CN114818153A - 一种飞机构件热试验的试验件复杂温度场重构方法 - Google Patents

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CN114818153A CN202210767497.4A CN202210767497A CN114818153A CN 114818153 A CN114818153 A CN 114818153A CN 202210767497 A CN202210767497 A CN 202210767497A CN 114818153 A CN114818153 A CN 114818153A
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Abstract

本发明公开了一种飞机构件热试验的试验件复杂温度场重构方法，包括步骤：一、使用石英加热器进行试验件的实际热试验；二、获取灯丝的实际时变温度边界；三、建立试验件加热有限元模型；四、获取试验件的初始表面仿真温度场；五、对灯丝模型的时变温度边界进行修正；六、得到修正后的试验件表面仿真温度场。本发明通过获取灯丝的实际时变温度边界，将实际时变温度边界赋予试验件加热有限元模型，再对试验件加热有限元模型的时变温度边界进行修正，以仿真获得的试验件表面仿真温度场代替试验数据插值获得的温度场，能够更加准确地重构实际热试验中试验件表面的复杂温度场，以便进一步进行的热应力分析、热模态分析等分析结果更加准确。

Description

一种飞机构件热试验的试验件复杂温度场重构方法
技术领域
本发明属于热试验试验件温度场重构技术领域，具体涉及一种飞机构件热试验的试验件复杂温度场重构方法。
背景技术
目前，飞机构件的试验件的热试验温度响应主要采用的方法包括接触测量与非接触测量两大类获取方法，其中，非接触测量在目前的技术水平下使用条件有限，以热电偶为主的接触式测温仍为主流测温方法，热电偶因其响应快，测温准确等优点被广泛应用于结构热试验中，但由于通道数、试验件几何形状等限制，接触式测量布置的温度实际测温点往往是有限的，因此，根据试验测试数据插值出的试验件温度场往往与实际试验状态下试验件的复杂温度场存在较大差异。所以，现需要一种能够更加准确地重构热试验中试验件的复杂温度场的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种飞机构件热试验的试验件复杂温度场重构方法，通过获取灯丝的实际时变温度边界，将实际时变温度边界赋予试验件加热有限元模型，再对试验件加热有限元模型的时变温度边界进行修正，以仿真获得的试验件表面仿真温度场代替试验数据插值获得的温度场，能够更加准确地重构实际热试验中试验件表面的复杂温度场，以便进一步进行的热应力分析、热模态分析等分析结果更加准确。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种飞机构件热试验的试验件复杂温度场重构方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、使用石英加热器进行试验件的实际热试验：所述试验件的表面具有M个温区，每个温区各由一个石英加热器进行加热，一个石英加热器内具有N个灯丝，N为正整数；
步骤二、获取各个石英加热器中的灯丝的实际时变温度边界和试验件的各个温区对应的实际测温点的实际温度；
步骤三、针对实际热试验中的试验件和对试验件进行加热的石英加热器建立试验件加热有限元模型；
步骤四、将石英加热器中的灯丝的实际时变温度边界赋予试验件加热有限元模型中的灯丝模型，得到试验件的初始表面仿真温度场；
步骤五、对比各个实际测温点的实际温度和初始表面仿真温度场中与各个实际测温点对应的模型节点的仿真温度，根据对比结果对试验件加热有限元模型中的灯丝模型的时变温度边界进行修正；
步骤六、循环执行步骤四至步骤五，直至试验件加热有限元模型仿真精度满足要求，对该试验件加热有限元模型进行有限元仿真计算，得到修正后的试验件表面仿真温度场，修正后的试验件表面仿真温度场即为实际热试验中试验件的表面真实温度场。
上述的一种飞机构件热试验的试验件复杂温度场重构方法，其特征在于，步骤二的具体步骤为：
步骤201、获取实际热试验中试验件表面的第m个温区对应的第n个灯丝的电压随时间的变化关系；
步骤202、根据灯丝的电压-温度关系，得到第m个温区对应的石英加热器中的第n个灯丝上的温度随时间变化的关系，即第m个温区对应的石英加热器中的第n个灯丝的实际时变温度边界
