热、声、振的综合应力模拟试验装置的制作方法

本发明属于环境试验和航空航天交叉技术领域，具体来说，本发明主要涉及可同时模拟热、声、振动三种应力的综合应力试验装置。

背景技术：

在航空领域，随着推重比和工作效率的不断提高，航空发动机向着高温、高压、高转速方向发展，其内部结构件的工作环境也越来越严酷，承受较大的热应力、振动应力和噪声应力。其中，热、声、振三种应力之间存在复杂的耦合作用，例如，热应力会导致航空发动机中叶片材料软化、热变形，进而影响振动的谐振频率、疲劳极限等，比较特别的是噪声应力会在有些谐振频率下与振动应力发生耦合、导致共振或颤振，有些极端情况下会产生较大的破坏性。

然而，在航天领域，高超音速飞行器中的薄壁结构件、火箭发动机喷口薄壁件等均不同程度存在热、声、振多应力的耦合环境。综上所述，设计可以同时模拟热声振应力的试验系统对于验证和评估众多航空航天产品可靠性和寿命非常重要。

热声振综合应力试验系统设计的主要的技术难题就在于如何合理地同时施加热声振三种应力，尤其要充分考虑高强量级应力(主要是高温)对应力激发设备、传感器设备以及高强噪音对环境的不良影响。例如高温不仅可能会对扬声器的纸盆、振膜、磁铁磁性带来破坏，还可能会对激光测振仪(振动位移传感器)、声强计(噪声传感器)等测量传感器带来影响；另外，要避免高强噪音可能对试验操作人员的听力造成伤害。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种热、声、振综合应力模拟试验装置，可同时模拟热应力、噪声应力、振动应力。本发明的核心侧重于对体现三种应力交互的试验装置硬件、空间位置和连接关系的设计，而配套的控制软硬件装置、传感器装置等不是本发明的核心，可沿用常规技术，因此发明不再详细阐述。

本发明采用了如下的技术方案：

热声振的综合应力模拟试验装置，包括振动部分、隔音部分、热声部分，其中，振动部分主要包括作为整个试验装置支撑的基座和其上设置的振动台；隔音部分主要包括箱体、箱门、观察窗、堵头，所述箱体底部有个孔洞，容许所述振动台穿过并包围在箱体和箱门形成的密闭空间内，以进行隔音和隔热，其中箱门上设置有观察窗且侧壁上具有用于通过线缆的孔洞，被弹性材料构成的堵头封严；热声部分主要包括扬声器、吸盘、红外灯阵、水平轴、把手、连接头、竖直轴，其中，扬声器通过吸盘固定在箱体内的底面上且不与工作状态下的振动台发生干涉，连接头起到调节并固定竖直轴和水平轴之间连接点位置和相对角度的作用，进而起到调节竖直轴底部固连的红外灯阵的位置和辐射角度，水平轴穿过箱体侧壁，通过箱体外的把手旋转或移动水平轴，间接起到调节红外灯阵位置和辐射角度的作用。

其中，观察窗由透明材料封严。

其中，水平轴通过光孔连接或螺纹连接方式的穿过箱体侧壁。

其中，所述堵头为一套或多套。

其中，红外灯阵、水平轴、把手、连接头、竖直轴为一套或多套。

其中，所述水平轴和所述竖直轴中的“水平”和“竖直”仅代表两个轴的相对关系，并不代表限定所述水平轴只能为水平的，也不代表限定所述竖直轴只能为竖直的。

其中，所述吸盘通过磁性或大气压或螺接方式连接在所述箱体底面上。

其中，所述透明材料可以是玻璃。

其中，所述箱体底面和所述振动台之间的间隙通过同时固连在所述箱体底面和所述振动台的柔性材料进行封堵。

其中，所述箱体和所述箱门之间通过密封材料起到隔音作用。

本发明与现有技术相比，具有如下突出实质性特点和显著优点：

本发明可同时模拟热应力、噪声应力、振动应力；加热方式为红外灯局部加热，可以避免对扬声器、传感器等的不良影响；箱体结构一方面起到隔音作用，一方面也有一定的保温作用；水平轴、竖直轴、连接头、把手等结构方便调节红外灯阵的位置和辐射角度，且在结构上与箱体融为一体。

