CN103439078B - 一种风洞体渐变空间曲面型面精确成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高精度型面控制成型的一种施工方法。一种风洞体渐变空间曲面型面精确成型方法，其特征在于它包括如下步骤：1）建立符合设计精度要求的风洞体渐变空间曲面三维坐标控制系统；2）根据风洞体曲面型面尺寸，利用数控机床下料，编号制作精密机械加工铜条；3）在抛物线空间曲率变化洞体内壁结构层表面放出控制点位置线，交点处设三轴向可调装置（端部为尖状）作为基准，利用水泥素浆粘贴铜条，将水磨石面层进行分块，铜条外表面与水磨石型面控制点尖端齐平，高差不大于1mm；4）由铜条控制型面进行水磨石面层打磨成型。
Description
技术领域
本发明提供一种特殊气动流场型面面层施工精确测量成型技术，特别涉及一种某型声学风洞体渐变空间曲面-收缩段型面精确成型方法。
背景技术
风洞，是能人工产生和控制气流，以模拟飞行器或物体周围气体的流动，并可量度气流对物体的作用以及观察物理现象的一种管道状试验设备，它是进行空气动力试验最常用、最有效的工具。
随着航空运输业的发展，飞机的噪声问题日益引起人们的关注，各国都加大了对飞行器噪声的研究力度。飞机的噪声主要由动力装置和气流流过机体产生。动力装置的噪声主要来自喷管出口气流、叶片（风扇、压气机、涡轮等）及燃喷室、螺旋桨、旋翼等；气流流过机体的噪音主要来自飞机表面的湍流边界层级分离。气流参数不仅影响气动噪声声压级的大小，而且影响其频谱和方向性，必须在风洞中做航空声学试验，因而建设具有声学特性的风洞成为必要。
某型声学风洞收缩段曲面型面为抛物线空间曲率变化洞体内壁面，其气动流场型面水磨石面层要求：收缩段下游部分风洞中心线与洞壁内表面之间的距离偏离理论尺寸的误差≤±0.3%（最大30mm）；型面偏离理论坐标最大偏差为0.1%。洞壁内型面平整度偏差必须控制在1～2mm级别，使得在施工过程中对于精度控制、检测要求十分严格，且未有可借鉴的成熟经验或类似施工方法参照。因此，研究声学风洞收缩段气动流场型面水磨石面层施工测量控制的方法是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风洞体渐变空间曲面型面精确成型方法，进而推广到任意精度型面成型施工中，上述目的是通过如下技术方案实现的。
一种风洞体渐变空间曲面型面精确成型方法，其特征在于它包括如下步骤：
（1）建立符合设计精度要求的风洞体渐变空间曲面三维坐标控制系统
（2）编号制作精密机械加工铜条
根据风洞体曲面型面尺寸，以洞体中心轴线为准，将铜条沿X、Y、Z轴向编号分类；利用数控机床下料，加工成符合型面的特制铜条；
（3）粘贴机械加工铜条
在洞体内壁结构层表面放出控制点位置线，交点处设三轴向可调装置（端部为尖状）作为基准，利用水泥素浆粘贴铜条，将水磨石面层进行分块，铜条外表面与水磨石型面控制点尖端齐平，高差不大于1mm；
（4）由铜条控制型面进行水磨石面层打磨成型。
其特点主要为：
（1）所述的洞体渐变空间曲面型面为抛物线空间曲率变化洞体内壁面；
（2）所述的铜条厚度为3mm，宽度为10mm，属于电脑编程制作的定型定位机加铜条。
本发明专利的有益效果是：施工方便、效率高，尤其实现了特殊复杂型面施工精度的有效控制，解决了风洞体水磨石内型面施工中存在的技术问题，确保渐变空间曲面型面满足设计及工艺要求。
附图说明
图1是本发明收缩段型面施工测量控制的三维示意图。
图2是本发明收缩段某一截面的平视图。
图3是收缩段顶面、底面铜条分布测量控制线示意图。
图4是收缩段两侧面铜条分布测量控制线示意图。