Figure 619582DEST_PATH_IMAGE001
；m=1,2...，M，n=1,2...，N；
步骤203、获取实际热试验中的第m个温区内的实际测温点在第i个采样时刻的实际温度
Figure 690306DEST_PATH_IMAGE002
，i=1,2，...，I，I为采样时刻总数量。
上述的一种飞机构件热试验的试验件复杂温度场重构方法，其特征在于，步骤202中灯丝的电压-温度关系的获取方法为：基于灯丝在不同温度下的物理特性，通过公式
Figure 681396DEST_PATH_IMAGE003
，采用迭代计算方法获取灯丝的电压-温度关系；其中，T为灯丝的温度，U为灯丝两端的电压，ρ为灯丝电阻率，ε为灯丝发射率，
Figure 521176DEST_PATH_IMAGE004
为灯丝的总长度，
Figure 1836DEST_PATH_IMAGE005
为灯丝的截面积，
Figure 294277DEST_PATH_IMAGE006
为灯丝发热面积，σ为Stefan-Boltzman常数。
上述的一种飞机构件热试验的试验件复杂温度场重构方法，其特征在于，步骤四中，将实际热试验中第m个温区对应的石英加热器中的第n个灯丝的实际时变温度边界
Figure 86128DEST_PATH_IMAGE007
赋予试验件加热有限元模型中第m个温区对应的石英加热器中的第n个灯丝模型。
上述的一种飞机构件热试验的试验件复杂温度场重构方法，其特征在于，步骤501、获取试验件加热有限元模型中与第m个温区内的实际测温点对应的模型节点在第i个采样时刻的仿真温度
Figure 780415DEST_PATH_IMAGE008
；
步骤502、根据公式
Figure 431976DEST_PATH_IMAGE009
，计算实际热试验中第m个温区内的实际测温点在第i采样时刻对应的实际热流
Figure 477292DEST_PATH_IMAGE010
；其中，c为试验件比热容，
Figure 810185DEST_PATH_IMAGE011
为试验件密度，
Figure 358978DEST_PATH_IMAGE012
为试验件加热有限元模型中与第m个温区内的实际测温点对应的模型节点所在单元的面积，
Figure 447019DEST_PATH_IMAGE013
为试验件加热有限元模型中与第m个温区内的实际测温点对应的模型节点所在单元的体积；
Figure 651736DEST_PATH_IMAGE014
为试验件加热有限元模型中与第m个温区内的实际测温点对应的模型节点所在单元在第i采样时刻的仿真热流；
步骤503、根据公式
Figure 585057DEST_PATH_IMAGE015
，计算目标时变温度边界在I个采样时刻的平均值
Figure 253936DEST_PATH_IMAGE016
，其中，ε为灯丝发射率，σ为Stefan-Boltzman常数，
Figure 512879DEST_PATH_IMAGE017
为实际热试验中第m个温区内的实际测温点在I个采样时刻的实际热流的平均值，
Figure 939312DEST_PATH_IMAGE018
；
Figure 941903DEST_PATH_IMAGE019
为实际热试验中第m个温区对应的第n个灯丝的轴线与线段
Figure 465288DEST_PATH_IMAGE020
形成的锐角夹角，其中，线段
Figure 629553DEST_PATH_IMAGE021
为灯丝上的任意一点p与第m个温区内的实际测温点O的连线；
Figure 808862DEST_PATH_IMAGE022
为第m个温区对应的第n个灯丝的轴线与线段
Figure 349565DEST_PATH_IMAGE023
形成的锐角夹角，其中，线段
Figure 727456DEST_PATH_IMAGE023
为灯丝上的一个端点
Figure 328202DEST_PATH_IMAGE024
与第m个温区内的实际测温点O的连线；
Figure 729227DEST_PATH_IMAGE025
为第m个温区对应的第n个灯丝的轴线与线段
Figure 73621DEST_PATH_IMAGE026
形成的锐角夹角，其中，线段
Figure 571598DEST_PATH_IMAGE027
为灯丝上的另一个端点
Figure 15349DEST_PATH_IMAGE028
