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基于平面丝网气动载荷的风洞阻尼网设计

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-02-26  来源:中国丝网  作者:[db:作者]  浏览次数:1592

  风洞,是在一个管道内产生可控的人工气流以供334.按照手册选取一定规格的不锈钢丝网,确定丝的直径和通气率通常生产型风洞阻尼网尺寸很大,因而对整个丝网建立数学模型工作量太大,实际计算时通常建立一个较小模块的丝网模型进行等效计算。

  由于丝网整体承受气动轴向载荷,在整个受力截面上裁荷近似均布,计算时边界条件如下:一是载荷等效作用在该单元中心钢丝横截面上,载荷大小选取丝网所受的轴向冲击载荷,并考虑定安全系数;二是单元周边约束为不可移动,这是由于单元之间没有相对运动对整个丝网而言,由于周边是弹簧拉紧机构周边约束应为可以移动;三是丝网的钢丝之间约束为接触且无穿透(存在接触应力),在面外载荷作用下,横向丝与纵向丝交错叠加并紧密接触,丝是细长体易于产生轴向弹性变形;轴向弹性变形会影响丝与丝之间的接触应力。

  进行网格划分后利用有限元分析软件进行计算,结果如所示,网的应力从中心区域至周边逐渐减小按照强度理论,设计选取最大应力值。位移结果同样是中心区向周边逐渐减小模型只是一个较小单元,该位移可作为。

  2解析方法如前所述在气动载荷作用下阻尼网的内部钢丝之间相互接触,产生接触应力,网的整体刚度变大,丝网呈现非线性。解析法计算中难以估算非线性影响,而近似认为丝与丝之间没有相互作用,这样的计算结果更加保守。因此,可利用柔索公式求解。

  阻尼网在气动载荷作用下呈球冠形,对网的强度计算取1m竟的网作为研究对象。

  度;"为每米长度上网所受的气动力根据以下公式计:为网的净孔长;―为网的丝径。

  1m竟网上不锈钢丝总截面积为:网上的应力!)!/Fi由此,可计算出丝网应力。

  拉网弹簧的设计计算丝网周边有一系列拉网机构,该机构锚挂在周边稳固的支承结构上通过弹簧支撑弹性拉网机构可有效增加缓冲。进行阻尼网设计必须同时进行弹簧的设计计算。

  弹簧间距的确定弹簧是用来支撑丝网的机构,一般大型风洞阻尼网通常有数层由于稳定段一般为形截面,因此每层网沿周向均布若干个弹簧拉紧机构,假定为。个,则每360./.角度间距有一个弹簧机构,若有/层网拉在同一截面上其拉网间距为360./根据拉网机构间距选择弹簧的中径。

  2.2.2弹簧压缩量算:网的面积,)(X),)为网的竟度;(为网的长度。

  假定1m竟网上的不锈钢丝数为根据公式:;0为挠度。

  阻尼网的挠度通常根据风洞运行情况在设计前给定。

  弹簧压缩当阻尼网在气动载荷作用下时,近似呈抛物线形状弧长按抛物线计算如下:2.3弹簧拉力的计算设每两个拉紧机构之间的间距为由于每层阻尼网沿周向均布"个弹簧拉紧机构,则:计算每米竟度上布置的拉网机构数为:根据柔索计算结果,每根弹簧受拉力为:000次)来设计弹簧。

  3阻尼网设计通过丝网和弹簧设计计算选取阻尼网的网丝规格和弹簧,考虑工程应用中的加工工艺和其他要求,可以展风洞阻尼网设计。常用的生产型风洞尺寸大阻尼网设计需要考虑以下因素。

  ―是网的成形与连接。工业用网尺寸较小,为了满足风洞大尺寸网的需要必须进行拼接。网的拼接采用编制法,网周边用钢丝支承,两侧用薄板夹持再通过螺栓连到U型夹上,u型夹用钢丝拉住,通过定滑轮改变方向再连到弹簧支架上,用力矩扳手使拉紧机构受力均匀。

  二是拉网机构的组成和安装。弹性拉网机构可有效增加缓冲避免阻尼网受损。拉网机构固定在稳定段壳体上,如果是夹层结构,则固定在内外壳体间的夹层中,由夹紧装置、拉杆和拉紧机构组成。在安装过程中,通过调节弹簧的压紧力来调整网的绷紧程度。网的捃边可以防止气流在内外壳体之间的拉网空间产生串流。拉杆与夹紧装置之间采用铰裢以防止网的局部打褶,并有助于阻尼网在气流作用下形成球面,以减少网丝中的应力。拉网装置均匀地分布在网的周边,由压紧弹簧产生对阻尼网的拉力。单层阻尼网结构见。

  "结束语在风洞运行过程中的受力情况,采用两种方法进行了丝网在气动载荷作用下的强度计算,有限元分析方法通过建模和边界条件的确定,能直观反映阻尼网某单元的应力和位移情况,获得较为准确的应力数值,但由于通常生产型风洞尺寸大激学模型的建立和数值运算有较大困难解析法也是一种常用手段,因此两种计算方法的结合使用能够为风洞阻尼网设计提供更合适的理论依据。本文同时对弹性拉网机构的弹簧进行了设计计算,进而得出风洞阻尼网设计的一般计算和设计方法,并成功地在我国某大型超声速风洞阻尼网设计的工程应用中得到验证。

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