專利名稱：一種用于高焓脈沖風(fēng)洞的金屬成形膜片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)裝置，特別是涉及用于高焓脈沖風(fēng)洞的金屬成形膜片。
高焓脈沖風(fēng)洞是一種氣體動力學(xué)試驗(yàn)裝置。高焓脈沖風(fēng)洞由高壓段、低壓段、噴管段和真空試驗(yàn)段組成。在高壓段與低壓段之間、低壓段與真空段之間安置有金屬膜片。實(shí)驗(yàn)時金屬膜片破裂，高壓段的高壓氣體推動低壓段的氣體或通過推動位于低壓段起始位置的活塞來推動低壓段的氣體來產(chǎn)生一股高焓氣流用于實(shí)驗(yàn)。目前，高焓脈沖風(fēng)洞所使用的金屬膜片為在表面加工有溝槽的金屬平板，其受力狀態(tài)主要為剪切力，實(shí)驗(yàn)時在脈沖作用力的作用下經(jīng)常發(fā)生斷裂、脫落的現(xiàn)象，金屬碎片在高速氣流的作用下可破壞實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)用模型。
本實(shí)用新型的目的在于通過改變膜片結(jié)構(gòu)改變膜片在實(shí)驗(yàn)時的受力狀態(tài)，避免在脈沖作用力的作用下金屬膜片發(fā)生斷裂，保障實(shí)驗(yàn)的安全進(jìn)行。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型提供的一種用于高焓脈沖風(fēng)洞的金屬成形膜片，包括一具有回轉(zhuǎn)曲面的金屬殼體，并在回轉(zhuǎn)曲面的外頂面上開有十字溝槽，所述的十字溝槽是沿子午面與曲面相交的對稱母線開的溝槽，溝槽的深度和寬度的選配由膜片的極限承載能力(或稱破膜壓力)決定。該殼體由三部分組成，一在殼體的上口具有一向外的平板翻邊，一環(huán)狀過渡曲面、回轉(zhuǎn)曲面部分，環(huán)狀過渡曲面位于殼體的平板翻邊與回轉(zhuǎn)曲面部分之間，所述的回轉(zhuǎn)曲面部分與環(huán)狀過渡曲面相切，厚度由環(huán)狀過渡曲面厚度逐漸過渡到曲面S部分的厚度。膜片的極限承載能力是根據(jù)所設(shè)計(jì)的高焓脈沖風(fēng)洞要求來決定的。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于本實(shí)用新型提供的一種用于高焓脈沖風(fēng)洞的金屬成形膜片，采用金屬板沖壓成曲面殼體，再經(jīng)熱處理及機(jī)械加工制成，由于使用中膜片應(yīng)力狀態(tài)以拉應(yīng)力為主，通過改變膜片結(jié)構(gòu)構(gòu)成，使應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生根本改變，承載能力大幅提高，在瞬時施加動載荷破膜時不易發(fā)生脫落掉膜現(xiàn)象。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明

圖1是一般風(fēng)洞示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
圖3是本實(shí)用新型膜片開有溝槽剖面示意圖。
1-風(fēng)洞高壓段 2-風(fēng)洞低壓段3-金屬膜片 4-喇叭型噴管5-殼體 6-平板翻邊7-環(huán)狀過渡曲面 8-曲面S部分9-溝槽實(shí)施例1按圖2制做一塊成型金屬膜片，該膜片由如圖2中所示的一金屬殼體5，在殼體5的上口向外有一平板翻邊6，即在圖中所標(biāo)的尺寸為D1與D2間的平板部分，其厚度為S1。該部分用于膜片定位與壓緊第二部分為D2與D3間的環(huán)狀過渡曲面7，其厚度為S2，曲面曲率半徑為R1，主要作用是防止根部剪切脫落(即將剪應(yīng)力誘導(dǎo)為拉應(yīng)力)，過渡曲面7與平板翻邊6相切，厚度由δ1逐漸過渡至δ2。第三部分為回轉(zhuǎn)曲面部分8，其曲率半徑為R2，厚度為δ3，回轉(zhuǎn)曲面部分8與過渡曲面7相切，厚度由δ2逐漸過渡至δ3，變得薄，一般為曲面內(nèi)側(cè)(凹面)受壓時，曲面的應(yīng)力狀態(tài)為中性面的拉應(yīng)力狀態(tài)(或稱膜力)，曲面外側(cè)頂部上沿子午面與曲面相交的對稱母線開有深度為δ4，寬率為δ5為溝槽，用于誘導(dǎo)破膜，δ4，δ5的選配決定膜片的極限承載(或稱破膜壓力)能力。膜片的極限承載能力是根據(jù)所設(shè)計(jì)的高焓脈沖風(fēng)洞要求來決定的，也就是再根據(jù)高焓脈沖風(fēng)洞所設(shè)計(jì)的參數(shù)來設(shè)計(jì)該膜片的厚度、曲面的曲率半徑和溝槽的深度、寬度。
權(quán)利要求1.一種用于高焓脈沖風(fēng)洞的金屬成形膜片，其特征在于包括一具有回轉(zhuǎn)曲面的金屬殼體，并在回轉(zhuǎn)曲面的外頂面上開有十字溝槽。
2.按權(quán)利要求1所述的一種用于高焓脈沖風(fēng)洞的金屬成形膜片，其特征在于所述的一具有回轉(zhuǎn)曲面的金屬殼體由一在殼體的上口具有一向外的平板翻邊，一環(huán)狀過渡曲面、回轉(zhuǎn)曲面部分三部分組成，環(huán)狀過渡曲面位于殼體的平板翻邊與回轉(zhuǎn)曲面部分之間。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于高焓脈沖風(fēng)洞的金屬成形膜片，其特征在于所述的十字溝槽是沿子午面與曲面相交的對稱母線開的溝槽，溝槽的深度和寬度的選配由膜片的極限承載能力決定。
4.如權(quán)利要求1所述的一種用于高焓脈沖風(fēng)洞的金屬成形膜片，其特征在于所述的回轉(zhuǎn)曲面與環(huán)狀過渡曲面相切，厚度由環(huán)狀過渡曲面厚度逐漸過渡到回轉(zhuǎn)曲面部分的厚度。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于高焓脈沖風(fēng)洞的金屬成形膜片。該膜片包括:一具有回轉(zhuǎn)曲面的金屬殼體,并在回轉(zhuǎn)曲面的外頂面上開有十字溝槽。該膜片采用金屬板沖壓成二次曲面殼體,再經(jīng)熱處理及機(jī)械加工制成,由于使用中膜片應(yīng)力狀態(tài)以拉應(yīng)力為主,通過改變膜片結(jié)構(gòu)構(gòu)成,使應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生根本改變,承載能力大幅提高,在受到脈沖載荷破膜時不易發(fā)生脫落掉膜現(xiàn)象。
文檔編號G01M9/00GK2496006SQ0120797
公開日2002年6月19日 申請日期2001年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月16日
發(fā)明者林建民 申請人:中國科學(xué)院力學(xué)研究所