与第m个温区内的实际测温点O的连线；
步骤504、根据公式
Figure 231567DEST_PATH_IMAGE029
，计算修正后的第m个温区对应的石英加热器中的第n个灯丝模型的时变温度边界
Figure 114072DEST_PATH_IMAGE030
；其中，
Figure 466556DEST_PATH_IMAGE031
为试验件加热有限元模型中与第m个温区内的实际测温点对应的模型节点在I个采样时刻的仿真温度的平均值，
Figure 143525DEST_PATH_IMAGE032
。
本发明与现有技术相比的区别技术特征为：本发明通过获取灯丝的实际时变温度边界，将实际时变温度边界赋予试验件加热有限元模型，再对试验件加热有限元模型的时变温度边界进行修正，以仿真获得的试验件表面仿真温度场代替试验数据插值获得的温度场，能够更加准确地重构实际热试验中试验件表面的复杂温度场，以便进一步进行的热应力分析、热模态分析等分析结果更加准确。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实际热试验中灯丝与其对应的温区上的实际测温点的位置关系示意图。
图2为本发明的方法流程框图。
附图标记说明:
1—灯丝； 2—温区。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明的一种飞机构件热试验的试验件复杂温度场重构方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、使用石英加热器进行试验件的实际热试验：所述试验件的表面具有M个温区2，每个温区2各由一个石英加热器进行加热，一个石英加热器内具有N个灯丝1，N为正整数；
步骤二、获取各个石英加热器中的灯丝的实际时变温度边界和试验件的各个温区对应的实际测温点的实际温度；
步骤三、针对实际热试验中的试验件和对试验件进行加热的石英加热器建立试验件加热有限元模型；
步骤四、将石英加热器中的灯丝的实际时变温度边界赋予试验件加热有限元模型中的灯丝模型，得到试验件的初始表面仿真温度场；
步骤五、对比各个实际测温点的实际温度和初始表面仿真温度场中与各个实际测温点对应的模型节点的仿真温度，根据对比结果对试验件加热有限元模型中的灯丝模型的时变温度边界进行修正；
步骤六、循环执行步骤四至步骤五，直至试验件加热有限元模型仿真精度满足要求，对该试验件加热有限元模型进行有限元仿真计算，得到修正后的试验件表面仿真温度场，修正后的试验件表面仿真温度场即为实际热试验中试验件的表面真实温度场。
本实施例中，一个温区2内具有一个实际测温点，实际测温点的温度值是利用温度传感器贴附在试验件表面进行测量得出的。
本实施例中，步骤六中，根据各个实际测温点的实际温度和步骤五中选取的对应的模型节点的仿真温度的差值，判断试验件加热有限元模型的仿真精度，当温度误差低于10%时，即认为满足精度要求；在实际工程中，温度误差的实际取值需要根据实际工程的要求来确定。
本实施例中，所述飞机构件包括飞机表面热防护层，在飞机表面热防护层上选取块状区域作为试验件。
需要说明的是，基于石英加热器中的灯丝的电热特性，得到灯丝的电压-温度关系，从而得到灯丝的实际时变温度边界，再将实际时变温度边界赋予试验件加热有限元模型，使仿真结果更加准确；
将各个实际测温点的实际温度和初始表面仿真温度场中与各个实际测温点对应的模型节点的仿真温度进行对比，根据对比结果对试验件加热有限元模型的时变温度边界进行修正，以仿真获得的试验件表面仿真温度场代替试验数据插值获得的温度场，能够更加准确地重构实际热试验中试验件表面的复杂温度场，以便进一步进行的热应力分析、热模态分析等分析结果更加准确。
本实施例中，步骤二的具体步骤为：
步骤201、获取实际热试验中试验件表面的第m个温区2对应的第n个灯丝1的电压随时间的变化关系；
步骤202、根据灯丝1的电压-温度关系，得到第m个温区2对应的石英加热器中的第n个灯丝1上的温度随时间变化的关系，即第m个温区2对应的石英加热器中的第n个灯丝1的实际时变温度边界
Figure 519143DEST_PATH_IMAGE007
；m=1,2...，M，n=1,2...，N；
步骤203、获取实际热试验中的第m个温区2内的实际测温点在第i个采样时刻的实际温度
Figure 205339DEST_PATH_IMAGE002
，i=1,2，...，I，I为采样时刻总数量。
本实施例中，步骤202中灯丝1的电压-温度关系的获取方法为：基于灯丝1在不同温度下的物理特性，通过公式
