本發(fā)明涉及一種空腔裝置，特別是涉及一種可變形空腔裝置。

背景技術(shù)：

矩形空腔裝置廣泛存在于汽車天窗、飛行器表面的縫隙、飛機起落架艙等結(jié)構(gòu)中。當高速氣流流過空腔時，在空腔外高速氣流－空腔內(nèi)聲場－空腔結(jié)構(gòu)的耦合作用下，空腔內(nèi)部及周邊將產(chǎn)生強烈噪聲，稱之為空腔噪聲?？涨辉肼曌罡吣軌蜻_到170dB以上。高聲強的空腔噪聲很容易使結(jié)構(gòu)發(fā)生共振從而導致結(jié)構(gòu)聲疲勞破壞。

參照圖5～8。文獻“申請公布號是CN105751869A的中國發(fā)明專利”公開一種可變形空腔裝置。該空腔裝置包括前壁面1、第一銷軸2、底板3、第二銷軸4、后壁面5、第三銷軸6、后緣7和導軌8。前壁面1與空腔的一個端面固定，底板3通過第一銷軸2與前壁面1鉸接，后壁面5通過第二銷軸4與底板3鉸接，后緣7通過第三銷軸6與后壁面5鉸接，后緣7上的滑塊安裝在導軌8中。后緣7能夠沿導軌8水平滑動，通過第三銷軸6帶動后壁面5傾斜，進而通過第二銷軸4帶動底板3傾斜，使空腔裝置變形。

文獻研究發(fā)現(xiàn)空腔外氣流速度為289m/s時，將矩形空腔的后壁面傾斜角度調(diào)整為30度(本文所指角度皆為與水平方向夾角)，空腔噪聲一階模態(tài)峰值由165.77dB降低為163.0dB，降低了2.77dB，空腔噪聲二階模態(tài)峰值由162.30dB降低為151.26dB，降低了11.04dB；空腔外氣流速度為204m/s時，將矩形空腔的后壁面傾斜角度調(diào)整為45度?？涨辉肼曇浑A模態(tài)峰值由163.25dB降低為159.10dB，降低了4.15dB，空腔噪聲二階模態(tài)峰值由159.07dB降低為149.77dB，降低了9.30dB。因此，改變后壁面和底面的傾斜角度能夠?qū)⒖涨粌?nèi)噪聲降低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有可變形空腔裝置降噪效果差的不足，本發(fā)明提供一種可變形空腔裝置。該裝置包括前壁面、第一銷軸、底板、第二銷軸、后壁面、第三銷軸、后緣和導軌，還包括前緣和第四銷軸。所述前緣固定，前壁面通過第四銷軸與前緣鉸接，底板通過第一銷軸與前壁面鉸接，后壁面通過第二銷軸與底板鉸接，后緣通過第三銷軸與后壁面鉸接，后緣上的滑塊安裝在導軌中可以水平滑動。通過同時驅(qū)動可沿導軌水平滑動的后緣和可繞第四銷軸轉(zhuǎn)動的前壁面，不僅能夠改變空腔的后壁面和底面的傾斜角度，也能夠改變前壁面的傾斜角度，使空腔裝置變形。與背景技術(shù)相比較具有更好地降噪效果。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種可變形空腔裝置，包括前壁面1、第一銷軸2、底板3、第二銷軸4、后壁面5、第三銷軸6、后緣7和導軌8，其特點是還包括前緣9和第四銷軸10。所述前壁面1通過第四銷軸10與前緣9鉸接，底板3通過第一銷軸2與前壁面1鉸接，后壁面5通過第二銷軸4與底板3鉸接，后緣7通過第三銷軸6與后壁面5鉸接，后緣7上的滑塊安裝在導軌8中。驅(qū)動后緣7沿導軌8水平滑動，通過第三銷軸6帶動后壁面5傾斜，進而通過第二銷軸4帶動底板3傾斜。另外，前緣9不動，驅(qū)動前壁面1繞第四銷軸10轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)前壁面1傾斜。

