| 电热除冰传热特性的结冰风洞实验研究 |
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| 引用本文： | 肖春华, 梁鉴, 林伟, 王茂, 刘蓓. 结冰风洞冰与固壁间剪切黏附应力和强度的初步研究[J]. 空气动力学学报, 2018, 36(5): 798-804. DOI: 10.7638/kqdlxxb-2017.0125 |
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| 作者姓名： | 肖春华 梁鉴 林伟 王茂 刘蓓 |
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| 作者单位： | 1.中国空气动力研究与发展中心 低速空气动力研究所, 四川 绵阳 621000;2.中国空气动力研究与发展中心 飞行器结冰与防除冰重点实验室, 四川 绵阳 621000 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金面上项目（11572338）;国家重点基础研究计划（2015CB755804） |
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| 摘 要： | 
为研究飞机结冰与固壁间的黏附强度,耦合固体力学实验方法和结冰风洞试验方法,在3 m×2 m结冰风洞试验段内开展了冰与固壁间的剪切黏附强度测量试验。首先,基于结冰风洞试验段,建立了冰与固壁间剪切黏附强度测量试验装置及其试验模型。然后,通过固定外试验模型、拉伸内试验模型的方式,实现了冰从固壁表面的剥离,并针对此冰层剪切剥离过程建立了相应的计算模型。
采用平面弹性力学方程描述该计算模型,采用非结构网格技术对计算区域进行划分,利用有限元方法对控制方程组进行离散,根据不同断裂力学判断准则的适应范围,采用了最大剪切强度准则用于判断剪切拉伸作用对冰层剥离的影响,计算结果表明,随着作用于内试验模型的轴向力载荷增加,冰与固壁间的剪切黏附应力也将增加,由于外试验模型的固定约束,在冰与固壁间的黏附界面两端会出现两个轻微的剪切黏附应力峰值,而在黏附界面中间位置,剪切黏附应力变化比较平缓。结冰风洞试验获得的剪切黏附强度在0.4 MPa到1.0 MPa之间,与参考文献中的试验结果比较吻合,明冰的剪切黏附强度大、霜冰的剪切黏附强度低,说明本文的试验方法和装置都比较合理,试验结果也验证了计算模型和计算结果的合理性。
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| 关 键 词： | 结冰 黏附强度 黏附界面 结冰风洞 剪切应力 除冰 |
| 收稿时间： | 2017-07-13 |
| 修稿时间： | 2017-08-31 |
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