Figure 412330DEST_PATH_IMAGE033
，采用迭代计算方法获取灯丝1的电压-温度关系；其中，T为灯丝1的温度，U为灯丝1两端的电压，ρ为灯丝1电阻率，ε为灯丝1发射率，
Figure 525779DEST_PATH_IMAGE004
为灯丝1的总长度，
Figure 385763DEST_PATH_IMAGE005
为灯丝1的截面积，
Figure 610071DEST_PATH_IMAGE006
为灯丝1发热面积，σ为Stefan-Boltzman常数。
本实施例中，所述灯丝1为钨丝，灯丝1电阻率ρ随灯丝1温度的变化而变化；
本实施例中，实际计算时，将灯丝1伸展后的圆柱状灯丝1的侧面积看做灯丝1发热面积
Figure 937147DEST_PATH_IMAGE006
，进行简化计算；
本实施例中，根据钨的发射率及电阻率与温度的关系，并结合插值法获得灯丝1在各温度下的发射率ε和电阻率ρ，并将其带入上述的电压-温度关系公式中进行迭代计算，即可得到灯丝1在对应电压下的温度值。
本实施例中，步骤四中，将实际热试验中第m个温区2对应的石英加热器中的第n个灯丝1的实际时变温度边界
Figure 221498DEST_PATH_IMAGE007
赋予试验件加热有限元模型中第m个温区2对应的石英加热器中的第n个灯丝1模型。
本实施例中，步骤五的具体步骤为：
步骤501、获取试验件加热有限元模型中与第m个温区2内的实际测温点对应的模型节点在第i个采样时刻的仿真温度
Figure 306129DEST_PATH_IMAGE008
；
步骤502、根据公式
Figure 334128DEST_PATH_IMAGE009
，计算实际热试验中第m个温区2内的实际测温点在第i采样时刻对应的实际热流
Figure 515710DEST_PATH_IMAGE010
；其中，c为试验件比热容，
Figure 970962DEST_PATH_IMAGE011
为试验件密度，
Figure 808468DEST_PATH_IMAGE012
为试验件加热有限元模型中与第m个温区2内的实际测温点对应的模型节点所在单元的面积，
Figure 374579DEST_PATH_IMAGE013
为试验件加热有限元模型中与第m个温区2内的实际测温点对应的模型节点所在单元的体积；
Figure 410668DEST_PATH_IMAGE014
为试验件加热有限元模型中与第m个温区2内的实际测温点对应的模型节点所在单元在第i采样时刻的仿真热流；
本实施例中，实际热流
Figure 36821DEST_PATH_IMAGE010
为单位时间内通过以第m个温区2内的实际测温点为中心且面积为
Figure 96044DEST_PATH_IMAGE012
的区域的热能；
步骤503、根据公式
Figure 465846DEST_PATH_IMAGE015
，计算目标时变温度边界在I个采样时刻的平均值
Figure 622021DEST_PATH_IMAGE016
，其中，ε为灯丝1发射率，σ为Stefan-Boltzman常数，
Figure 419075DEST_PATH_IMAGE017
为实际热试验中第m个温区2内的实际测温点在I个采样时刻的实际热流的平均值，
Figure 965594DEST_PATH_IMAGE018
；
Figure 873507DEST_PATH_IMAGE034
为实际热试验中第m个温区2对应的第n个灯丝1的轴线与线段
Figure 884189DEST_PATH_IMAGE020
形成的锐角夹角，其中，线段
Figure 852145DEST_PATH_IMAGE021
为灯丝1上的任意一点p与第m个温区2内的实际测温点O的连线；
Figure 885960DEST_PATH_IMAGE035
为第m个温区2对应的第n个灯丝1的轴线与线段
Figure 597564DEST_PATH_IMAGE023
形成的锐角夹角，其中，线段
Figure 728331DEST_PATH_IMAGE023
为灯丝1上的一个端点
Figure 867188DEST_PATH_IMAGE024
与第m个温区2内的实际测温点O的连线；
Figure 122720DEST_PATH_IMAGE025
为第m个温区2对应的第n个灯丝1的轴线与线段
Figure 638015DEST_PATH_IMAGE026
形成的锐角夹角，其中，线段
Figure 623289DEST_PATH_IMAGE036
