【技术实现步骤摘要】
一种风洞柔壁喷管柔板系统支撑布局设计方法
[0001]本申请涉及一种风洞柔壁喷管支撑布局设计方法，尤其涉及一种风洞柔壁喷管柔板系统支撑布局设计方法，属于风洞试验特种装备设计
技术介绍
[0002]在风洞中，喷管是保证试验段获得设计马赫数的均匀气流的重要部件。其作用是使气流等熵加速膨胀，在喷管段收缩部分将气流从低亚声速均匀加速到声速后，气流从喷管喉部开始均匀加速膨胀，至喷管出口达到所要求的马赫数。试验段与喷管喉道面积比决定了所要求达到的马赫数，而喷管段型面则影响气流的均匀度。
[0003]随着现代空气动力学的高速发展和广泛应用，连续变马赫数喷管具有越来越重要的应用前景。特别是在风洞试验领域，配有连续变马赫数喷管的风洞可以模拟飞行器加速、减速、巡航等状态，与传统单马赫数喷管相比能够大幅提高风洞试验效率，降低试验费用。
[0004]二维变马赫数喷管主要有两种形式：滑块式喷管和柔壁喷管。中心滑块式喷管由于中心滑块尾迹的影响，出口流场品质一般不高，单边滑块式喷管虽然流场品质有一定改善，但仅在设计马赫数下流场均...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种风洞柔壁喷管柔板系统支撑布局设计方法，其特征在于，包括：步骤一，设计柔壁喷管的理论型面曲线，并计算理论型面曲线的一阶导数和二阶导数；步骤二，选择喷管材料，设计柔板厚度，计算柔板的理论弯曲应力，判断是否小于喷管材料的许用应力，若不满足，则重新设计柔板厚度，若改变柔板厚度仍不满足要求，则重新设计柔壁喷管的理论型面曲线；步骤三，根据试验工况计算出喷管及其下游试验区域的流场分布情况和压力分布数据，并检查喷管及其下游试验区域流场是否满足指标要求，若不满足，则重新设计柔壁喷管的理论型面曲线；步骤四，设计柔板系统纵向支撑铰链点的间距和位置，拟合喷管型面压力分布函数，建立柔板系统分析的数字模型、约束和加载模型，计算柔板应力、支反力、变形和斜率误差，判断加载后的柔板应力和斜率误差是否满足期望值，若不满足，则重新设计柔板纵向支撑铰链点的间距和位置，若仍不满足，则重新设计柔板厚度，计算受载变形后的喷管流场，检查气动载荷作用下变形后的喷管流场是否满足指标要求，若不满足，则重新设计柔板纵向支撑铰链点的间距和位置；步骤五，设计柔板系统横向支撑铰链点的数量、间距、位置和结构，计算柔板截面的横向翘曲，检查加载后柔板横向变形和斜率误差是否满足期望值，若不满足，则重新设计柔板横向支撑铰链点数量、间距、位置和结构，直至满足要求；步骤六，设计执行机构悬挂点位置；计算执行机构在柔壁喷管型面变化后偏摆的最大角度，检查摆角是否满足使用要求，若不满足，则重新设计执行机构悬挂点位置；计算确定柔板支撑铰链点处允许的定位误差；选择执行机构，根据喷管型面综合变形要求，确定喷管框架允许的变形量，完成柔板系统支撑布局设计。2.根据权利要求1所述的一种风洞柔壁喷管柔板系统支撑布局设计方法，其特征在于，所述步骤一，具体步骤为：步骤11，根据特征线理论、设计马赫数以及喷管基本几何参数，在笛卡尔坐标系下，设计柔壁喷管的理论型面曲线，使得理论上风洞试验区域获得均匀的流场品质；步骤12，计算出理论型面曲线的一阶导数和二阶导数；设计柔壁喷管的理论型面曲线的方法为Sivells设计法、Evvard
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Marcus设计法或Maxwell设计法。3.根据权利要求2所述的一种风洞柔壁喷管柔板系统支撑布局设计方法，其特征在于，所述步骤二，具体步骤为：步骤21，选择具有高屈强比且对缺口敏感性低的喷管材料；步骤22，考虑密封设计和加工工艺性，初步设计柔板厚度；步骤23，根据公式：、、、计算柔板的理论弯曲应力，判断是否小于喷管材料的许用应力，若不满足，则重新设计柔板厚度，若改变柔板厚度仍不满足要求，则重新设计柔壁喷管的理论型面曲线，直至满足要求；公式中：表示弯曲应力，单位为MPa；E表示材料的弹性模量，单位为MPa ；t表示柔板厚度，单位为mm；R表示柔板的弯曲半径，单位为mm；y'表示理论型面曲线点的一阶导数；y"
表示理论型面曲线点的二阶导数。4.根据权利要求3所述的一种风洞柔壁喷管柔板系统支撑布局设计方法，其特征在于，所述步骤23中，重新设计柔壁喷管的理论型面曲线，同时更换喷管材料。5.根据权利要求4所述的一种风洞柔壁喷管柔板系统支撑布局设计方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：阎莉，都鹏杰，张威，崔晓春，张刃，邢汉奇，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：
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