图中：A-洞体侧立面，B-洞体顶面、底面；A1-A19为洞体两侧立面纵向分格铜条，B1-B19为洞体顶面、底面纵向分格铜条；1-纵向分格铜条、2-横向分格铜条、3-水磨石面层，图中的单位为mm。
具体实施方式
以下结合事例、附图对本发明作进一步的详细描述。
（1）建立符合设计精度要求的型面三维坐标控制系统
利用洞体结构层施工时的一、二、三级测量控制系统，建立收缩段曲面型面轴线平面控制网和高程控制网及沿X、Y、Z轴的三维坐标系统；
（2）编号制作曲线型面精密机械加工铜条
应用CAD制图，根据收缩段收缩段气流出口和气流入口断面尺寸，收缩段全段长度19.45m，收缩段出口断面为5500（b）×4000（h），收缩段入口断面为16500（b）×12000（h），Y、Z交圈形成沿曲线方程X轴连续变化的长方形。以洞体中心轴线为准，X轴向曲面铜条（纵向铜条）1从南至北每隔1m设一组，以此类推进行编号，分别为A1、A2…A19，B1、B2…B19，一直布设到收缩段喷口处；Y、Z轴向直线铜条（横向铜条）2沿洞体中心轴线为基准向上下、左右两边等距分别安置，每1.2m设一组，以此类推编号，一直布设到收缩段曲面型面边界。（见附图3、4）；
将收缩段型面曲线方程输入电脑数据库中，利用数控机床下料，加工成符合型面模型的特制铜条；
由于洞体型面的复杂性、坐标值的唯一性，加工好的铜条内外面（铜条内面为与结合层粘贴面，铜条外面与水磨石型面平齐）须做好标记。
（3）、粘贴机械加工铜条
在洞体内壁结构层表面放出控制点位置线：根据洞体中心轴线向结构层上正投影，弹出垂直和平行于正投影线的多条墨线，垂直和平行的墨线交叉间隔密布于结构层上；在垂直和平行的墨线的每个交叉点上，设置一个可以进行三维调节的三轴向可调装置（端部为尖状）作为型面控制点。根据交叉点水磨石型面与洞体中心轴线之间的距离，利用该定位装置标示出所有交叉点的水磨石型面控制点的高度，得到收缩段水磨石曲面型面铜条分格的控制点。
利用水泥素浆将加工的铜条粘贴于结合层表层，将水磨石面层3进行分块，先粘贴Y、Z轴向横向铜条2，再粘贴X轴向纵向铜条1，曲面上前一根铜条与后一根铜条连接必须紧密，保证曲面的连续、顺滑，保证铜条外表面与水磨石型面控制点尖端齐平，高差不大于1mm。
（4）水磨石面层3打磨施工
在铜条分格成的多个较小水磨石区域内铺填水磨石料，待达到设计强度后，再进行打磨施工，控制打磨至水磨石型面控制点尖端即停止，并作光滑过渡处理。
Claims (3)
1.一种风洞体渐变空间曲面型面精确成型方法，其特征在于它包括如下步骤：
（1）建立符合设计精度要求的风洞体渐变空间曲面三维坐标控制系统；
（2）编号制作精密机械加工铜条
根据风洞体曲面型面尺寸，以洞体中心轴线为准，将铜条沿X、Y、Z轴向编号分类；利用数控机床下料，加工成符合型面的特制铜条；
（3）粘贴机械加工铜条
在洞体内壁结构层表面放出控制点位置线，交点处设三轴向可调装置作为基准，所述三轴向可调装端部为尖状，利用水泥素浆粘贴铜条，将水磨石面层进行分块，铜条外表面与水磨石型面控制点尖端齐平，高差不大于1mm；
（4）由铜条控制型面进行水磨石面层打磨成型。
2.根据权利要求1所述的一种风洞体渐变空间曲面型面精确成型方法，其特征在于，所述的洞体渐变空间曲面型面为抛物线空间曲率变化洞体内壁面。
3.根据权利要求1所述的一种风洞体渐变空间曲面型面精确成型方法，其特征在于，所述的铜条厚度为3mm，宽度为10mm，属于电脑编程制作的定型定位机加铜条。
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