CN110646161B - 一种用于油膜干涉测量中的被测物表面处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于油膜干涉测量中的被测物表面处理方法。本发明的用于油膜干涉测量中的被测物表面处理方法在试验模型表面喷涂车用普通漆，使模型表面可以形成较高的反射率和折射率，表面红外发射率达到0.9，耐高温冲击和腐蚀，且加工难度小、便于清洁，易于形成清晰的干涉条纹图像。本发明的用于油膜干涉测量中的被测物表面处理方法能够满足各类航空航天飞行器试验模型在高温、强冲击风洞试验环境下的表面摩擦应力油膜干涉测量的需求。

Description

一种用于油膜干涉测量中的被测物表面处理方法
技术领域
本发明属于风洞试验测试技术领域，具体涉及一种用于油膜干涉测量中的被测物表面处理方法。
背景技术
表面摩擦应力油膜干涉测量技术是一种相对简便且发展成熟的航空航天飞行器表面摩擦应力测量手段。其基本原理是通过解析模型表面油膜光学干涉图像来获得在来流作用下的油膜厚度变化、再解算油膜方程最终获得表面摩擦应力。该技术的优点是：(1)非接触测量；(2)大面积测量；(3)高空间分辨率。
经过近20多年的发展，表面摩擦应力油膜干涉测量技术已经逐步走向成熟，在低速风洞、亚跨声速风洞或脉冲风洞中得到了广泛应用，但在常规高超声速风洞中的应用还是空白，主要技术障碍之一是：常规高超声速风洞的高温、强冲击等试验环境特点对试验模型提出了较高要求。例如，金属模型表面温度在试验马赫数8时可以达到120℃，同时强冲击气流导致模型表面粗造化，致使采用常规试验模型表面处理方法如镀镍、镀锡或粘贴Mylar膜等在此种试验环境难以形成清晰的干涉条纹图像。
因此，要实现基于表面油膜干涉的摩擦应力测量在常规高超声速风洞中的应用，必须攻克试验模型表面处理技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于油膜干涉测量中的被测物表面处理方法。
本发明的用于油膜干涉测量中的被测物表面处理方法包括以下步骤：
a.准备试验用表面镀铬的金属材质的试验模型，试验模型的表面粗糙度小于等于Ra0.8μm；
b.用丙酮或乙醇清洗试验模型表面，去除试验模型表面油污；
c.调漆，以车用白色漆为基料，加入相同属性的红、蓝、黄、黑四色色浆调制，红、蓝、黄、黑四色色浆的比例为6︰2︰1.5︰0.5，同时添加市售的光稳定剂和抗氧剂，调制成适用于黄或绿色光源的酒红色漆；
d.调枪，在喷涂施工前，清洁喷枪和相关设备，检查喷枪产生的喷雾形状，喷雾形状为边缘清晰的对称型，喷雾的雾化粒度分布均匀；
e.喷涂面漆，采用双程雾喷方法喷涂面漆；第一遍喷涂时，喷枪与试验模型表面垂直，距离为20厘米～30厘米，平行走枪，移动速度为50厘米/秒～60厘米/秒；第二遍喷涂时，修正第一遍喷涂后出现的色斑，直到试验模型表面颜色均匀一致；
f.烘干与抛光，将试验模型置于100℃烘漆房烘干，再用1500号或2000号水磨砂纸、研磨膏和镜面处理剂对试验模型表面进行抛光，直至试验模型表面达到漆膜镜面抛光效果；
g.涂罩光清漆，对试验模型表面采用步骤e的双程雾喷方法重叠喷涂，直至试验模型表面达到所需的亮度、平坦度和光泽度。
本发明的用于油膜干涉测量中的被测物表面处理方法在试验模型表面喷涂车用普通漆，使模型表面可以形成较高的反射率和和折射率，表面红外发射率达到0.9，耐高温冲击和腐蚀，且加工难度小、便于清洁，易于形成清晰的干涉条纹图像。能够满足各类航空航天飞行器试验模型在高温、强冲击风洞试验环境下的表面摩擦应力油膜干涉测量的需求。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明。
实施例1
本实施例用于处理某飞行器风洞试验模型，试验风洞为常规高超声速风洞，试验马赫数8，试验时间40秒。具体步骤如下：
a.准备试验用表面镀铬的金属材质的试验模型，试验模型的表面粗糙度小于等于Ra0.8μm，特别要注意试验模型表面禁止存在麻点和划痕；
b.用丙酮或乙醇清洗试验模型表面，去除试验模型表面油污；
c.调漆，以车用白色漆为基料，加入相同属性的红、蓝、黄、黑四色色浆调制，红、蓝、黄、黑四色色浆的比例为6︰2︰1.5︰0.5，同时添加市售的光稳定剂和抗氧剂，调制成适用于黄或绿色光源的酒红色漆；
d.调枪，在喷涂施工前，清洁喷枪和相关设备，检查喷枪产生的喷雾形状，喷雾形状为边缘清晰的对称型，喷雾的雾化粒度分布均匀；
e.清洁并隔离喷漆房，严禁灰尘污染；
f.喷涂面漆，采用双程雾喷方法喷涂面漆；第一遍喷涂时，喷枪与试验模型表面垂直，距离为20厘米～30厘米，平行走枪，移动速度为50厘米/秒～60厘米/秒；第二遍喷涂时，修正第一遍喷涂后出现的色斑，直到试验模型表面颜色均匀一致；严禁出现滴痕和流痕；
g.烘干与抛光，将试验模型置于100℃烘漆房烘干，再用1500号或2000号水磨砂纸、研磨膏和镜面处理剂对试验模型表面进行抛光，直至试验模型表面达到漆膜镜面抛光效果；
h.涂罩光清漆，对试验模型表面采用步骤e的双程雾喷方法重叠喷涂，直至试验模型表面达到所需的亮度、平坦度和光泽度。
处理完成后的某飞行器风洞试验模型满足如下技术要求：
1.模型机械强度和刚度满足高超声速风洞测力试验模型设计规范；
2.模型表面粗糙度达到镜面效果；
3.模型表面材料具有较高的折射率，ns≈2.0(黄光)；
4.模型表面红外发射率大于0.9(红外测温的要求)；
5.在表面温度200℃情况下，表面粗糙度60秒内不发生变化；
6.耐磨，容易清洁，与油膜材料化学稳定。
风洞试验结果表明本实施例获得的干涉图像清晰、油膜红外测温误差小于2℃，试验模型可以满足30次试验需求。

