一種熱環(huán)境下動(dòng)響應(yīng)傳遞特性試驗(yàn)的耐高溫落錘裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種熱環(huán)境下動(dòng)響應(yīng)傳遞特性試驗(yàn)的耐高溫落錘裝置，其特征在于：包括安裝板、錘頭支座、支座連接桿、錘頭；所述支座連接桿一端與所述安裝板上表面可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，另一端與所述錘頭支座固定；所述錘頭設(shè)置在所述錘頭支座一端，錘頭軸線與所述支座連接桿軸線垂直；還包括一端固定在所述安裝板上表面的遠(yuǎn)程控制線支架，所述遠(yuǎn)程控制線支架的另一端開(kāi)有支架開(kāi)口；還包括一端固定在所述支座連接桿上，另一端穿過(guò)所述支架開(kāi)口并繼續(xù)延伸的遠(yuǎn)程控制線。本實(shí)用新型的耐高溫落錘裝置克服高溫的影響，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、規(guī)模小，使用靈活方便不會(huì)與加熱系統(tǒng)產(chǎn)生干涉。
【專利說(shuō)明】一種熱環(huán)境下動(dòng)響應(yīng)傳遞特性試驗(yàn)的耐高溫落錘裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及飛行器或其他結(jié)構(gòu)受熱部件在熱環(huán)境下的試驗(yàn)領(lǐng)域，具體涉及一種熱環(huán)境下動(dòng)響應(yīng)傳遞特性試驗(yàn)的耐高溫落錘裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著滑翔飛行器研制的不斷推進(jìn)，飛行器飛行的馬赫數(shù)越來(lái)越高，其關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的溫度在氣動(dòng)熱作用下升高幅度很大，為了研究受熱結(jié)構(gòu)在高溫下的動(dòng)力學(xué)傳遞特性，必須進(jìn)行受熱結(jié)構(gòu)在高溫環(huán)境下的動(dòng)響應(yīng)傳遞特性試驗(yàn)，而在熱環(huán)境動(dòng)響應(yīng)傳遞特性試驗(yàn)中需要解決的一個(gè)難題是對(duì)高溫下的試驗(yàn)件進(jìn)行一定量值的瞬態(tài)落錘激振，并且需要控制和測(cè)量落錘敲擊試驗(yàn)件時(shí)的加速度幅值和沖擊時(shí)間。經(jīng)查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)專利和資料，沒(méi)有與耐高溫落錘裝置相關(guān)的專利和文獻(xiàn)資料，經(jīng)過(guò)調(diào)研得知，由于環(huán)境溫度較高的動(dòng)響應(yīng)傳遞特性試驗(yàn)的難度較大，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行的此類試驗(yàn)很少，現(xiàn)有普通落錘裝置的結(jié)構(gòu)形式和沖擊模式比較固定，不適用于帶有加熱系統(tǒng)的動(dòng)響應(yīng)傳遞特性試驗(yàn)，加熱系統(tǒng)和落錘之間在結(jié)構(gòu)上會(huì)相互干涉，并且熱環(huán)境下的動(dòng)響應(yīng)傳遞特性試驗(yàn)需要不同的沖擊時(shí)間，這對(duì)錘頭材料的要求較高，錘頭的材料既要具有較高的耐熱性能還需要具有滿足要求的阻尼，而現(xiàn)有的落錘錘頭一般為金屬、尼龍和橡膠材料，針對(duì)不同的沖擊時(shí)間選用不同的材料，但是尼龍和橡膠材料不能經(jīng)受高溫。因此現(xiàn)有的落錘裝置存在明顯不足，不能有效完成熱環(huán)境下對(duì)試驗(yàn)件的瞬態(tài)落錘激振。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種采用遠(yuǎn)程控制的方式克服高溫的影響，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、規(guī)模小，使用靈活方便不會(huì)與加熱系統(tǒng)產(chǎn)生干涉的熱環(huán)境下動(dòng)響應(yīng)傳遞特性試驗(yàn)的耐高溫落錘裝置。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為，一種熱環(huán)境下動(dòng)響應(yīng)傳遞特性試驗(yàn)的耐高溫落錘裝置，其特征在于:包括安裝板、錘頭支座、支座連接桿、錘頭；
