基于石墨的宽温度区间快时变热载荷模拟方法 |
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引用本文: | 张仡,王彬文,吴敬涛,丛琳华,陈宏,李世平.基于石墨的宽温度区间快时变热载荷模拟方法[J].航空学报,2024(3):165-173. |
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作者姓名: | 张仡 王彬文 吴敬涛 丛琳华 陈宏 李世平 |
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作者单位: | 中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(12090034);;航空科学基金(2018ZF23012)~~; |
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摘 要: | 针对高超声速飞机结构试验中大范围快速升/降温加载难题,提出了一种基于石墨的宽温度区间快时变热载荷模拟方法。首先,形成了一种基于平板式石墨加热元件的超高温环境设计流程,提出了考虑加热环境的加热元件厚度设计与强度校核方法;其次,针对快时变热载荷模拟需求,提出了基于加热元件与试验件解耦的快速升温方法,分析了封闭环境中强迫对流换热降温效率;最后,基于前述方法研制了大范围快时变热载荷模拟试验系统,并针对炭气凝胶试验件开展了超高温快速升/降温试验验证。研究表明,试验件表面温度响应与设计要求基本一致,无明显的温度变化滞后与变化缓慢现象。针对碳基材料平板试验件,试验系统可实现500~1 800℃范围内的可控多次快速升温与快速降温,升/降温速率可达到10℃/s,为高超声速飞机结构热试验提供了技术条件。
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关 键 词: | 热试验 热载荷模拟 石墨加热 快速升/降温 炭气凝胶 |
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