为灯丝1上的另一个端点
Figure 933047DEST_PATH_IMAGE037
与第m个温区2内的实际测温点O的连线；
步骤504、根据公式
Figure 675875DEST_PATH_IMAGE029
，计算修正后的第m个温区2对应的石英加热器中的第n个灯丝1模型的时变温度边界
Figure 729282DEST_PATH_IMAGE030
；其中，
Figure 569062DEST_PATH_IMAGE031
为试验件加热有限元模型中与第m个温区2内的实际测温点对应的模型节点在I个采样时刻的仿真温度的平均值，
Figure 49722DEST_PATH_IMAGE032
。
需要说明的是，步骤503的公式是根据辐射传热四次方定律推算得到的。
需要说明的是，图1中的线段
Figure 542496DEST_PATH_IMAGE038
即为灯丝1。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种飞机构件热试验的试验件复杂温度场重构方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、使用石英加热器进行试验件的实际热试验：所述试验件的表面具有M个温区（2），每个温区（2）各由一个石英加热器进行加热，一个石英加热器内具有N个灯丝（1），N为正整数；
步骤二、获取各个石英加热器中的灯丝的实际时变温度边界和试验件的各个温区对应的实际测温点的实际温度；
步骤三、针对实际热试验中的试验件和对试验件进行加热的石英加热器建立试验件加热有限元模型；
步骤四、将石英加热器中的灯丝的实际时变温度边界赋予试验件加热有限元模型中的灯丝模型，得到试验件的初始表面仿真温度场；
步骤五、对比各个实际测温点的实际温度和初始表面仿真温度场中与各个实际测温点对应的模型节点的仿真温度，根据对比结果对试验件加热有限元模型中的灯丝模型的时变温度边界进行修正；
步骤六、循环执行步骤四至步骤五，直至试验件加热有限元模型仿真精度满足要求，对该试验件加热有限元模型进行有限元仿真计算，得到修正后的试验件表面仿真温度场，修正后的试验件表面仿真温度场即为实际热试验中试验件的表面真实温度场。
2.按照权利要求1所述的一种飞机构件热试验的试验件复杂温度场重构方法，其特征在于，步骤二的具体步骤为：
步骤201、获取实际热试验中试验件表面的第m个温区（2）对应的第n个灯丝（1）的电压随时间的变化关系；
步骤202、根据灯丝（1）的电压-温度关系，得到第m个温区（2）对应的石英加热器中的第n个灯丝（1）上的温度随时间变化的关系，即第m个温区（2）对应的石英加热器中的第n个灯丝（1）的实际时变温度边界
Figure 743118DEST_PATH_IMAGE001
；m=1,2...，M，n=1,2...，N；
步骤203、获取实际热试验中的第m个温区（2）内的实际测温点在第i个采样时刻的实际温度
Figure 685666DEST_PATH_IMAGE002
，i=1,2，...，I，I为采样时刻总数量。
3.按照权利要求2所述的一种飞机构件热试验的试验件复杂温度场重构方法，其特征在于，步骤202中灯丝（1）的电压-温度关系的获取方法为：基于灯丝（1）在不同温度下的物理特性，通过公式
Figure 58354DEST_PATH_IMAGE003
，采用迭代计算方法获取灯丝（1）的电压-温度关系；其中，T为灯丝（1）的温度，U为灯丝（1）两端的电压，ρ为灯丝（1）电阻率，ε为灯丝（1）发射率，
Figure 478971DEST_PATH_IMAGE004
为灯丝（1）的总长度，
Figure 951541DEST_PATH_IMAGE005
为灯丝（1）的截面积，
Figure 799411DEST_PATH_IMAGE006
为灯丝（1）发热面积，σ为Stefan-Boltzman常数。
4.按照权利要求2所述的一种飞机构件热试验的试验件复杂温度场重构方法，其特征在于，步骤四中，将实际热试验中第m个温区（2）对应的石英加热器中的第n个灯丝（1）的实际时变温度边界
Figure 662325DEST_PATH_IMAGE007
赋予试验件加热有限元模型中第m个温区（2）对应的石英加热器中的第n个灯丝（1）模型。
5.按照权利要求2所述的一种飞机构件热试验的试验件复杂温度场重构方法，其特征在于，步骤五的具体步骤为：
步骤501、获取试验件加热有限元模型中与第m个温区（2）内的实际测温点对应的模型节点在第i个采样时刻的仿真温度
