CN103471851A

CN103471851A - 可移动压力畸变模拟插板

Info

Publication number: CN103471851A
Application number: CN2013104527419A
Authority: CN
Inventors: 赵英; 张韬; 王汉权; 张金良; 陈宝延
Original assignee: Beijing Power Machinery Institute
Current assignee: Beijing Power Machinery Institute
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2033-09-27
Also published as: CN103471851B

Abstract

根据本发明实施例的可移动压力畸变模拟插板，包括：板体、第一传动件、第二传动件、第一导向件和第二导向件。所述板体的下端具有弧形缺口；所述第一传动件具有第一连接孔和第一导向孔；所述第二传动件具有第二连接孔和第二导向孔；所述第一导向件具有沿上下方向延伸的第三导向孔，所述第三导向孔与所述第一导向孔同轴；所述第二导向件具有沿上下方向延伸的第四导向孔，所述第四导向孔与所述第二导向孔同轴。根据本发明实施例的可移动压力畸变模拟插板，改善了AIP气动截面的流场，提高测试的精度。

Description

可移动压力畸变模拟插板

技术领域

本发明涉及涡扇发动机气动稳定性检测设备制造技术领域，特别设计一种可移动压力畸变模拟插板。

背景技术

可调插板式压力畸变模拟器是涡扇发动机稳定性评定试验中的一项关键装置，模拟插板是该装置的核心零件，模拟插板可以比较真实地模拟给定条件下发动机进口截面的总压畸变，气流通过插板形成低压区，插板的边缘形成紊流，通过改变插板的插入深度H来改变发动机进口产生周向的总压畸变和紊流度，以求在发动机前模拟某一状态下的进气道出口流场特点，用于发动机连管抗进气畸变试验和逼喘试验。

对于传统的应用于可移动畸变发生器的插板，气动特性试验过程中发现当插板深度H增大到一定程度时，测量截面开始出现回流,随着H增大,回流程度相应增加,对总压场测量准确性不利的影响。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种可移动压力畸变模拟插板。

根据本发明实施例的可移动压力畸变模拟插板，包括：板体、第一传动件、第二传动件、第一导向件和第二导向件。所述板体的下端具有弧形缺口；所述第一传动件与所述板体的左边相连，所述第一传动件具有第一连接孔和第一导向孔，所述第一连接孔和所述第一导向孔均沿上下方向延伸，且所述第一连接孔内设有第一传动螺纹；所述第二传动件与所述板体的右边相连，所述第二传动件具有第二连接孔和第二导向孔，所述第二连接孔和所述第二导向孔均沿上下方向延伸，且所述第二连接孔内设有第二传动螺纹；所述第一导向件设在所述板体的左边，所述第一导向件具有沿上下方向延伸的第三导向孔，所述第三导向孔与所述第一导向孔同轴；所述第二导向件设在所述板体的右边，所述第二导向件具有沿上下方向延伸的第四导向孔，所述第四导向孔与所述第二导向孔同轴。

根据本发明实施例的可移动压力畸变模拟插板，板体上设有弧形缺口，且板体上连接有第一传动件、第二传动件、第一导向件及第二导向件。由此，本发明的模拟插板根据弹用涡扇发动机的使用需求，在板体上形成具有预定曲率的弧形缺口，将大曲率模拟插板应用于可调畸变模拟装置，数值计算表明该结构可产生足够的畸变度，且改善插板后流场。且AIP气动截面有效避开大回流区域，保证流动基本为平行流，改善了AIP气动截面的流场，提高测试的精度。此外，通过螺纹传动，提高了模拟插板移动的稳定性，便于将模拟插板移动至预定位置，且通过导向件的导向，进一步地提高了模拟插板移动的稳定性，且提高了模拟插板的强度。

另外，根据本发明上述实施例的可移动压力畸变模拟插板，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述板体为矩形。由此，使板体的结构简单，便于板体的成型，提高了成型效率，且降低了生产成本。

