēng)洞的薄邊金屬膜片。包括具有多個(gè)抗拉孔的金屬圓片，所述金屬圓片一側(cè)表面上開設(shè)有未穿透所述金屬圓片的米字溝槽，所述米字溝槽以所述金屬圓片的圓心為交叉點(diǎn)，所述多個(gè)抗拉孔圍繞所述米字溝槽等間距地開設(shè)在同一圓周上，所述抗拉孔孔心到所述金屬圓片圓心的距離與所述金屬圓片半徑之比為
0.9左右。
[0006]優(yōu)選按權(quán)利要求1所述的用于大尺寸脈沖風(fēng)洞的薄邊金屬膜片，其特征在于:所述金屬圓片的直徑為420mm，所述孔心距為380mm。
[0007]優(yōu)選所述米字溝槽為三條相同的直線溝槽，以各自的中點(diǎn)相交叉，相鄰兩溝槽角度間隔為60度，溝槽的深度和寬度由膜片的極限承載能力決定。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是:脈沖風(fēng)洞在試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，破膜后產(chǎn)生的拉應(yīng)力很大，往往造成膜片的撕裂和飛出。出于經(jīng)濟(jì)和占地空間考慮，膜片尺寸不能無(wú)限增大，因此夾膜機(jī)構(gòu)的夾膜面積限制了膜片尺寸，這就造成實(shí)際的摩擦力不足的問題。本實(shí)用新型提供的一種用于大尺寸脈沖風(fēng)洞的薄邊金屬膜片，在保證原有尺寸的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)機(jī)械加工出抗拉孔，通過(guò)改變膜片的外形結(jié)構(gòu)，增加外部約束，改變膜片受力結(jié)構(gòu)，在不改變夾膜機(jī)構(gòu)夾膜面積的基礎(chǔ)上，其受到脈沖拉力作用下不易發(fā)生膜片斷裂和脫落。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是金屬磨片結(jié)構(gòu)圖。
[0010]圖2是金屬膜片局部剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明
[0012]如圖1、2所示，金屬圓片I的半徑為D，厚度為H。本實(shí)施例中，金屬圓片I的直徑為420mm。金屬圓片I上具有等間距均勻分布在同一圓周上的若干個(gè)抗拉孔2和大致米字形分布的溝槽3?？估?的孔心距是380mm，通?？扇】估?的孔心距d與金屬圓片I的半徑D的比值d/D為0.9左右?？仔木嗍侵缚估?的孔心到金屬圓片I的圓心的距離。另外抗拉孔2的分布如圖1所示的角度a均布，根據(jù)抗拉要求可以改變a的角度大小實(shí)現(xiàn)不同個(gè)數(shù)η和分布方式?？估子米靼惭b金屬圓片I的安裝銷孔。溝槽3為相同的三條直線溝槽以其中點(diǎn)相交叉于金屬圓片I的圓心處，分布如圖1所示的角度b = 60度均布，用于誘導(dǎo)破膜，長(zhǎng)度L，寬度h和深度c的選擇根據(jù)承載壓力的要求可以改變。膜片的極限承載能力是根據(jù)所設(shè)計(jì)的大尺寸脈沖風(fēng)洞要求來(lái)決定的，也就是再根據(jù)大尺寸脈沖風(fēng)洞所設(shè)計(jì)的參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)該膜片的材料，厚度，抗拉孔尺寸和溝槽尺寸。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于大尺寸脈沖風(fēng)洞的薄邊金屬膜片，其特征在于:包括具有多個(gè)抗拉孔的金屬圓片，所述金屬圓片一側(cè)表面上開設(shè)有未穿透所述金屬圓片的米字溝槽，所述米字溝槽以所述金屬圓片的圓心為交叉點(diǎn)，所述多個(gè)抗拉孔圍繞所述米字溝槽等間距地開設(shè)在同一圓周上，所述抗拉孔的孔心到所述金屬圓片圓心的距離與所述金屬圓片半徑之比為0.9左右。2.按權(quán)利要求1所述的用于大尺寸脈沖風(fēng)洞的薄邊金屬膜片，其特征在于:所述金屬圓片的直徑為420mm，所述孔心距為380mm。3.按權(quán)利要求1所述的用于大尺寸脈沖風(fēng)洞的薄邊金屬膜片，其特征在于:所述米字溝槽為三條相同的直線溝槽，以各自的中點(diǎn)相交叉，相鄰兩溝槽角度間隔為60度，溝槽的深度和寬度由膜片的極限承載能力決定。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于大尺寸脈沖風(fēng)洞的薄邊金屬膜片。該膜片包括：一個(gè)具有抗拉孔的金屬圓片，其中一側(cè)開有米字形溝槽。該膜片采用金屬板切割成圓形薄片，再經(jīng)過(guò)機(jī)械加工出抗拉孔，在與夾膜機(jī)構(gòu)裝配后，在抗拉空的作用下，將原來(lái)的摩擦力改為抗拉孔對(duì)銷子的拉應(yīng)力。通過(guò)此方法設(shè)計(jì)的膜片抗拉伸能力大幅提高，可有效防止氣流產(chǎn)生的拉伸力帶來(lái)的膜片撕裂和破壞變形。避免了由于夾膜機(jī)構(gòu)尺寸限制，加緊面積不足造成的膜片飛出問題，保護(hù)了脈沖風(fēng)洞管道內(nèi)壁和試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?br>【IPC分類】G01M9/04
【公開號(hào)】CN205228769
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521031795
【發(fā)明人】吳健, 林鍵, 龐建
【申請(qǐng)人】中國(guó)航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年12月11日