[发明专利]一种高温振动试验用隔热装置

说明书

技术领域

本发明涉及高温振动综合环境试验领域，具体涉及一种高温振动试验用隔热装置。

背景技术

处于高温环境下的结构，受热后材料性能会随温度变化而变化，特别是金属材料在高温环境中弹性模量等参数会明显改变，从而使结构刚度变化。另外，结构内部会产生热应力，结构强度和刚度因此也会受到影响。弹性性能的变化进而引起结构固有频率、振型等特性的变化。典型的结构如高速飞行器中翼、舵，发动机喷管，高温管路等，均处于高温振动环境中，结构的性能受到高温环境及振动环境的综合影响。

高温振动试验是验证结构在使用环境下的动态特性，并考核设计的合理性及安全性。试验一般采用激振器或振动台产生振动，并使用烘箱或石英灯等装置加热试验产品，实现温度及振动的综合环境模拟。对于试验件与振动设备的连接界面，不仅要满足耐高温的需求，同时又要保证在高温下具有一定刚度，以实现振动载荷的传递及施加。

现有试验中一般使用石棉等隔热材料，但弹性模量较小，会极大影响振动的传递，对振动试验设备要求较高。此外，对于长时间的高温振动试验，振动设备传递的热量会随时间的增加而增加，达不到长时间试验需求。

本发明提供一种高温振动试验用隔热装置，采用复合材料及钢性材料的双层结构，使用复合材料满足高温下的刚度需求，利用刚性材料较高的传热特性，使热量集中在刚性材料中，并使用冷却介质冷却，以满足长时间的高温振动试验需求。

该装置体积小，重量轻，操作极为方便。

发明内容

本发明针对高温振动试验中需要有效连接高温试验件及激振设备，要求连接件在高温下具有较高刚度，并具有较高的隔热能力，提出一种高温振动试验用隔热装置。装置连接高温试件及激振设备，具有较高刚度，可实现振动的传递，并在高温下具有隔热能力，满足长时间高温振动试验的需求。

本发明提供的一种高温振动试验用隔热装置，其特征在于，包括：主体、导热层、主体端盖，导热层一端与主体固定连接，另一端与主体端盖固定连接，所述主体材料为C-Si-C复合材料，包括主体支撑，所述导热层材料为刚性材料，包括导热层承插孔、冷却剂入口、冷却剂出口，主体支撑穿过导热层的导热层承插孔与主体端盖连接，主体与导热层及主体端盖之间形成冷却剂流道。

所述主体与导热层固定连接具体为：通过主体螺纹孔与导热层上连接孔螺纹连接，通过主体中心孔与导热层上中心螺纹孔螺纹连接；导热层与主体端盖固定连接具体为：通过导热层下连接孔与主体端盖螺纹孔螺纹连接，通过主体端盖中心孔与导热层下中心螺纹孔螺纹连接；主体与主体端盖连接方式为焊接、螺栓连接、粘结。

所述主体还包括凸台、主体外接孔，外部高温试验件置于凸台上，通过主体外接孔与外部高温试验件连接，主要作用是减小了导热面积，降低了高温试件向主体的热量传递。

所述导热层还包括导热层密封槽，导热层密封槽置于主体与导热层之间、主体端盖与导热层之间，密封圈置于导热层密封槽中。这样，主体与导热层之间形成冷却剂流道，当冷却剂由冷却剂入口进入后，与主体及导热层之间充分接触换热，将导热层的热量吸收，并由冷却剂出口排出。由高温试件通过凸台传递至复合材料的热量，大部分被导热层吸收，少部分经主体支撑传递。

进一步的，所述密封圈材料为铜、氟塑料、高温橡胶。

进一步的，所述导热层材料是碳钢、不锈钢，具有较高的导热系数，可以吸收主体大部分的热量。

进一步的，所述冷却剂为水、油、液氮。

本发明的有益效果如下：

本发明使用复合材料作为主体，可以满足极高温度下的振动传递。使用导热层将热量吸收，并与冷却介质充分换热，满足高温振动试验的刚度和隔热要求。本发明可以满足各种常温振动试验及高温振动试验。该装置体积小，重量轻，操作极为方便。

附图说明

图1是本发明的高温振动试验用隔热装置主视图；

图2是本发明的高温振动试验用隔热装置俯视图；

图3是本发明主体的主视图；

图4是本发明主体的俯视图；

图5是本发明导热层的主视图；

图6是本发明导热层的俯视图；

图7是本发明导热层的剖视图；

图8是本发明主体端盖的底视图；

图9是本发明主体端盖的主视图；

图10是本发明的实施例。