本發(fā)明涉及一種熱振動(dòng)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種循環(huán)水冷振動(dòng)連接裝置。

背景技術(shù)：

隨著航天及航空工業(yè)的不斷發(fā)展，高速飛行器技術(shù)的不斷突破，飛行器飛行的馬赫數(shù)越來越高，其關(guān)鍵部位及結(jié)構(gòu)件的溫度在氣動(dòng)熱和高速摩擦作用下越來越高，承受高溫作用的時(shí)間也越來越長(zhǎng)，為了研究受熱結(jié)構(gòu)件在高溫下的靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、及熱力學(xué)等多種力學(xué)特性，必須盡可能模擬結(jié)構(gòu)件真實(shí)工作環(huán)境。就目前而言地面試驗(yàn)依舊是型號(hào)研制階段的有效手段和必要環(huán)節(jié)，因此利用熱振聯(lián)合試驗(yàn)來模擬飛行器結(jié)構(gòu)件飛行過程中所受的氣動(dòng)噪聲產(chǎn)生的振動(dòng)及摩擦產(chǎn)生的高溫作用是一種卓有成效的試驗(yàn)方法。由于長(zhǎng)時(shí)間高溫會(huì)引起振動(dòng)連接裝置性能的減弱，從而影響力的傳遞特性；再者振動(dòng)連接裝置一端連產(chǎn)品一端連振動(dòng)臺(tái)或液壓球頭，振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面及液壓球頭均不能經(jīng)受高溫；因此試驗(yàn)中如何解決振動(dòng)連接裝置同時(shí)滿足傳遞特性和具備冷卻特性至關(guān)重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種循環(huán)水冷振動(dòng)連接裝置，該裝置能夠?qū)φ駝?dòng)連接裝置進(jìn)行有效降溫，從而確保其良好的力傳遞性能。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種循環(huán)水冷振動(dòng)連接裝置，其包括上下貫通的圓柱體，所述圓柱體頂端和底端的周向外緣分別套接有上端面和下端面，所述上端面設(shè)有第一冷卻水管道和用于連接參試產(chǎn)品的第一連接裝置，所述下端面設(shè)有第二冷卻水管道和用于連接振動(dòng)臺(tái)面或液壓球頭的第二連接裝置，所述第一冷卻水管道和第二冷卻水管道通過設(shè)于圓柱體側(cè)壁的側(cè)壁冷卻水管道相連通，且分別設(shè)有進(jìn)水口和出水口。

進(jìn)一步地，所述第一冷卻水管道環(huán)形排布于上端面內(nèi)部，和/或，所述第二冷卻水管道環(huán)形排布于下端面內(nèi)部。

進(jìn)一步地，所述上端面設(shè)有用于放置所述第一冷卻水管道的第一環(huán)形冷卻水管槽，和/或，所述下端面設(shè)有用于放置所述第二冷卻水管道的第二環(huán)形冷卻水管槽。

進(jìn)一步地，所述側(cè)壁冷卻水管道為多個(gè)，多個(gè)所述側(cè)壁冷卻水管道周向排列于圓柱體側(cè)壁，且間隔均勻。

進(jìn)一步地，所述圓柱體側(cè)壁設(shè)有多個(gè)側(cè)壁冷卻水管槽，各個(gè)所述側(cè)壁冷卻水管道分別放置于相應(yīng)的側(cè)壁冷卻水管槽內(nèi)。

優(yōu)選的，所述側(cè)壁冷卻水管道為八個(gè)。

進(jìn)一步地，所述第一連接裝置包括多個(gè)設(shè)于上端面的第一連接孔，和/或，所述第二連接裝置包括多個(gè)設(shè)于下端面的第二連接孔。

進(jìn)一步地，多個(gè)所述第一連接孔間隔均勻，和/或，多個(gè)所述第二連接孔間隔均勻。

進(jìn)一步地，所述上端面為圓環(huán)形，和/或，所述下端面為圓環(huán)形。

進(jìn)一步地，所述圓柱體的高度為190～210mm，優(yōu)選為200mm；所述圓柱體的側(cè)壁厚度不小于20mm，優(yōu)選為20～35mm；所述圓柱體上下貫通而成的通孔的孔徑優(yōu)選為150～180mm。

進(jìn)一步地，所述上端面和下端面在橫截面上的尺寸均大于所述圓柱體的直徑；和/或，所述圓柱體、上端面和下端面的材質(zhì)均為鋼或鋁。需要說明的是，所述上端面和下端面在橫截面上的尺寸指的是上端面或下端面中位于外緣上的兩點(diǎn)所成直線的最長(zhǎng)距離，例如：若上端面和下端面皆為圓環(huán)形，則所述尺寸即指圓環(huán)形上端面和下端面的外徑。

(三)有益效果

本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有以下有益效果：

1、本發(fā)明的循環(huán)水冷振動(dòng)連接裝置包括用于冷卻的循環(huán)水管道系統(tǒng)，工作時(shí)，帶壓循環(huán)水由進(jìn)水口進(jìn)入第一冷卻水管道，流經(jīng)側(cè)壁冷卻水管道，之后側(cè)壁冷卻水管道內(nèi)的冷卻水統(tǒng)一匯入第二冷卻水管道，最后由出水口流出，由此構(gòu)成了封閉式的可循環(huán)型冷卻系統(tǒng)；該冷卻系統(tǒng)的冷卻作用對(duì)高溫的振動(dòng)連接裝置進(jìn)行降溫，確保了試驗(yàn)時(shí)連接裝置的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度，確保了振動(dòng)連接裝置良好的力傳遞性能，從而進(jìn)一步確保了熱振動(dòng)試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

