[發明專利]用于熱聲聯合試驗的加熱器、試驗裝置及試驗方法

在審

• 申請號: 202110330606.1
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113155386A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 楊堃;劉洋;燕群;郭定文
• 申請（專利權）人: 中國飛機強度研究所
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02;G01N25/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 王世磊

本發明屬于聲疲勞試驗領域，具體涉及一種用于熱聲聯合試驗的弧形石英燈加熱器、熱聲聯合試驗裝置及試驗方法。所述加熱器包括均為弧形結構的第一水冷腔體(1)、第二水冷腔體(2)；第一水冷腔體(1)、第二水冷腔體(2)之間安裝多個石英燈管，以形成弧形加熱器，用于對不規則的試驗件進行加熱；第一水冷腔體(1)、第二水冷腔體(2)上設置有進水口、出水口，用于對石英燈管兩端夾持件進行冷卻；所述第一水冷腔體(1)、第二水冷腔體(2)的兩端均連接有底蓋(3)，底蓋(3)用于支撐水冷腔體。

技術領域

本發明屬于聲疲勞試驗領域，具體涉及一種用于熱聲聯合試驗的弧形石英燈加熱器、熱聲聯合試驗裝置及試驗方法。

背景技術

高超聲速飛行器具有高機動性、遠距離精確打擊等特點，可有效地減少攻擊時間，增強突防和反防御能力，是國際航空航天領域的重要發展方向之一。同時，其飛行服役環境極端苛刻，由推進系統/邊界層產生的高聲強噪聲，局部區域超過180dB。

從20世紀60年代開始，北京強度環境研究所、中科院聲學所、中國飛機強度研究所等針對飛機的金屬壁板結構，開展了室溫噪聲試驗/聲疲勞試驗，并制定了相關設計標準。2000年以后，一些高校針對航空發動機和尾噴管結構開展了部分相關理論和數值分析研究，而熱噪聲疲勞試驗開展較少，國內相關的研究也處于剛剛起步階段，與之對應的相關試驗技術(各種載荷施加、試驗測量、數據分析等)發展也較為緩慢。

石英燈加熱器是飛行器結構熱試驗中廣泛使用的加熱方式，其最大優點是熱慣性小且便于控制。目前許多國家的試驗室仍以使用石英燈輻射加熱器為主。從飛行器結構研究觀點出發，采用石英燈進行結構熱試驗應用最為廣泛。隨溫度的不斷上升，電子元器件失效率增大幅度迅速變大，呈現出指數函數規律，必須承認加熱設計對設備安全不可忽視的重要作用。熱設計的目的在于使元器件的溫度不超過規定的數值，且所選擇的冷卻方法應符合設備工作環境的要求。

發明內容

本發明的目的：提供一種用于熱聲聯合試驗的弧形石英燈加熱器，一方面，所設計的加熱器可以顯著提高目前的加熱能力，且加熱過程穩定，滿足溫度允差要求；另一方面，其對聲場的均勻性影響較小。

本發明的技術方案：一方面，提供一種用于熱聲聯合試驗的加熱器，所述加熱器包括均為弧形結構的第一水冷腔體1、第二水冷腔體2；

第一水冷腔體1、第二水冷腔體2之間安裝多個石英燈管，以形成弧形加熱器，用于對不規則的試驗件進行加熱；

第一水冷腔體1、第二水冷腔體2上設置有進水口、出水口，用于對石英燈管兩端夾持件進行冷卻；所述第一水冷腔體1、第二水冷腔體2的兩端均連接有底蓋3，底蓋3用于支撐水冷腔體。

可選地，所述加熱器還包括：對應分別設置在第一水冷腔體1、第二水冷腔體2側壁的第一壓板4、第二壓板5，用于固定石英燈管的連接線纜。

可選地，所述加熱器還包括：固定連接兩個底蓋的連接定位板7。

另一方面，提供一種用于熱聲聯合試驗的試驗裝置，包括如上所述的加熱器，還包括行波管，所述加熱器固定安裝于行波管的試驗段；所述行波管聲場均勻性的允差在±3dB。

可選地，所述加熱器還包括：與底蓋3端部固定連接的安裝角片8，安裝角片8與行波管試驗段側壁進行連接。

可選地，所述加熱器的溫度控制精度在±50℃。

再一方面，提供一種熱聲聯合試驗的試驗方法，利用如上所述的試驗裝置，所述試驗方法包括：

步驟一、根據試驗件尺寸選擇對應的行波管；根據加熱溫度確定石英燈管距離試驗件表面的距離，加熱溫度越高，石英燈管需距離試驗件表面越近；

步驟二、搭建加熱平臺：行波管試驗段上預留相應的冷卻水管出口以及石英燈管電線出線口，安裝加熱器；