CN109520880A - 一种实现试验件两面温度场环境试验装置 - Google Patents

一种实现试验件两面温度场环境试验装置 Download PDF

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惠战荣
杨沛
候店林
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Xian Aircraft Design and Research Institute of AVIC
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Abstract

本发明本发明属于结构强度试验技术，具体涉及一种实现试验件两面温度场环境试验装置，由箱体部分和控制系统两部分组成；箱体部分为对接式分体结构，由中间隔板分隔为两个区域，分体式结构便于试样的安装；中间隔板由可塑性很好的隔热材料根据试样和夹具的形状定型，可在箱内左右移；箱体由外壳、内胆、绝热层、观察窗组成。外壳为优质薄钢板，并作喷漆处理；内胆为不锈钢板；绝热层填充优质棉絮状隔热材料，既很好地防止热传导，又起到保温作用。控制系统包含风扇系统、加热设施、制冷设施、导风板、温度传感器组成。本发明材料易购，成本低廉，工艺简单，易于加工，便于安装拆卸试验件，满足强度，安全可靠，通用性强。

Description

一种实现试验件两面温度场环境试验装置
技术领域
本发明属于结构强度试验技术，涉及一种实现试验件两面温度场环境试验装置。
背景技术
飞机座舱盖是外露部件，其外层温度因飞行速度、高度、飞行状态和大气温度环境的变化而变化，而内层因座舱内部有空调系统而变化不大。资料表明，座舱盖透明件外层温度变化在-55～100℃范围内，而内层温度基本上保持在室温左右，加之有机玻璃热传导慢，因此座舱盖透明件内外两面存在温度梯度，这种温差环境必然会影响座舱盖透明件的力学性能。但由于受试验条件的限制，特别是环境条件的模拟，迄今为止，还未见有这方面的报道，满足试验要求的基于材料试验机的高低温综合环境试验系统目前并没有成品可供选用，甚至于目前还没有此类环境装置的国家标准和行业标准，因此研制一种实现试验件两面温度场环境试验装置用来确定飞机材料等在内外两面存在温度梯度的情况下的强度和疲劳寿命是非常必要的。
发明内容
本发明的目的：提供一种实现试验件两面温度场环境试验装置，用来确定飞机材料等在内外存在温度梯度的情况下的强度和疲劳寿命。
本发明的技术方案：一种实现试验件两面温度场环境试验装置，由箱体和控制系统两部分组成；箱体为对接式分体结构，由外壳、内胆、绝热层组成，保证箱体内温度恒定；整个箱体通过中间隔板分隔为两个独立区域，所述中间隔板由可塑性好的隔热材料根据试样和夹具的形状定型；控制系统包含风扇系统、加热设施、制冷设施、导风板、温度传感器组成，用于控制箱体内两个独立区域的温度环境。
有益技术效果：本系统箱体是对接式分体结构，便于试样的安装。箱体上开有观察窗，便于观察试验过程中的试验件变形以及试验件疲劳裂纹的产生扩展情况。中间隔板由可塑性很好的隔热材料根据试样和夹具的形状定型，以便适应不同形状尺寸的试验件；可在箱内左右移动，来调节试验件两边的空间大小。箱体的隔热层填充优质棉絮状隔热材料，既很好地防止热传导，又起到保温作用。
本发明材料易购，成本低廉，工艺简单，易于加工，重量适中，拆卸方便，满足强度，安全可靠。
附图说明
图1试验装置示意图，
图2为试验装置工作示意图，
图3为试验装置沿A-A平面剖面视图，
编号说明：1-中间隔板，2-外壳，3-内胆，4-绝热层，5-观察窗，6-风扇系统、7-加热设施、8-制冷设施、9-导风板、10-温度传感器、11-上夹板、12-下夹板、13-试样。
具体实施方式
参见附图1-3，一种实现试验件两面温度场环境试验装置，由箱体和控制系统两部分组成；箱体为对接式分体结构，由外壳(2)、内胆(3)、绝热层(4)组成，保证箱体内温度恒定；整个箱体通过中间隔板(1)分隔为两个独立区域，所述中间隔板(1)由可塑性好的隔热材料根据试样和夹具的形状定型；控制系统包含风扇系统(6)、加热设施(7)、制冷设施(8)、导风板(9)、温度传感器(10)组成，用于控制箱体内两个独立区域的温度环境。
在上述装置的基础上，外壳(2)选用薄钢板，并作喷漆处理；内胆(3)采用不锈钢板；绝热层(4)填充有棉絮状隔热材料，既很好地防止热传导，又起到保温作用。
在箱体上开有观察窗，便于观察试验过程中的试验件变形以及试验件疲劳裂纹的产生扩展情况。
中间隔板(1)由可塑性很好的隔热材料根据试样和夹具的形状定型，以便适应不同形状尺寸的试验件；可在箱内前后移动，来调节试验件两边的空间大小。
控制系统控制箱体内两独立区域温度场控制，加热设施(7)可采用电阻丝加热，制冷设施(8)可采用液氮制冷；导风板(9)上均匀分布有倒风口，以更好的保证箱体内温度均匀变化。
试验装置的工作原理为：环境试验装置采用电加热升温，液氮制冷降温。试验中需要升温时，温度传感器根据箱内的实际温度和设定温度的差值大小来控制接触器的导通与断开，从而控制加热电炉丝是否加热，使箱内温度稳定。试验中需要降温时，温控仪根据箱内的实际温度和设定温度的差值大小来控制低温电磁阀的开通与关断，从而控制是否向箱内喷入液氮，使箱内温度降低；箱体内两独立区域的温度环境可单独控制。

Claims (8)

1.一种实现试验件两面温度场环境试验装置，由箱体和控制系统两部分组成；其特征在于：箱体为对接式分体结构，由外壳、内胆、绝热层组成，保证箱体内温度恒定；整个箱体通过中间隔板分隔为两个独立区域，所述中间隔板由可塑性好的隔热材料根据试样和夹具的形状定型；控制系统包含风扇系统、加热设施、制冷设施、导风板、温度传感器组成，用于控制箱体内两个独立区域的温度环境。
2.根据权利要求1所述的实现试验件两面温度场环境试验装置，其特征在于：所述外壳选用薄钢板，并作喷漆处理。
3.根据权利要求1所述的实现试验件两面温度场环境试验装置，其特征在于：所述内胆采用不锈钢板。
4.根据权利要求1所述的实现试验件两面温度场环境试验装置，其特征在于：所述绝热层填充有棉絮状隔热材料。
5.根据权利要求1所述的实现试验件两面温度场环境试验装置，其特征在于：在箱体上开有观察窗。
6.根据权利要求1所述的实现试验件两面温度场环境试验装置，其特征在于：所述中间隔板可在箱内移动，来调节试验件两边的空间大小。
7.根据权利要求1所述的实现试验件两面温度场环境试验装置，其特征在于：所述加热设施采用电阻丝加热。
8.根据权利要求1所述的实现试验件两面温度场环境试验装置，其特征在于：所述导风板上均匀分布有倒风口。
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