2、本發(fā)明的空心圓柱體上下貫通，貫通的通孔既可以減輕結(jié)構(gòu)重量，利于力的傳遞，又可以輔助散熱，進(jìn)一步增強(qiáng)該裝置的力學(xué)性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述循環(huán)水冷振動(dòng)連接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述循環(huán)水冷振動(dòng)連接裝置橫躺時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、圓柱體；2、上端面；3、下端面；4、第一環(huán)形冷卻水管槽；5、第一冷卻水管道；6、第二環(huán)形冷卻水管槽；7、第二冷卻水管道；8、側(cè)壁冷卻水管道；9、第一連接孔；10、第二連接孔；11、通孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。

在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上；術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”、“前端”、“后端”、“頭部”、“尾部”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以視具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

如圖1和2所示，本實(shí)施例提供了一種循環(huán)水冷振動(dòng)連接裝置，包括上下貫通的圓柱體1，所述圓柱體1頂端和底端的周向外緣分別套接有上端面2和下端面3，所述上端面2設(shè)有第一環(huán)形冷卻水管槽4和用于連接參試產(chǎn)品的第一連接裝置，所述下端面3設(shè)有第二環(huán)形冷卻水管槽6和用于連接振動(dòng)臺(tái)面或液壓球頭的第二連接裝置，所述第一環(huán)形冷卻水管槽4和第二環(huán)形冷卻水管槽6內(nèi)分別設(shè)有環(huán)形的第一冷卻水管道5和第二冷卻水管道7，所述第一冷卻水管道5和第二冷卻水管道7通過設(shè)于圓柱體1側(cè)壁的側(cè)壁冷卻水管道8相連通，且分別設(shè)有進(jìn)水口和出水口(圖中未示出)。

所述側(cè)壁冷卻水管道8為八個(gè)，八個(gè)所述側(cè)壁冷卻水管道8周向排列于圓柱體1側(cè)壁，且間隔均勻；所述圓柱體1側(cè)壁設(shè)有八個(gè)側(cè)壁冷卻水管槽(圖中未示出)，各個(gè)所述側(cè)壁冷卻水管道8分別放置于相應(yīng)的側(cè)壁冷卻水管槽內(nèi)。

所述第一連接裝置包括多個(gè)設(shè)于上端面2的第一連接孔9，所述第二連接裝置包括多個(gè)設(shè)于下端面3的第二連接孔10。多個(gè)所述第一連接孔9間隔均勻，且排列為一圈；多個(gè)所述第二連接孔10也間隔均勻，且排列為一圈。

所述上端面2和下端面3均為圓環(huán)形，上端面2和下端面3的尺寸根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。所述圓柱體1的高度為200mm，所述圓柱體1的側(cè)壁厚度為20mm，所述圓柱體1上下貫通而成的通孔11的孔徑為160mm。

所述上端面2和下端面3在橫截面上的尺寸均大于所述圓柱體1的直徑；所述圓柱體1、上端面2和下端面3的材質(zhì)均為鋼或鋁。

由于試驗(yàn)產(chǎn)品要求在試驗(yàn)的同時(shí)加載高溫和振動(dòng)，產(chǎn)品與工裝在連接面發(fā)生強(qiáng)烈的熱傳遞，必然會(huì)導(dǎo)致連接裝置溫度的上升從而損毀試驗(yàn)設(shè)備。一般鋼、鋁材料在高溫狀態(tài)時(shí)力學(xué)性能會(huì)大幅下降，因此在連接裝置設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮熱載荷問題，對(duì)連接裝置進(jìn)行強(qiáng)制冷卻設(shè)計(jì)，使連接裝置溫度控制在100℃以下，同時(shí)保證試驗(yàn)時(shí)連接裝置的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度。

試驗(yàn)時(shí)，首先將該循環(huán)水冷振動(dòng)連接裝置的下端面與振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面或液壓球頭剛性連接，上端面與參試產(chǎn)品或參試產(chǎn)品的轉(zhuǎn)接夾具剛性連接，帶壓循環(huán)冷卻水由進(jìn)水口進(jìn)入第一冷卻水管道，流入八組側(cè)壁冷卻水管道，而后八組側(cè)壁冷卻水管道內(nèi)的冷卻水統(tǒng)一匯入下端面的第二冷卻水管道，最后由出水口流出。循環(huán)冷卻水流速靠外部水壓調(diào)控。試驗(yàn)前先調(diào)節(jié)好上述循環(huán)冷卻系統(tǒng)，率先讓冷卻系統(tǒng)工作，然后開始溫度載荷的加載，溫度載荷加載到位后進(jìn)行振動(dòng)載荷的加載。

本實(shí)施例的循環(huán)水冷振動(dòng)連接裝置具有一定的通用性，其能夠同時(shí)滿足剛度、強(qiáng)度、傳力要求以及循環(huán)水冷隔熱要求，也能滿足800度高溫條件下的熱振試驗(yàn)需求。本實(shí)施例的空心圓柱體上下貫通，貫通的通孔作為散熱通道，既可以減輕結(jié)構(gòu)重量，利于力的傳遞，又可以輔助散熱，進(jìn)一步增強(qiáng)該裝置的力學(xué)性能。也就是說，該裝置既能滿足振動(dòng)時(shí)的力學(xué)性能，又能兼顧高溫條件時(shí)的冷卻需求，從而確保了產(chǎn)品和試驗(yàn)設(shè)備的安全運(yùn)行，進(jìn)一步確保了熱振動(dòng)試驗(yàn)的精確性。

本發(fā)明的實(shí)施例是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。