根据本发明的一个实施例，所述弧形缺口为半圆形。由此，使弧形缺口的结构简单，便于生产。

根据本发明的一个实施例，所述第一导向件与所述第一传动件沿上下方向间隔预定距离，且所述第二导向件与所述第二传动件沿上下方向间隔预定距离。由此，增加了第一导向孔和第三导向孔之间间隔的距离，以及增加了第二连接孔和第四导向孔之间间隔的距离，在模拟插板的安装过程中，可以使第一个导向杆与第一导向孔和第三导向孔配合，并使第二个导向杆与第二连接孔和第四导向孔配合，提高了导向杆和模拟插板配合的稳定性，使模拟插板在驱动螺杆的驱动作用下可以稳定的移动，增加了检测结果的额精度。

根据本发明的一个实施例，所述第一传动件设在所述板体左边的上沿，所述第一导向件设在所述板体的左边的中部，所述第二传动件设在所述板体的右边的上沿，所述第二导向件设在所述板体的右边的中部。由此，便于模拟插板的成型和装配，提高了模拟插板的成型效率，且避免将连接件和传动件与板体上具有弧形缺口的部分连接，提高了模拟插板的结构强度。

根据本发明的一个实施例，所述第一传动件与所述第二传动件平齐，所述第一导向件和所述第二导向件平齐。由此，使模拟插板的结构对称，模拟插板在如图所示的左边和右边的受力已知，避免因受力不均匀影响测试结果的精度，提高了模拟插板的稳定性。

根据本发明的一个实施例，所述第一导向孔和所述第三导向孔的形状和大小相同，所述第二导向孔和所述第四导向孔的形状和大小相同。由此，便于模拟插板的装配和稳定滑动，提高了模拟插板的稳定性。

根据本发明的一个实施例，所述第一导向孔、所述第二导向孔、所述第三导向孔及所述第四导向孔为大小和形状均相同的圆形孔。由此，使导向孔的结构简单，且在生产过程中，可以容易的使圆形的导向孔的大小和形状一致，提高了模拟插板的生产效率。

根据本发明的一个实施例，所述第一传动件，所述第二传动件、所述第一导向件及所述第二导向件分别通过焊接与所述板体相连。由此，提高了连接件和导向件与板体的连接强度，使模拟插板结构稳定，强度高，提高了模拟插板的使用寿命，且降低了模拟插板的故障率。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的可移动压力畸变模拟插板的示意图。

图2是本发明的一个实施例的可移动压力畸变模拟插板的俯视图。

图3是图2中截面A-A的剖面示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

根据涡扇发动机的研制需求，需在有限的轴向管路空间内研制可调畸变模拟器用全尺寸的模拟板，用于发动机连管抗进气畸变试验和逼喘试验。需真实的模拟给定条件下发动机进口截面的压力畸变流场，要求堵塞比的变化范围可以实现发动机的喘振，不影响插板后畸变指数的前提下改善测量截面的流场，尽量保证测量截面的气体流动为平行流动。

为此本发明提出了一种传动稳定、且总压场测量准确性好的可移动压力畸变模拟插板100。

下面参照附图详细描述本发明实施例的可移动压力畸变模拟插板100。

如图1所示，根据本发明实施例的可移动压力畸变模拟插板100，包括：板体1、第一传动件2、第二传动件3、第一导向件4和第二导向件5。

具体而言，板体1的下端具有弧形缺口101。第一传动件2与板体1的左边相连，第一传动件2具有第一连接孔21和第一导向孔22，第一连接孔21和第一导向孔22均沿上下方向延伸，且第一连接孔21内设有第一传动螺纹。第二传动件3与板体1的右边相连，第二传动件3具有第二连接孔31和第二导向孔32，第二连接孔31和第二导向孔32均沿上下方向延伸，且第二连接孔31内设有第二传动螺纹。第一导向件4设在板体1的左边，第一导向件4具有沿上下方向延伸的第三导向孔41，第三导向孔41与第一导向孔22同轴。第二导向件5设在板体1的右边，第二导向件5具有沿上下方向延伸的第四导向孔51，第四导向孔51与第二导向孔32同轴。其中，第二连接孔31和第二连接孔31分别适于与螺杆配合，以便于通过螺杆的旋转带动模拟插板100沿上下方向移动，第一导向孔22和第三导向孔41的配合及第二导向孔32和第四导向孔51的配合，使模拟插板100沿预定直线移动，使移动稳定。

