[发明专利]一种风洞拐角段椭圆环壳体成型方法

说明书

本发明提供一种风洞拐角段椭圆环壳体的成型方法，包括如下步骤：（1）近似椭圆环壳体分段辊制；（2）分段壳体曲率矫正；（3）圆弧板壳体组焊；（4）椭圆环壳体与外部加强筋组焊。本发明可用于制作风洞拐角段的椭圆环壳体，具有方法简单、通用性强、容易操作、精度较高等特点，解决了大型风洞拐角段椭圆环壳体精度控制的难题。

技术领域

本发明涉及风洞设备制造领域，具体提供一种风洞拐角段椭圆环壳体的成型方法。

背景技术

风洞是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备，它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具之一。拐角段是风洞洞体的重要组成部分，可实现气流流向的改变。拐角段的两段45°斜切直筒体之间通过椭圆环壳体进行连接，椭圆环壳体内部安装有改变气流方向的高精度导流片，如何控制拐角段中各壳体之间的连接尺寸是保证风洞拐角段建造质量的关键因素。

因风洞拐角段椭圆环壳体的尺寸很大，椭圆长轴尺寸达到5-15m，短轴达到3-8m，无法用整体模具进行制作，而传统的风洞拐角段椭圆环壳体主要采用压制成型的方法进行壳体不同曲率的加工，该方法中将椭圆环壳体沿其长轴方向切分为两个分段，各分段在压力机中以顶压的方式同时加工成型。顶压过程中需要工人师傅凭借经验来调整模具的顶压深度，加工过程繁琐且效率低下，难以满足风洞大型化发展的趋势。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：

一种风洞拐角段椭圆环壳体的成型方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）近似椭圆环壳体分段辊制

根据风洞拐角段椭圆环壳体的设计尺寸，利用“四心圆法”得到近似椭圆，将近似椭圆环壳体分为四个分段：分段KK₁、分段KN、分段NN₁和分段K₁N₁，其中分段KK₁与分段NN₁有相同的曲率半径R₁，分段KN与分段K₁N₁有相同的曲率半径R₂，根据由“四心圆法”得到的近似椭圆中各分段的长度占近似椭圆总周长的比例，将标准椭圆周长分为对应比例的四部分，将与该四部分等长度的直板分别辊制出曲率半径为R₁的两块圆弧板a和圆弧板c，以及曲率半径为R₂的两块圆弧板b和圆弧板d，圆弧板a、圆弧板b、圆弧板c和圆弧板d的长度之和等于标准椭圆的周长；

（2）分段壳体曲率校正

采用CAD软件在矫形平台上放样得到标准椭圆轮廓线，将四块圆弧板辊制完成后放置于辅助矫形平台上拼接，得到的近似椭圆与标准椭圆轮廓线比较，利用夹紧装置调整矫正各圆弧板壳体曲率；

（3）圆弧板壳体组焊

椭圆环壳体曲率矫正完成后，借助夹紧装置夹紧固定各分段圆弧板壳体之间的对接接头，对称组焊椭圆环壳体的各个分段圆弧板；

（4）椭圆环壳体与外部加强筋组焊

椭圆环壳体各分段圆弧板组焊完成后，拆除椭圆环壳体外侧夹紧装置组装椭圆环壳体外部加强筋并与椭圆环壳体外侧壁焊接。

所述的夹紧装置为若干个，分别设置在椭圆环壳体长短轴端点处、各分段对接接头两侧、以及其他曲率待调整位置。