[0005]所述支座連接桿一端與所述安裝板上表面可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，另一端與所述錘頭支座固定；所述錘頭設(shè)置在所述錘頭支座一端，錘頭軸線與所述支座連接桿軸線垂直；
[0006]還包括一端固定在所述安裝板上表面的遠(yuǎn)程控制線支架，所述遠(yuǎn)程控制線支架的另一端開(kāi)有支架開(kāi)口；
[0007]還包括一端固定在所述支座連接桿上，另一端穿過(guò)所述支架開(kāi)口并繼續(xù)延伸的遠(yuǎn)程控制線。
[0008]還包括固定在所述錘頭支座上的耐高溫加速度傳感器，該耐高溫加速度傳感器的軸線與所述錘頭軸線平行。
[0009]還包括固定在安裝板上表面的軸承座，所述軸承座與支座連接桿下端活動(dòng)連接。
[0010]所述遠(yuǎn)程控制線與支座連接桿的連接位置與所述支座連接桿上端的距離為支座連接的長(zhǎng)度的1/3。[0011]在所述支架開(kāi)口位置可以設(shè)置滑輪裝置；所述遠(yuǎn)程控制線纏繞所述滑輪裝置。
[0012]所述遠(yuǎn)程控制線上設(shè)置有長(zhǎng)度刻度。
[0013]所述錘頭為金屬錘頭或高溫合金絲遍織成型錘頭；所述高溫合金絲編織成型錘頭是由高溫合金絲在纏繞機(jī)上纏繞呈圓柱形的錘頭。
[0014]本發(fā)明的有益效果:
[0015](I)本發(fā)明的耐高溫落錘裝置在滿足使用條件的要求下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，安裝靈活方便不會(huì)與試驗(yàn)中的加熱系統(tǒng)干涉，使用范圍廣；
[0016](2)本發(fā)明采用遠(yuǎn)程控制力錘敲擊的方式克服了高溫環(huán)境帶來(lái)的影響，使操作人員能夠方便操作；
[0017](3)遠(yuǎn)程控制線上設(shè)置刻度，可以更準(zhǔn)確的控制敲擊力的大??；
[0018](4)錘頭包括金屬錘頭和高溫合金絲遍織成型錘頭，能夠滿足試驗(yàn)不同的要求，本發(fā)明既提供了不同組尼的錘頭又能克服高溫對(duì)錘頭的影響；
[0019](5)錘頭支座上的耐高溫加速度傳感器可以測(cè)量錘頭在高溫環(huán)境下的沖擊加速度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明一種熱環(huán)境下動(dòng)響應(yīng)傳遞特性試驗(yàn)的耐高溫落錘裝置正視圖；
[0021]圖2為本發(fā)明一種熱環(huán)境下動(dòng)響應(yīng)傳遞特性試驗(yàn)的耐高溫落錘裝置示頂視圖；
[0022]圖3為本發(fā)明一種熱環(huán)境下動(dòng)響應(yīng)傳遞特性試驗(yàn)的耐高溫落錘裝置應(yīng)用示意圖；
[0023]圖4為應(yīng)用本發(fā)明的耐高溫落錘裝置的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中試驗(yàn)件溫度變化曲線圖；
[0024]圖5為應(yīng)用本發(fā)明的耐高溫落錘裝置的大沖擊實(shí)驗(yàn)過(guò)程中耐高溫落錘裝置敲擊試驗(yàn)件的沖擊加速度曲線圖；
[0025]圖6為應(yīng)用本發(fā)明的耐高溫落錘裝置的小沖擊實(shí)驗(yàn)過(guò)程中耐高溫落錘裝置敲擊試驗(yàn)件的沖擊加速度曲線圖；
[0026]圖中:1_支座連接桿,2-軸承座,3-內(nèi)六角圓柱頭螺釘,4-安裝板,5-外六角螺釘，6-遠(yuǎn)程控制線支架，7-支架開(kāi)口，8-錘頭支座，9-錘頭，10-第一耐高溫加速度傳感器，11-遠(yuǎn)程控制線，12-試驗(yàn)件，13-加熱器，14-第二耐高溫加速度傳感器，15-鑄塊，16-螺栓。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