所述前壁面1、底板3、后壁面5的兩端為圓柱結(jié)構(gòu)，圓柱均制有相同尺寸的通孔。第四銷軸10、第一銷軸2、第二銷軸4、第三銷軸6具有和通孔相同的尺寸。后緣7上滑塊的高度與導軌8上的軌道高度尺寸相同。前壁面1、底板3及后壁面5具有相同的寬度，前壁面1和后壁面5的高度相同?？涨坏那熬?固定，第四銷軸10與前緣9和前壁面1上的通孔間隙配合將兩者鉸接，第一銷軸2與前壁面1和底板3上的通孔間隙配合將兩者鉸接，第二銷軸4與底板3和后壁面5上的通孔間隙配合將兩者鉸接，第三銷軸6與后壁面5和后緣7上的通孔間隙配合將兩者鉸接，后緣7上的滑塊安裝在導軌8中，兩者為間隙配合。后緣7沿著導軌8水平移動，同時前緣9不動，驅(qū)動前壁面1，通過第三銷軸6和第一銷軸2分別帶動后壁面5和底板3運動，使得前后壁面和底面同時傾斜。

本發(fā)明的有益效果是：該裝置包括前壁面、第一銷軸、底板、第二銷軸、后壁面、第三銷軸、后緣和導軌，還包括前緣和第四銷軸。所述前緣固定，前壁面通過第四銷軸與前緣鉸接，底板通過第一銷軸與前壁面鉸接，后壁面通過第二銷軸與底板鉸接，后緣通過第三銷軸與后壁面鉸接，后緣上的滑塊安裝在導軌中可以水平滑動。通過同時驅(qū)動可沿導軌水平滑動的后緣和可繞第四銷軸轉(zhuǎn)動的前壁面，不僅能夠改變空腔的后壁面和底面的傾斜角度，也能夠改變前壁面的傾斜角度，使空腔裝置變形。與背景技術(shù)相比較具有更好地降噪效果。

從圖7中可以看到，在空腔外氣流速度為289m/s時，底面和后壁面傾角分別為5度和30度(與文獻1傾斜角度相同)，同時調(diào)整前壁面傾角為85度，通過Fluent流體仿真軟件數(shù)值計算得，空腔噪聲一階模態(tài)峰值從165.77dB降低到158.26dB，降低了7.51dB(文獻1降低了2.77dB)，一階模態(tài)頻率向右移動80.86Hz；二階模態(tài)峰值從162.30dB降低到148.80dB，降低了13.50dB(文獻1降低了11.04dB)，二階模態(tài)頻率向右移動38.04Hz。

從圖8中可以看到，在空腔外部氣流速度為204m/s時，底面和后壁面傾角分別為1.803度和45度(與文獻1傾斜角度相同)，同時調(diào)整前壁面傾角為60度，通過Fluent流體仿真軟件數(shù)值計算得，空腔噪聲一階模態(tài)峰值從163.25dB降低到151.38dB，降低了11.87dB(文獻1降低了4.15dB)，一階模態(tài)頻率向右移動27.16Hz；二階模態(tài)峰值從159.07dB降低到144.66dB，降低了14.41dB(文獻1降低了9.30dB)，二階模態(tài)頻率向右移動47.08Hz。

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作詳細說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明可變形空腔裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1裝置形狀變化后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是空腔外氣流速度為289m/s、第一種傾斜時可變形空腔噪聲頻譜對比圖。

圖4是空腔外氣流速度為204m/s、第二種傾斜時可變形空腔噪聲頻譜對比圖。

圖5是背景技術(shù)可變形空腔裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是圖5裝置形狀變化后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是空腔外氣流速度為289m/s、后壁面傾斜30度時空腔噪聲頻譜對比圖。

