一种跨音速试验段削波壁板装置的制作方法

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一种跨音速试验段削波壁板装置的制造方法

本发明涉及的是风洞试验设备,具体涉及一种跨音速试验段削波壁板装置。



背景技术:

跨音速风洞中,试验段为半开半闭的通气壁,外面有驻室,试验段中的部分流量进入驻室,目的是解决产生跨音速流的几个问题:风洞堵塞、产生均匀的低超音速流动、减少或消除亚音速洞壁干扰、减少或消除激波反射的影响。经过试验和研究,若试验段采用开孔或开槽的通气壁板,并且开的合适,这四个问题都可以解决。但不同的试验所要求的开孔或开槽的情况也不相同,这就需要针对不同的试验,改变壁板的透气率。最初的办法是更换壁板的方法实现,之后有了双层壁板的设计,壁板上开孔,接触流场的壁板不动,外层壁板错动,改变孔的通气面积,从而改变整块壁板的透气率,但是一同改变,不能根据流场的各段分别调整。而且现有的结构存在串流,壁板产生噪音影响流场,错动板移动的精度低。



技术实现要素:

基于以上不足之处,本发明提供一种跨音速试验段削波壁板装置,能够精细调节各区域的透气率,以满足不同的试验需求。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:

一种试验段削波壁板装置,包括壁板框架、内层板、错动板、驱动机构、错动板位置反馈系统、压紧机构和导向机构;所述壁板框架包括纵肋和横肋,纵肋表面高于横肋表面,纵肋与横肋通过焊接相连接;所述驱动机构包括支撑轴、法兰、电动缸、耳座、摆臂、拉杆座和拉杆;耳座固定连接于壁板框架的横肋上,电动缸内部集成伺服电机,电动缸前端通过第一销轴铰接于摆臂上,电动缸后端通过第二销轴铰接于耳座上,摆臂下端通过第四销轴与拉杆相连接,拉杆通过第三销轴铰接于拉杆座上,拉杆座通过螺栓和销、固定连接于错动板上,支撑轴穿过摆臂中部,二者通过锥销固定,螺母连接于锥销小直径端;支撑轴两端设有法兰,法兰通过圆柱销和螺钉固定连接于壁板框架的纵肋上;电动缸输出端伸出或收回,带动摆臂绕支撑轴转动,支撑轴通过拉杆拉动拉杆座和错动板一起移动。

所述错动板位置反馈系统包括光栅尺、读数头、读数头安装座和基板;光栅尺固定连接于基板上,基板固定连接于错动板上,读数头固定安装于读数头安装座上,读数头安装座固定连接于壁板框架的纵肋上。

所述压紧机构包括端盖、压紧弹簧、L型固定座、套筒、轴承、压板、承力轴、传力臂和压轮;所述L型固定座固定连接于壁板框架的纵肋侧面上,承力轴固定连接于L型固定座一侧,L型固定座另一侧上开有圆孔,孔的轴线与承力轴的轴线垂直,圆孔内安装有套筒,套筒内部底面为平面,套筒外部底面为球面,该球面与传力臂上端相接触,传力臂为L型,转折处设有开孔,承力轴从孔内穿过,传力臂另一端安装有轴承和压轮,套筒内部放置有压紧弹簧,自然状态下压紧弹簧长于套筒深度,端盖固定连接于L型固定座,压板固定连接于错动板上。

所述内层板为金属板,其表面按规律分布圆孔,圆孔内嵌有薄金属片,内层板通过螺钉固定连接于纵肋上。

所述错动板通过压紧机构与内层板紧密贴合,壁板框架与错动板分布于内层板同侧,错动板上分布有与内层板相同的圆孔。

所述导向机构包括导向座、挡圈、开口销和导向柱,导向柱一端塞入内层板指定孔内,二者采用过盈配合,导向柱上端安装有挡圈和开口销,错动板上开有凹槽,导向座安装于错动板的凹槽内,错动板通过导向座和导向柱在内层板表面直线滑动。

本发明的有益效果和优点是:

系统精度高,伺服驱动系统配合高精度的位置反馈系统,能够准确控制错动板的位置,精确控制不同区域的通气面积,从而精确调整试验段内的流场,以适应不同Ma数、不同模型的试验,壁板具备降噪功能,压紧机构及导向机构辅助限定错动板的移动,错动板的位移偏差能够控制在0.1mm内,能够精准满足不同试验的削波要求。

附图说明

图1是削波壁板装置的俯视图;

图2是削波壁板装置的A-A剖视图;

图3是削波壁板装置的B-B剖视图;

图4是削波壁板装置的C-C剖视图;

图5是削波壁板装置的D-D剖视图;