[0028]如圖1所示本發(fā)明一種熱環(huán)境下動(dòng)響應(yīng)傳遞特性試驗(yàn)的耐高溫落錘裝置，包括支座連接桿1、軸承座2、內(nèi)六角圓柱頭螺釘3、安裝板4、外六角螺釘5、遠(yuǎn)程控制線支架6、支架開(kāi)口 7、錘頭支座8、錘頭9、第一耐高溫加速度傳感器10、遠(yuǎn)程控制線11。
[0029]錘頭9通過(guò)螺紋與錘頭支座8連接，第一耐高溫加速度傳感器10與錘頭支座8通過(guò)螺栓連接，錘頭支座8與支座連接桿I上端焊接在一起；
[0030]支座連接桿I下端與軸承座2活動(dòng)連接，軸承座2與安裝板4通過(guò)4個(gè)內(nèi)六角圓柱頭螺釘3連接；支座連接桿I上開(kāi)有連接孔，所述連接孔到所述支座連接桿I上端的距離為支座連接I的長(zhǎng)度的1/3 ；[0031]遠(yuǎn)程控制線支架6 —端通過(guò)外六角螺釘5與安裝板4連接，另一端開(kāi)有支架開(kāi)口7，在所述支架開(kāi)口 7位置可以設(shè)置滑輪裝置；
[0032]遠(yuǎn)程控制線11 一端與支座連接桿I上的連接孔連接，另一端穿過(guò)支架開(kāi)口 7延伸到操作人員控制的位置；所述遠(yuǎn)程控制線11上設(shè)有長(zhǎng)度刻度；
[0033]錘頭9包括金屬錘頭和高溫合金絲編織成型錘頭兩種；所述高溫合金絲編織成型錘頭具體是由高溫合金絲在纏繞機(jī)上纏繞呈圓柱形的錘頭，并根據(jù)不同試驗(yàn)要求編制不同硬度的錘頭，為試驗(yàn)提供不同的沖擊時(shí)間。
[0034]兩種不同的錘頭阻尼可以提供不同的沖擊時(shí)間，以上兩種材料又能克服650°C及以上高溫的影響；錘頭支座8上的第一耐高溫加速度傳感器10可以測(cè)量錘頭9在高溫環(huán)境下的沖擊加速度；遠(yuǎn)程控制線11長(zhǎng)度可調(diào)，根據(jù)環(huán)境溫度選擇合適的長(zhǎng)度，使操作人員所處位置不受高溫影響，遠(yuǎn)程控制線11選用剛度較好的金屬絲，末端用軟繩連接方便操作人員操作，使用遠(yuǎn)程控制線11既能實(shí)現(xiàn)對(duì)力錘的控制又能將操作人員置于熱環(huán)境以外，為了控制力錘敲擊的力度在遠(yuǎn)程控制線穿過(guò)支架開(kāi)口的區(qū)域設(shè)置刻度，在正式試驗(yàn)中將力錘拉至不同的刻度落下，錘頭對(duì)試驗(yàn)件產(chǎn)生不同的沖擊加速度，控制線刻度與敲擊力的關(guān)系根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果確定。
[0035]如圖3所示，在試驗(yàn)過(guò)程中，試驗(yàn)件12置于在加熱器13中，試驗(yàn)件12上裝有第二耐高溫加速度傳感器14 ;在試驗(yàn)件12上需要錘擊的位置周圍搭裝鑄塊15 ;將落錘裝置的安裝板4與鑄塊15通過(guò)螺栓16連接，安裝高度能夠使錘頭落下后敲擊到試驗(yàn)件指定位置，根據(jù)試驗(yàn)對(duì)沖擊時(shí)間的要求選擇安裝不同的錘頭9，然后操作人員在距離加熱器13 —定距離的區(qū)域拉動(dòng)遠(yuǎn)程控制線11，按從小到大的順序依次將遠(yuǎn)程控制線11上的刻度對(duì)準(zhǔn)支架開(kāi)口 7，并落下力錘敲擊，測(cè)試每一個(gè)刻度對(duì)應(yīng)的落錘敲擊時(shí)的加速度幅值，為正式試驗(yàn)提供參考。在正式試驗(yàn)中再根據(jù)試驗(yàn)要求的沖擊加速度幅值選擇對(duì)應(yīng)的刻度進(jìn)行落錘敲擊。
[0036]將本發(fā)明的裝置應(yīng)用于某飛行器艙段結(jié)構(gòu)在熱環(huán)境下的動(dòng)響應(yīng)傳遞特性試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)條件、方法及數(shù)據(jù)如下:
[0037]實(shí)驗(yàn)條件:
[0038](I)試驗(yàn)件12溫度達(dá)到650°C ；
[0039](2)試驗(yàn)件12邊界條件為自由-自由邊界；
[0040](3)試驗(yàn)件12溫度升高到650°C時(shí)中對(duì)試驗(yàn)件12進(jìn)行幅值為68g和40g、沖擊時(shí)間均為6ms的瞬態(tài)激振。