根据本发明实施例的可移动压力畸变模拟插板，板体1上设有弧形缺口101，且板体1上连接有第一传动件2、第二传动件3、第一导向件4及第二导向件5。由此，本发明的模拟插板100根据弹用涡扇发动机的使用需求，在板体1上形成具有预定曲率的弧形缺口101，将大曲率模拟插板应用于可调畸变模拟装置，数值计算表明该结构可产生足够的畸变度，且改善插板后流场。且AIP气动截面有效避开大回流区域，保证流动基本为平行流，改善了AIP气动截面的流场，提高测试的精度。此外，通过螺纹传动，提高了模拟插板100移动的稳定性，便于将模拟插板100移动至预定位置，且通过导向件的导向，进一步地提高了模拟插板100移动的稳定性，且提高了模拟插板100的强度。

此外，如图1和图3所示，在本发明的一个实施例中，板体1为矩形。由此，使板体1的结构简单，便于板体1的成型，提高了成型效率，且降低了生产成本。

当然，板体1还可以为菱形、圆形或多边形等形状，本发明并未对板体1的形状做限制。

有利地，如图3所示，弧形缺口101为圆弧形状，弧形缺口101的左边与板体1的左边间隔预定距离，弧形缺口101的右边与板体1的右边间隔预定距离。由此，提高了板体1在弧形缺口101的两侧的结构强度，避免流体的冲击损坏模拟插板100，提高了模拟插板100的使用寿命。且使弧形缺口101的各部分具有预定的曲率，提高了模拟插板100的性能。

此外，弧形缺口101还可以为椭圆弧等形状，这对于本领域的普通技术人员是可以理解的。

进一步地，弧形缺口101为半圆形，可通过在板体1上通过冲压形成半圆形的弧形缺口。由此，使弧形缺口101的结构简单，便于生产。

此外，如图1和图3所示，在本发明的一些实施例中，第一导向件4与第一传动件2沿上下方向间隔预定距离，且第二导向件5与第二传动件3沿上下方向间隔预定距离。由此，增加了第一导向孔22和第三导向孔41之间间隔的距离，以及增加了第二连接孔31和第四导向孔51之间间隔的距离，在模拟插板100的安装过程中，可以使第一个导向杆与第一导向孔22和第三导向孔41配合，并使第二个导向杆与第二连接孔31和第四导向孔51配合，提高了导向杆和模拟插板100配合的稳定性，使模拟插板100在驱动螺杆的驱动作用下可以稳定的移动，增加了检测结果的额精度。

进一步地，如图1和图3所示，第一传动件2设在板体1左边的上沿，第一导向件4设在板体1的左边的中部，第二传动件3设在板体1的右边的上沿，第二导向件5设在板体1的右边的中部。由此，便于模拟插板100的成型和装配，提高了模拟插板100的成型效率，且避免将连接件和传动件与板体1上具有弧形缺口101的部分连接，提高了模拟插板100的结构强度。

此外，第一传动件2与第二传动件3平齐，第一导向件4和第二导向件5平齐。由此，使模拟插板100的结构对称，模拟插板100在如图3所示的左边和右边的受力已知，避免因受力不均匀影响测试结果的精度，提高了模拟插板100的稳定性。

有利地，第一导向孔22和第三导向孔41的形状和大小相同，第二导向孔32和第四导向孔51的形状和大小相同。由此，便于模拟插板100的装配和稳定滑动，提高了模拟插板100的稳定性。

进一步地，第一导向孔22、第二导向孔32、第三导向孔41及第四导向孔51为大小和形状均相同的圆形孔。由此，使导向孔的结构简单，且在生产过程中，可以容易的使圆形的导向孔的大小和形状一致，提高了模拟插板100的生产效率。

此外，在本发明的另一些实施例中，第一导向孔22、第二导向孔32、第三导向孔41及第四导向孔51为大小和形状均相同的矩形孔、多边形孔或不规则形状的孔，换言之，导向孔的可以为任意形状，这对于本领域的普通技术人员是可以理解的。

根据本发明的一个实施例，第一传动件2，第二传动件3、第一导向件4及第二导向件5分别通过焊接与板体1相连。由此，提高了连接件和导向件与板体1的连接强度，使模拟插板100结构稳定，强度高，提高了模拟插板100的使用寿命，且降低了模拟插板100的故障率。