圖8是空腔外氣流速度為204m/s、后壁面傾斜45度時空腔噪聲頻譜對比圖。

圖中，1-前壁面，2-第一銷軸，3-底板，4-第二銷軸，5-后壁面，6-第三銷軸，7-后緣，8-導軌，9-前緣，10-第四銷軸。

具體實施方式

以下實施例參照圖1～4。

本發(fā)明可變形空腔裝置包括前壁面1、第一銷軸2、底板3、第二銷軸4、后壁面5、第三銷軸6、后緣7和導軌8，還包括前緣9和第四銷軸10。所述前壁面1、底板3、后壁面5的兩端為圓柱結(jié)構(gòu)，圓柱均制有相同尺寸的通孔。第四銷軸10、第一銷軸2、第二銷軸4、第三銷軸6具有和通孔相同的尺寸。后緣7上滑塊的高度與導軌8上的軌道高度尺寸相同。前壁面1、底板3及后壁面5具有相同的寬度，前壁面1和后壁面5的高度相同?？涨坏那熬?固定，第四銷軸10與前緣9和前壁面1上的通孔間隙配合將兩者鉸接，第一銷軸2與前壁面1和底板3上的通孔間隙配合將兩者鉸接，第二銷軸4與底板3和后壁面5上的通孔間隙配合將兩者鉸接，第三銷軸6與后壁面5和后緣7上的通孔間隙配合將兩者鉸接，后緣7上的滑塊安裝在導軌8中，兩者為間隙配合。首先后緣7沿著導軌8水平移動，同時前緣9不動，驅(qū)動前壁面1，然后通過第三銷軸6和第一銷軸2分別帶動后壁面5和底板3運動，使得前后壁面和底面同時傾斜，從而改變空腔形狀，改善空腔內(nèi)的流場環(huán)境，達到更好的空腔降噪效果。

本發(fā)明的工作原理：根據(jù)空腔外氣流速度，前緣9保持不動，通過同時驅(qū)動后緣7水平移動與前壁面1的轉(zhuǎn)動來調(diào)整后壁面5、底板3、前壁面1的傾斜角度，從而改變空腔形狀，改善空腔內(nèi)的流場環(huán)境，達到更好的空腔降噪效果。

從圖7可以看到，在空腔外氣流速度為289m/s時，底面和后壁面傾角分別為5度和30度(與文獻1傾斜角度相同)，同時調(diào)整前壁面傾角為85度，通過Fluent流體仿真軟件數(shù)值計算得，空腔噪聲一階模態(tài)峰值從165.77dB降低到158.26dB，降低了7.51dB(文獻1降低了2.77dB)，一階模態(tài)頻率向右移動80.86Hz；二階模態(tài)峰值從162.30dB降低到148.80dB，降低了13.50dB(文獻1降低了11.04dB)，二階模態(tài)頻率向右移動38.04Hz。

從圖8可以看到，在空腔外部氣流速度為204m/s時，底面和后壁面傾角分別為1.803度和45度(與文獻1傾斜角度相同)，同時調(diào)整前壁面傾角為60度，通過Fluent流體仿真軟件數(shù)值計算得，空腔噪聲一階模態(tài)峰值從163.25dB降低到151.38dB，降低了11.87dB(文獻1降低了4.15dB)，一階模態(tài)頻率向右移動27.16Hz；二階模態(tài)峰值從159.07dB降低到144.66dB，降低了14.41dB(文獻1降低了9.30dB)，二階模態(tài)頻率向右移動47.08Hz。

綜上所述，本發(fā)明能夠在不同空腔外氣流速度下，同時調(diào)整空腔前壁面、底面以及后壁面的傾斜角度，從而改變空腔形狀，達到更好的空腔降噪效果。在相同空腔外氣流速度下，相對于背景技術(shù)的可變形空腔裝置，本發(fā)明可變形空腔裝置的空腔噪聲各階模態(tài)峰值降低；各階模態(tài)頻率發(fā)生偏移，能夠有效避開空腔結(jié)構(gòu)共振頻率點，減少噪聲對腔體結(jié)構(gòu)的聲疲勞破壞，達到更好的空腔降噪效果。