[0041]將試驗(yàn)件12自由懸掛并安裝第二耐高溫加速度傳感器14 (測(cè)量試驗(yàn)件上的動(dòng)響應(yīng))，然后在試驗(yàn)件12兩邊安裝加熱器13，在上述系統(tǒng)安裝完畢后在試驗(yàn)件12上需要激振的位置附近搭裝鑄塊15將落錘裝置的安裝板4與鑄塊15通過(guò)螺栓16連接，安裝高度能夠使錘頭9落下后敲擊到試驗(yàn)件激振位置，根據(jù)試驗(yàn)對(duì)沖擊時(shí)間的要求安裝高溫合金絲遍織成型錘頭，將遠(yuǎn)程控制線11穿過(guò)支架開(kāi)口延伸至操作區(qū)域，操作人員在距離加熱器12—定距離的區(qū)域拉動(dòng)遠(yuǎn)程控制線11，按從小到大的順序依次將遠(yuǎn)程控制線11上的刻度對(duì)準(zhǔn)支架開(kāi)口并落下力錘敲擊，利用錘頭支座8上的第一耐高溫加速度傳感器10測(cè)試每一個(gè)刻度對(duì)應(yīng)的落錘敲擊時(shí)的加速度幅值，為正式試驗(yàn)提供參考。上述工作準(zhǔn)備就緒后開(kāi)始啟動(dòng)加熱器13對(duì)試驗(yàn)件12進(jìn)行加熱，試驗(yàn)件12溫度升高至650°C時(shí)先將遠(yuǎn)程控制線拉至50g沖擊加速度幅值對(duì)應(yīng)的刻度處進(jìn)行落錘敲擊，然后再將遠(yuǎn)程控制線拉至20g沖擊加速度幅值對(duì)應(yīng)的刻度處進(jìn)行落錘敲擊，在每次敲擊時(shí)利用錘頭支座8上的第一耐高溫加速度傳感器10測(cè)量錘頭9在高溫環(huán)境下的沖擊加速度。
[0042] 圖4是試驗(yàn)件12溫度變化曲線，附圖5、6是耐高溫落錘裝置兩次敲擊的沖擊加速度曲線。上述數(shù)據(jù)表明:試驗(yàn)件12溫度達(dá)到了 650°C，在高溫環(huán)境下中耐高溫落錘激振裝置工作正常，沖擊加速度的幅值和沖擊時(shí)間符合試驗(yàn)條件要求。
【權(quán)利要求】
1.一種熱環(huán)境下動(dòng)響應(yīng)傳遞特性試驗(yàn)的耐高溫落錘裝置，其特征在于:包括安裝板、錘頭支座、支座連接桿、錘頭； 所述支座連接桿一端與所述安裝板上表面可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，另一端與所述錘頭支座固定；所述錘頭設(shè)置在所述錘頭支座一端，錘頭軸線與所述支座連接桿軸線垂直； 還包括一端固定在所述安裝板上表面的遠(yuǎn)程控制線支架，所述遠(yuǎn)程控制線支架的另一端開(kāi)有支架開(kāi)口； 還包括一端固定在所述支座連接桿上，另一端穿過(guò)所述支架開(kāi)口并繼續(xù)延伸的遠(yuǎn)程控制線。
2.按照權(quán)利要求1所述的耐高溫落錘裝置，其特征在于:還包括固定在所述錘頭支座上的耐高溫加速度傳感器，該耐高溫加速度傳感器的軸線與所述錘頭軸線平行。
3.按照權(quán)利要求1所述的耐高溫落錘裝置，其特征在于:還包括固定在安裝板上表面的軸承座，所述軸承座與支座連接桿下端活動(dòng)連接。
4.按照權(quán)利要求1所述的耐高溫落錘裝置，其特征在于:所述遠(yuǎn)程控制線與支座連接桿的連接位置與所述支座連接桿上端的距離為支座連接的長(zhǎng)度的1/3。
5.按照權(quán)利要求1所述的耐高溫落錘裝置，其特征在于:在所述支架開(kāi)口位置設(shè)置有滑輪裝置；所述遠(yuǎn)程控制線纏繞所述滑輪裝置。
6.按照權(quán)利要求1所述的耐高溫落錘裝置，其特征在于:所述遠(yuǎn)程控制線上設(shè)置有長(zhǎng)度刻度。
7.按照權(quán)利要求1所述的耐高溫落錘裝置，其特征在于:所述錘頭為金屬錘頭或高溫合金絲遍織成型錘頭；所述高溫合金絲編織成型錘頭是由高溫合金絲在纏繞機(jī)上纏繞呈圓柱形的錘頭。
【文檔編號(hào)】G01N3/303GK203465160SQ201320545886
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】王鵬輝, 馮穎川, 田振強(qiáng), 谷志剛 申請(qǐng)人:北京強(qiáng)度環(huán)境研究所, 中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院