根据本发明实施例的可移动压力畸变模拟插板100。使用模拟插板的径向移动来遮蔽流道内的局部区域，使管路的堵塞比的范围达到0-0.5，该范围可满足绝大多数发动机抗进气畸变试验和逼喘试验的使用要求。

此外，板体1上的弧形缺口101为半圆形缺口，且该缺口的曲率在0到1/R的范围内，其中，R为采用该可移动压力畸变模拟插板100测量时，与该模拟插板配合的管路的半径。通过对预定曲率范围的模拟插板进行数值计算，掌握插板后全流场的特征，在保证畸变指数基本不变的情况下通过大曲率来抑制插板后回流区域的轴向范围。对不同曲率的模拟插板进行设计优化，完成全尺寸的模拟插板设计。通过数值计算和流场标定，获取该插板的畸变流场图谱和总压畸变指数。

根据弹用涡扇发动机的使用需求，将大曲率模拟插板应用于可调畸变模拟装置，数值计算表明该结构可产生足够的畸变度，且改善插板后流场。该结构形式的模拟插板在国内为首次使用；AIP气动截面有效避开大回流区域，保证流动基本为平行流，改善了AIP气动截面的流场，提高测试的精度。

本发明将模拟插板和AIP气动截面匹配设计，通过数值计算研究其流场特性，首次提出通过曲率优化流场的方法，在管路几何尺寸不变的条件下，改善了模拟插板的性能。

曲率总压畸变模拟插板应用于可调畸变模拟装置，为发动机的抗进气畸变试验和逼喘试验提供畸变流场，能够改善流场，缩短管路长度，该模拟插板可应用于该系列其它发动机及其发展型当中，通过不同曲率的模拟插板可以达到不同的使用需求，使用前景广阔。

根据本发明实施例的可移动压力畸变模拟插板100，可实现阻塞流道内里气流、形成畸变流场的作用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种可移动压力畸变模拟插板，其特征在于，包括：

板体，所述板体的下端具有弧形缺口；

第一传动件，所述第一传动件与所述板体的左边相连，所述第一传动件具有第一连接孔和第一导向孔，所述第一连接孔和所述第一导向孔均沿上下方向延伸，且所述第一连接孔内设有第一传动螺纹；

第二传动件，所述第二传动件与所述板体的右边相连，所述第二传动件具有第二连接孔和第二导向孔，所述第二连接孔和所述第二导向孔均沿上下方向延伸，且所述第二连接孔内设有第二传动螺纹；

第一导向件，所述第一导向件设在所述板体的左边，所述第一导向件具有沿上下方向延伸的第三导向孔，所述第三导向孔与所述第一导向孔同轴；

第二导向件，所述第二导向件设在所述板体的右边，所述第二导向件具有沿上下方向延伸的第四导向孔，所述第四导向孔与所述第二导向孔同轴。

2.根据权利要求1所述的可移动压力畸变模拟插板，其特征在于，所述所述板体为矩形。

3.根据权利要求1所述的可移动压力畸变模拟插板，其特征在于，所述弧形缺口为半圆形。

4.根据权利要求1所述的可移动压力畸变模拟插板，其特征在于，所述第一导向件与所述第一传动件沿上下方向间隔预定距离，且所述第二导向件与所述第二传动件沿上下方向间隔预定距离。

5.根据权利要求4所述的可移动压力畸变模拟插板，其特征在于，所述第一传动件设在所述板体左边的上沿，所述第一导向件设在所述板体的左边的中部，所述第二传动件设在所述板体的右边的上沿，所述第二导向件设在所述板体的右边的中部。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的可移动压力畸变模拟插板，其特征在于，所述第一传动件与所述第二传动件平齐，所述第一导向件和所述第二导向件平齐。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的可移动压力畸变模拟插板，其特征在于，所述第一导向孔和所述第三导向孔的形状和大小相同，所述第二导向孔和所述第四导向孔的形状和大小相同。

8.根据权利要求7所述的可移动压力畸变模拟插板，其特征在于，所述第一导向孔、所述第二导向孔、所述第三导向孔及所述第四导向孔为大小和形状均相同的圆形孔。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的可移动压力畸变模拟插板，其特征在于，所述第一传动件，所述第二传动件、所述第一导向件及所述第二导向件分别通过焊接与所述板体相连。