Figure 886633DEST_PATH_IMAGE008
；
步骤502、根据公式
Figure 213709DEST_PATH_IMAGE009
，计算实际热试验中第m个温区（2）内的实际测温点在第i采样时刻对应的实际热流
Figure 498060DEST_PATH_IMAGE010
；其中，c为试验件比热容，
Figure 848270DEST_PATH_IMAGE011
为试验件密度，
Figure 610689DEST_PATH_IMAGE012
为试验件加热有限元模型中与第m个温区（2）内的实际测温点对应的模型节点所在单元的面积，
Figure 792272DEST_PATH_IMAGE013
为试验件加热有限元模型中与第m个温区（2）内的实际测温点对应的模型节点所在单元的体积；
Figure 247524DEST_PATH_IMAGE014
为试验件加热有限元模型中与第m个温区（2）内的实际测温点对应的模型节点所在单元在第i采样时刻的仿真热流；
步骤503、根据公式
Figure 85030DEST_PATH_IMAGE015
，计算目标时变温度边界在I个采样时刻的平均值
Figure 651141DEST_PATH_IMAGE016
，其中，ε为灯丝（1）发射率，σ为Stefan-Boltzman常数，
Figure 687230DEST_PATH_IMAGE017
为实际热试验中第m个温区（2）内的实际测温点在I个采样时刻的实际热流的平均值，
Figure 313383DEST_PATH_IMAGE018
；
Figure 638185DEST_PATH_IMAGE019
为实际热试验中第m个温区（2）对应的第n个灯丝（1）的轴线与线段
Figure 742408DEST_PATH_IMAGE020
形成的锐角夹角，其中，线段
Figure 898582DEST_PATH_IMAGE021
为灯丝（1）上的任意一点p与第m个温区（2）内的实际测温点O的连线；
Figure 633320DEST_PATH_IMAGE022
为第m个温区（2）对应的第n个灯丝（1）的轴线与线段
Figure 242156DEST_PATH_IMAGE023
形成的锐角夹角，其中，线段
Figure 415648DEST_PATH_IMAGE023
为灯丝（1）上的一个端点
Figure 426330DEST_PATH_IMAGE024
与第m个温区（2）内的实际测温点O的连线；
Figure 394286DEST_PATH_IMAGE025
为第m个温区（2）对应的第n个灯丝（1）的轴线与线段
Figure 428101DEST_PATH_IMAGE026
形成的锐角夹角，其中，线段
Figure 874126DEST_PATH_IMAGE027
为灯丝（1）上的另一个端点
Figure 4893DEST_PATH_IMAGE028
与第m个温区（2）内的实际测温点O的连线；
步骤504、根据公式
Figure 81433DEST_PATH_IMAGE029
，计算修正后的第m个温区（2）对应的石英加热器中的第n个灯丝（1）模型的时变温度边界
Figure 664861DEST_PATH_IMAGE030
；其中，
Figure 914577DEST_PATH_IMAGE031
为试验件加热有限元模型中与第m个温区（2）内的实际测温点对应的模型节点在I个采样时刻的仿真温度的平均值，
Figure 899851DEST_PATH_IMAGE032
。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996019095A2 (en) * 1994-12-12 1996-06-20 Traian Manea Fluorescent lamps starter and supply electronic device
WO2010105471A1 (zh) * 2009-03-20 2010-09-23 西安电子科技大学 基于机电热三场耦合的电子设备机箱结构优化设计方法
CN105701316A (zh) * 2016-02-29 2016-06-22 中国飞机强度研究所 一种试验件在力热联合作用下温度控制点位置选择方法
CN108009336A (zh) * 2017-11-28 2018-05-08 北京航空航天大学 一种微桁架结构承载和热防护结构的多目标优化方法
