一种炮风洞变壁厚的活塞结构制造技术

一种炮风洞变壁厚的活塞结构，涉及风洞试验领域；包括侧壁和中部锥尖；其中，侧壁为中空圆筒薄壁装结构；中部锥尖为中空锥形结构；中部锥尖的大径端与侧壁的内壁的一端固定连接；中部锥尖的头部指向侧壁的轴向另一端；对活塞易损坏部位壁面进行加厚，采用不同锥角的圆锥曲线设计活塞壁厚，对应力集中处进行倒圆角处理；中部锥尖的壁厚为变厚度结构；中部锥尖与侧壁的连接端最厚，中部锥尖的侧壁沿指向锥顶方向逐渐变薄；中部锥尖与侧壁的连接处采用倒圆角形式连接；中部锥尖的锥顶处采用倒圆角结构；本实用新型专利技术变壁厚的活塞撞击被驱动段末端时，应力分布均匀，活塞使用寿命明显提高，风洞运行成本明显减少。

A piston structure with a thicker wall in a cannon wind tunnel

A piston structure with a thick wall in the wind tunnel, involving wind tunnel testing; including the side wall and the central cone tip; the side wall is a hollow cylinder with a thin-walled structure; the central cone tip is a hollow conical structure; the large end of the central cone point is fixed to one end of the inner wall of the side wall; the head of the central cone points to the other side of the side wall. At the end, the wall of the vulnerable parts of the piston is thickened, the thickness of the piston wall is designed with the conical conical curve of different cone angles, corresponding to the corner treatment at the force concentration; the wall thickness of the central cone tip is a variable thickness structure; the connecting end of the central cone tip and the side wall is the thickest, and the side wall of the central cone tip thins gradually along the direction of the cone top; the central cone is in the middle. The joint of the tip and the side wall is connected by the inverted round angle form, and the cone top of the central cone tip uses an inverted round angle structure. When the piston with variable thickness of the utility model hits the end of the drive section, the stress distribution is uniform, the service life of the piston is obviously improved, and the operation cost of the wind tunnel is obviously reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种炮风洞变壁厚的活塞结构
本技术涉及一种风洞试验领域，特别是一种炮风洞变壁厚的活塞结构。
技术介绍