图6是削波壁板装置的E-E剖视图。

具体实施方式

下面根据说明书附图举例对本发明做进一步说明:

实施例1

参见附图1~6所示,一种试验段削波壁板装置,包括壁板框架、内层板28、错动板29、驱动机构、错动板位置反馈系统、压紧机构和导向机构;所述壁板框架包括纵肋4和横肋6,纵肋4表面高于横肋6表面,纵肋4与横肋6通过焊接相连接;所述驱动机构包括支撑轴1、法兰2、电动缸3、耳座5、摆臂7、拉杆座12和拉杆14;耳座5固定连接于壁板框架的横肋6上,电动缸3内部集成伺服电机,电动缸3前端通过第一销轴8铰接于摆臂7上,电动缸3后端通过第二销轴9铰接于耳座5上,摆臂7下端通过第四销轴15与拉杆14相连接,拉杆14通过第三销轴13铰接于拉杆座12上,拉杆座12通过螺栓10和销11固定连接于错动板29上,支撑轴1穿过摆臂7中部,二者通过锥销33固定,螺母36连接于锥销33小直径端;支撑轴1两端设有法兰2,法兰2通过圆柱销34和螺钉35固定连接于壁板框架的纵肋4上,所有销轴都通过挡圈31和开口销32锁止;电动缸3输出端伸出或收回,带动摆臂7绕支撑轴1转动,支撑轴1通过拉杆14拉动拉杆座12和错动板29一起移动,从而改变错动板29和内层板28通孔的流通面积。

所述错动板位置反馈系统包括光栅尺40、读数头41、读数头安装座42和基板44;光栅尺40固定连接于基板44上,基板44固定连接于错动板29上,读数头41固定安装于读数头安装座42上,读数头安装座42固定连接于壁板框架的纵肋4上,错动板29移动时,光栅尺40和读数头41之间形成相对移动,反馈错动板29的准确位置。

所述压紧机构包括端盖17、压紧弹簧18、L型固定座19、套筒20、轴承21、压板23、承力轴24、传力臂25和压轮27;所述L型固定座19固定连接于壁板框架的纵肋4侧面上,承力轴24固定连接于L型固定座19一侧,L型固定座19另一侧上开有圆孔,孔的轴线与承力轴24的轴线垂直,圆孔内安装有套筒20,套筒20内部底面为平面,套筒20外部底面为球面,该球面与传力臂25上端相接触,传力臂25为L型,转折处设有开孔,承力轴24从孔内穿过,传力臂25另一端安装有轴承21和压轮27,套筒20内部放置有压紧弹簧18,自然状态下压紧弹簧18长于套筒20深度,端盖17固定连接于L型固定座19,压板23固定连接于错动板29上。压板23要有足够的长度,以确保错动板29移动范围内,压轮27不会从压板23上掉下去,压紧弹簧18产生的力通过传力臂25、压轮27、压板23传递到错动板29上,使错动板29与内层板28紧密贴合。

所述内层板28为表面按规律分布圆孔的金属板,圆孔内嵌有薄金属片,内层板28通过螺钉固定连接于纵肋4上。

所述错动板29通过压紧机构与内层板28紧密贴合,壁板框架与错动板29分布于内层板28同侧,错动板29上分布有与内层板28相同的圆孔。

所述导向机构包括导向座40、挡圈47、开口销48和导向柱49,导向柱49一端塞入内层板28指定孔内,二者采用过盈配合,导向柱49上端安装有起限位作用的挡圈47和开口销48,错动板29上开有凹槽,导向座40安装于错动板29的凹槽内,错动板29通过导向座40和导向柱49在内层板28表面直线滑动。

实施例2

本发明的工作过程及原理为:

风洞试验开始后,气流流过试验段,试验段内外会有一定的压差,当压差产生的力足以将错动板29推离内层板28时,均匀分布的一组压紧机构抵销压差产生的力,试验过程中,两层板始终保持贴合状态。内层板28与错动板29的孔全部或部分连通时,部分气流流经壁板上的孔进入驻室,内层板28孔内所设的薄金属片对气流降噪。根据试验需求,控制相应区域的驱动机构摆臂转动,通过拉杆14拉动拉杆座12和错动板29,移动错动板29的位置,随着错动板29向上游或是下游移动,孔的通气面积逐渐减小,通气面积能够减少到零,壁板形成实壁。不同位置的错动板29可单独移动,从而改变相应位置的通气面积。不同区域的通气面积实时作高精度调节,更充分地满足不同流速、模型角度等试验需求。位置反馈系统能够实时反馈错动板29的精确位置,并将信号传递给伺服驱动系统,更精准地校正错动板29的位置,提升控制壁板通气面积的精准度,从而达到精确调控流场的目标。

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