Claims (1)

1.一种用于油膜干涉测量中的被测物表面处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.准备试验用表面镀铬的金属材质的试验模型，试验模型的表面粗糙度小于等于Ra0.8μm；
b.用丙酮或乙醇清洗试验模型表面，去除试验模型表面油污；
c.调漆，以车用白色漆为基料，加入相同属性的红、蓝、黄、黑四色色浆调制，红、蓝、黄、黑四色色浆的比例为6︰2︰1.5︰0.5，同时添加市售的光稳定剂和抗氧剂，调制成适用于黄或绿色光源的酒红色漆；
d.调枪，在喷涂施工前，清洁喷枪和相关设备，检查喷枪产生的喷雾形状，喷雾形状为边缘清晰的对称型，喷雾的雾化粒度分布均匀；
e.喷涂面漆，采用双程雾喷方法喷涂面漆；第一遍喷涂时，喷枪与试验模型表面垂直，距离为20厘米～30厘米，平行走枪，移动速度为50厘米/秒～60厘米/秒；第二遍喷涂时，修正第一遍喷涂后出现的色斑，直到试验模型表面颜色均匀一致；
f.烘干与抛光，将试验模型置于100℃烘漆房烘干，再用1500号或2000号水磨砂纸、研磨膏和镜面处理剂对试验模型表面进行抛光，直至试验模型表面达到漆膜镜面抛光效果；
g.涂罩光清漆，对试验模型表面采用步骤e的双程雾喷方法重叠喷涂，直至试验模型表面达到所需的亮度、平坦度和光泽度；具体的要求是：
g1.试验模型表面粗糙度达到镜面效果；
g2.试验模型表面材料黄光下的折射率，ns≈2.0；
g3.试验模型表面达到红外测温的要求，红外发射率大于0.9；
g4.在表面温度200℃情况下，试验模型表面粗糙度60秒内不发生变化；
g5.试验模型表面耐磨，容易清洁，与油膜材料化学稳定。
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