活塞作为炮风洞产生入射激波的关键部件，对炮风洞流场品质和流动时间起着很重要的作用。传统技术中，活塞重量根据平衡活塞技术计算所得，当被驱动段内径较大时，活塞的壁厚较薄，在活塞撞击被驱动段末端时，活塞容易损坏，对试验模型带来一定的危险，同时提高风洞运行成本。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种炮风洞变壁厚的活塞结构，变壁厚的活塞撞击被驱动段末端时，应力分布均匀，活塞使用寿命明显提高，风洞运行成本明显减少。本技术的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：一种炮风洞变壁厚的活塞结构，包括侧壁和中部锥尖；其中，侧壁为中空圆筒薄壁装结构；中部锥尖为中空锥形结构；中部锥尖的大径端与侧壁的内壁的一端固定连接；中部锥尖的头部指向侧壁的轴向另一端。在上述的一种炮风洞变壁厚的活塞结构，所述侧壁的内直径r为130-160mm；轴向长度L1为40-120mm。在上述的一种炮风洞变壁厚的活塞结构，所述侧壁的壁厚为2-5mm。在上述的一种炮风洞变壁厚的活塞结构，所述中部锥尖的壁厚为变厚度结构；中部锥尖与侧壁的连接端最厚，中部锥尖的侧壁沿指向锥顶方向逐渐变薄。在上述的一种炮风洞变壁厚的活塞结构所述中部锥尖的壁厚为3-15mm。在上述的一种炮风洞变壁厚的活塞结构，中部锥尖外侧壁表面的外锥曲线形成的锥角β为95-125°；中部锥尖内侧壁表面的内锥曲线形成的锥角α为90-120°。在上述的一种炮风洞变壁厚的活塞结构，所述中部锥尖与侧壁的连接处采用倒圆角形式连接；中部锥尖的锥顶处采用倒圆角结构。本技术与现有技术相比具有如下优点：(1)本技术采用活塞在被驱动段高速运动，产生强的入射激波，对活塞下游的试验气体进行压缩产生比传统激波风洞高的总温和总压，提高风洞的模拟范围和能力；(2)本技术中炮风洞具有结构简单、成本低廉的优点，活塞的质量根据平衡活塞技术确定，保证活塞质量在运行过程中不发生较大振幅的振荡，活塞能够快速停止；(3)本技术采用不同锥角的圆锥曲线设计活塞壁厚，对应力集中处进行倒圆角处理。变壁厚的活塞撞击被驱动段末端时，应力分布均匀，活塞使用寿命明显提高，风洞运行成本明显减少。附图说明图1为本技术变壁厚的活塞结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细的描述：根据活塞平衡技术，计算炮风洞实际状态要求的活塞质量，根据活塞在被驱动段中运行过程保持稳定的原则，对变壁厚的活塞进行设计。如图1所示为变壁厚的活塞结构示意图，由图可知，一种炮风洞变壁厚的活塞结构，包括侧壁1和中部锥尖2；其中，侧壁1为中空圆筒薄壁装结构；中部锥尖2为中空锥形结构；中部锥尖2的大径端与侧壁1的内壁的一端固定连接；中部锥尖2的头部指向侧壁1的轴向另一端。其中，侧壁1的内直径r为130-160mm；轴向长度L1为40-120mm；侧壁1的壁厚为2-5mm。中部锥尖2的壁厚为变厚度结构；中部锥尖2与侧壁1的连接端最厚，中部锥尖2的侧壁沿指向锥顶方向逐渐变薄，中部锥尖2的壁厚为3-15mm。中部锥尖2外侧壁表面的外锥曲线2-2形成的锥角β为95-125°；中部锥尖2内侧壁表面的内锥曲线2-1形成的锥角α为90-120°。中部锥尖2与侧壁1的连接处采用倒圆角形式连接；中部锥尖2的锥顶处采用倒圆角结构。中部锥尖2不同型面处都需要倒圆角，光滑过渡，减缓活塞撞击被驱动段的应力集中问题。另外中部锥尖2的尖角处厚度要满足一定的厚度，此厚度能够满足活塞撞击过程中对活塞的损坏。本技术说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种炮风洞变壁厚的活塞结构，其特征在于：包括侧壁(1)和中部锥尖(2)；其中，侧壁(1)为中空圆筒薄壁装结构；中部锥尖(2)为中空锥形结构；中部锥尖(2)的大径端与侧壁(1)的内壁的一端固定连接；中部锥尖(2)的头部指向侧壁(1)的轴向另一端。

【技术特征摘要】
1.一种炮风洞变壁厚的活塞结构，其特征在于：包括侧壁(1)和中部锥尖(2)；其中，侧壁(1)为中空圆筒薄壁装结构；中部锥尖(2)为中空锥形结构；中部锥尖(2)的大径端与侧壁(1)的内壁的一端固定连接；中部锥尖(2)的头部指向侧壁(1)的轴向另一端。2.根据权利要求1所述的一种炮风洞变壁厚的活塞结构，其特征在于：所述侧壁(1)的内直径r为130-160mm；轴向长度L1为40-120mm。3.根据权利要求2所述的一种炮风洞变壁厚的活塞结构，其特征在于：所述侧壁(1)的壁厚为2-5mm。4.根据权利要求3所述的一种炮风洞变壁厚的活塞结构，其特征在于：所述中部锥尖(2)的壁...

【专利技术属性】
技术研发人员：谌君谋，宋可清，李辰，姚大鹏，陈星，刘烜，毕志献，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11