CN109018455A (zh) * 2018-06-20 2018-12-18 上海卫星工程研究所 航天器热变形试验方法
US20200217749A1 (en) * 2018-07-18 2020-07-09 Dalian University Of Technology Parmeter similarity method for test simulation conditions of aerodynamic heating environment
RU2739524C1 (ru) * 2020-07-07 2020-12-25 Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем» (ФГУП «ГосНИИАС») Способ определения температурного поля элементов летательного аппарата при аэродинамическом нагреве
CN114139420A (zh) * 2021-12-02 2022-03-04 北京机电工程研究所 一种石英灯辐射加热虚拟试验方法
CN114676508A (zh) * 2022-05-26 2022-06-28 中国飞机强度研究所 大梯度快时变极端高温环境空天飞机结构热强度评估方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996019095A2 (en) * 1994-12-12 1996-06-20 Traian Manea Fluorescent lamps starter and supply electronic device
WO2010105471A1 (zh) * 2009-03-20 2010-09-23 西安电子科技大学 基于机电热三场耦合的电子设备机箱结构优化设计方法
CN105701316A (zh) * 2016-02-29 2016-06-22 中国飞机强度研究所 一种试验件在力热联合作用下温度控制点位置选择方法
CN108009336A (zh) * 2017-11-28 2018-05-08 北京航空航天大学 一种微桁架结构承载和热防护结构的多目标优化方法
CN109018455A (zh) * 2018-06-20 2018-12-18 上海卫星工程研究所 航天器热变形试验方法
US20200217749A1 (en) * 2018-07-18 2020-07-09 Dalian University Of Technology Parmeter similarity method for test simulation conditions of aerodynamic heating environment
RU2739524C1 (ru) * 2020-07-07 2020-12-25 Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем» (ФГУП «ГосНИИАС») Способ определения температурного поля элементов летательного аппарата при аэродинамическом нагреве
CN114139420A (zh) * 2021-12-02 2022-03-04 北京机电工程研究所 一种石英灯辐射加热虚拟试验方法
CN114676508A (zh) * 2022-05-26 2022-06-28 中国飞机强度研究所 大梯度快时变极端高温环境空天飞机结构热强度评估方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JUN XU ET AL.: "Finite Element Method Design and Fabrication of Thermo-sensitive Quartz Tuning Fork Resonators as Temperature Sensor", 《IEEE XPLORE》 *
丁小恒: "高超声速飞行试验热流密度测量方法与装置研究", 《万方学位论文数据库》 *
刘维维等: "基于有限元分析的电子部件热应力仿真方法", 《探测与控制学报》 *

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