土工离心机研制概述

简要介绍了土工离心机发展状况,结合TLJ-500型土工离心机设计情况,重点就土工离心机研制及设计需关注的问题进行讨论。比较了土工离心机的总体布局和三种不同主机结构方式的优缺点,就离心机最大加速度、有效半径、容量等土工离心机设备研制的相关指标确定进行了讨论。详细描述了土工离心机主传动系统,转动系统,油、水、气旋转接头系统,控制系统,测试系统等系统设计情况。针对离心机消耗功率、主机室内温升、实验室噪音控制等问题,对实验室建设提出几点建议。     

“加速度环境试验技术”专题 序言

<正>加速度试验是装备环境试验的一个重要项目,在我国两弹一星的发展过程中,相关研究单位研制了离心试验机并开展了相关离心试验,比如卫星环境工程研究所的4 3型离心机,中国工程物理研究院总体工程研究所的1号离心机,都属于代表性试验装备,在我国卫星导弹研制定型过程中发挥了重要作用。加速度试验技术与相关设备随着需求的提升和相关基础技术的发展而不断发展提高。从试验需求来讲,各种复合试验技术,比如气动力-离心协调加载、温度     

动态飞行模拟器及其发展概述

在分析载人离心机对航空生理医学研究以及飞行员高过载训练作用的基础上,详细介绍了载人离心机向动态飞行模拟器的发展历程,并对国内外发展历史、发展现状进行总结,重点介绍当代国际上主要厂家以及国内载人离心机发展历程中的代表性产品。随着我军先进战机的大量服役,国内仅有的一台引进的动态飞行模拟器已不能满足使用需求,中国工程物理研究院总体工程研究所在多年大型科学实验用离心机研制经验的基础上,开展动态飞行模拟器研制工作,目前已完成部分主要性能指标的调试工作,并根据工程研制经验对动态飞行模拟器研制过程中的关键技术以及国内未来发展趋势展开分析讨论。     

土工离心机风阻计算方法的对比研究

目的评估不同土工离心机风阻功率估算方法的效果和优缺点,为工程应用及未来研究发展方向提出建议。方法重点以土工离心机为例,总结几种有代表性的计算方法,系统分析不同方法之间的共性和差异。通过一个算例,同时结合以往离心机的设计经验,对各种方法的效果进行对比。结果法国方法、美国方法、中国工程物理研究院方法和CFD仿真方法在精度上依次增大,但复杂性依次升高,后两种方法不需借助试验来确定参数。结论对于中低速土工离心机,中国工程物理研究院方法具有较大的优势。随着土工离心机向着高速、大规模方向发展,经典解析方法的适用性尚未得到充分验证,基于CFD的高置信度仿真是一种较好的解决方案。     

科学试验用离心机发展综述

分别阐述了国内例行试验离心机、土工离心机、载人离心机和精密离心机等四类科学试验用离心机的发展历史和现状;从研制单位角度出发,通过实例分别对世界各国科学试验用离心机的现状进行了详细的介绍;最后对科学试验用离心机的发展趋势作了剖析,提出了海工离心机、巨型土工离心机、高保真飞行模拟器、复合环境试验离心机和高精密离心机等五个发展方向。     

TLJ-60A型土工离心机转臂系统力学分析与实测分析

目的评估TLJ-60A型土工离心机转臂系统能否满足强度要求,并提出改进建议。方法对转臂系统建立三维有限元数值模型,确定载荷条件和边界条件,计算关键部位的最大等效应力,给出材料使用建议。在建成后离心机运行中进行应变响应实测,并就计算结果与实测数据进行比较分析。结果数值模拟结果与实测结果吻合较好,平均差异为4.5%,最大差异为12.46%,数值模拟偏保守。结论评估结果及改进建议是正确的,支撑了设备研制的一次成功。     

基于ZJU400土工离心机的CFD模拟方法

目的给出可靠的CFD模拟方法,用于土工离心机风阻功率估算,得到流场及温度场模拟结果。方法针对ZJU400中高速大型土工离心机,利用结构化网格划分使转臂及内壁面处的y+值<30,使其满足湍流模型边界层厚度要求。利用k-omega SST湍流模型和MRF多参考系方法对ZJU400土工离心机进行数值模拟,对模拟所得风阻功率、流场和温度场进行对比验证。结果模拟所得风阻功率与ZJU400实测数据偏差<10%,模拟所得流场与文献[8]中的结果吻合,温度场与实测数据吻合。结论针对ZJU400中高速大型土工离心机的CFD模拟方法取得了精度较高的模拟结果,通过仿真模拟弥补了大型土工离心机实验数据缺乏问题,减少了对实验数据的依赖,为制造设计和研究大型土工离心机提供了CFD模拟方法。     

高速土工离心机温升的数值模拟

目的 数值计算高速土工离心机机室温度分布,研究不同真空度和侧壁温度对机室温升的影响,并为高速土工离心机提出温控方案。方法 针对一款在建的高速土工离心机,采用SRF方法和RNG k-ε湍流模型对其进行数值计算,对比不同转速下离心机的温升。针对加速度为1 500g的运行工况,对比不同机室压力和侧壁温度对机室温升的影响。结果 高速土工离心机以1 500g加速度运行时,机室最高温度可达83 ℃。运行压力从100 kPa降至3 kPa,机室最高温度下降约15 ℃,侧壁温度每降低10 ℃,机室最高温度降低约5 ℃。另外,真空度配合侧壁冷却无法满足散热要求时,可考虑在机室顶部靠侧壁布置面积不小于顶部面积1/4的冷却环。结论 利用CFD数值计算方法,定量得到了高速土工离心机机室温度随转速、真空度和侧壁温度的变化,为其冷却方案的设计提供了参考。     

多输入多输出振动试验应用综述

针对目前我国产品研制振动试验应用中存在的共性问题进行了分析,介绍了多台多轴振动试验系统的国内外应用情况,对试验系统进行了分类,介绍了多台多轴振动试验控制器和控制方法,探讨了其工程需求和应用难点,最后针对我国多输入多输出振动试验技术的发展提出了建议。     

基于CFD方法的土工离心机数值建模

目的 研究湍流模型和旋转域划分对土工离心机数值计算的影响,以建立适用于土工离心机计算的数值模型。方法 针对一款有实测风阻功率的土工离心机模型,分别采用SRF和MRF方法进行建模,选用标准k-ε、RNG k-ε和SST k-Omega湍流模型,对不同转速下土工离心机室内流场进行数值模拟,对比计算所得风阻功率、流场及温度场分布。结果 标准k-ε模型和SST k-Omega模型对湍流黏度的过度预测会导致计算所得土工离心机风阻功率偏大。中低转速下,旋转域的划分对计算结果的影响较小,但采用SRF方法计算所得的风阻功率与实验值更接近。结论 通过对比实验结果,为土工离心机计算建立了较为可靠的数值模型,并通过对比流场分布分析了因湍流模型选择引起计算误差的原因,为土工离心机数值模拟提供了思路。