附图说明

图1是本发明实施例1的某一个角度的外观示意图；

图2是本发明实施例1另一个角度的外观示意图；

图3是本发明实施例1隐藏箱门和观察窗后的结构示意图；

图4是本发明实施例1中红外灯阵的位置和辐射角度调节装置示意图。

图中：10-基座；11-振动台；20-箱体；20a-箱体底面；21-箱门；22-观察窗；23-堵头；30-扬声器；31-吸盘；32-红外灯阵；33-水平轴；34-把手；35-连接头；35a-水平轴夹持块；35b-竖直轴夹持块；35c-紧固螺钉；36-竖直轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的原理、结构、特点进行进一步的说明。

参见图1，图1显示了本发明实施例1的某一个角度的外观示意图；图2是本发明实施例1另一个角度的外观示意图；其中，从外观来看，本发明的热声振综合应力模拟试验装置，包括振动部分、隔音部分、热声部分。其中，振动部分主要包括基座10和支撑在基座10上方的振动台11(图1-2中未示出)，隔音部分主要包括方形的箱体20、箱门21、观察窗22、堵头23以及穿设在箱体侧壁上的把手34。振动台11通过箱体20底部的孔容纳在箱体底部上，其中，箱体底面和所述振动台11之间的间隙通过同时固连在所述箱体底面和所述振动台11的柔性材料进行封堵。

参见图3，图3显示了本发明实施例1隐藏箱门和观察窗后的结构示意图；具体来说，振动部分主要包括基座10和振动台11，隔音部分主要包括箱体20、箱门21、观察窗22、堵头23，热声部分主要包括扬声器30、吸盘31、红外灯阵32、水平轴33、把手34、连接头35、竖直轴36。其中，所述连接头35由水平轴夹持块35a；竖直轴夹持块35b；紧固螺钉35c组成，所述水平轴33与所述水平轴夹持块35a通过光孔方式配合，所述竖直轴36与所述竖直轴夹持块35b也通过光孔方式配合，而所述紧固螺钉35c在调整好所述水平轴33与所述竖直轴36之间的相对位置和角度后进行拧紧操作，通过摩擦力作用所述水平轴33与所述竖直轴36。所述基座10为整个装置提供支撑，并为所述振动台11提供保护。所述箱体20底部有个孔洞，可以容许所述振动台11穿过。所述箱体20和所述箱门21形成一个密闭空间，起到隔音、隔热作用，其中所述箱门21上有透明玻璃封严的所述观察窗22。所述箱体20的侧壁上用于通过线缆的孔洞被海绵材料构成的所述堵头23封严。所述扬声器30通过所述吸盘31通过大气压原理吸附在箱内底面20a上，且不与工作状态下的所述振动台11发生干涉，吸盘31可通过磁性原理或大气压原理或螺接方式连接在所述箱体底面20a上。所述红外灯阵32与所述竖直轴36固连，所述竖直轴36通过所述连接头35与所述水平轴33连接，所述连接头起到调节并固定所述竖直轴36和所述水平轴33之间连接点位置和相对角度的作用，进而起到调节红外灯阵32位置和辐射角度的作用。所述水平轴33通过光孔连接或螺纹连接方式穿过所述箱体20侧壁，可通过箱体外的所述把手34旋转或移动所述水平轴33，可以间接起到调节红外灯阵32位置和辐射角度的作用。所述堵头23可为两套，对称分布在所述箱体20的两个侧壁上。

具体地，图4显示了本发明实施例1中红外灯阵的位置和辐射角度调节装置示意图。其中，所述红外灯阵32、水平轴33、把手34、连接头35、竖直轴36可为两套，其中所述2个水平轴33分别穿过所述箱体20的两个侧壁。所述箱体底面20a和所述振动台11之间的间隙通过同时固连在所述箱体底面20a和所述振动台11的橡胶材料进行封堵。所述箱体20和所述箱门21之间的通过橡胶材料起到隔音作用。

尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。