低温风洞电动推杆热防护结构设计及传热分析

发布时间：2021-07-03 03:52

　　随着航空航天技术的快速发展,风洞试验已成为在地模拟飞行器实际运行不可或缺的重要方法。现有常规风洞受结构及动力装置等各方面因素的限制,无法在全尺寸Re内对飞行器进行模拟试验,致使结果失真甚至错误,造成不可估量的损失。为提高风洞内Re,使之接近或达到飞行器实际运行值,一般通过降低风洞工作温度来实现。低温风洞正常运行时,洞体内部达到深冷状态,若将风洞内部元器件直接暴露于低温环境中将会致其无法正常工作甚至损坏。为保证低温风洞内元器件的正常运行,针对低温风洞中工作的电动推杆元件设计了热防护结构,并基于数值模拟软件对所设计的热防护结构进行了结构分析和传热分析。主要工作如下:（1）低温风洞电动推杆热防护结构设计。基于低温风洞运行环境和热防护技术指标设计了聚氨酯发泡和真空绝热两种热防护结构,通过对比选用聚氨酯发泡为电动推杆热防护结构。鉴于电机发热与低温工况下电动推杆局部低温,设置气体冷却系统与局部加热元件,以满足热防护结构的功能要求。（2）热防护结构非线性屈曲及强度分析。考虑材料非线性和结构初始几何缺陷,通过ANSYS软件建立了屈曲分析有限元模型并进行分析,确定了结构最大屈曲位置,得到了初始几何缺陷大... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

国外大型低温风洞内部实景

2015 年建成了 0.3m 低温高 Re 跨声速风洞，风洞试验段尺寸为 0.1m 0.1m 0.3m，最高总压 1.5赫数 0.04～0.25[38]。该风洞壳体由 5mm 厚的铝合金板敷设 5 层共 100mm 厚的超细玻璃棉绝热层[39]，最终确定使用厚 4 层共 82mm 的超细玻璃纤维材料进行绝隔开，最外侧包覆塑料薄膜防止空气中的水蒸汽进入果，当低温风洞总温降至 120K 并运行 17 分钟左右后结霜现象[40]。 0.3m 低温风洞实景，该风洞试验段尺寸为 0.325m 5Pa，最低总温 110K，马赫数 0.15～1.3[41]。洞体外侧作为绝热材料，绝热材料之间使用低温胶粘接，每层外层覆盖防潮层，在可拆卸处使用软质泡沫作为绝热mm[38]。

入冷却气体来带走电机产生的热量，确保电动推杆的压软管，通过快速接头[44]与设置于热防护结构上的冷此之外，防护壳上还设置有传感器接线口 4，电机电线接口 2，所有接线口均使用接插件结构将壳体内线缆对信号线产生干扰，所有线缆均采用带有丝网结构的热片电源线接口；3 电机电源线接口；4 传感器接线口；5 加强筋；7 不锈钢防护壳；8 聚氨酯绝热层；9 冷却气体出图 2.2 聚氨酯发泡热防护结构154327 8 9


本文编号：3261812