汽车环境风洞试验能力综述

环境适应性试验是车辆研发验证过程中必不可少的环节,而汽车环境风洞已经成为环境适应性开发验证的重要设施.简述了车辆环境适应性测试方法以及汽车环境风洞的发展历史;详细介绍了汽车环境风洞实验室的组成以及各个子系统的功能和参数;重点介绍了汽车环境风洞的试验能力,包括可以开展的试验车型和试验项目,特别是依托环境风洞才能完成的汽车极限气候性能模拟试验,以及达到这些能力所需要的设备指标.并结合目前行业现状,对汽车环境风洞的使用和发展进行了总结和展望.     

DIN 75220标准阳光模拟试验与海南户外暴露试验对比研究

为了对比DIN 75220标准阳光模拟试验与我国海南户外暴露试验,以某型汽车整车和PC、PS标准板为研究对象,对自然曝晒试验和基于DIN 75220标准的整车阳光模拟试验中汽车典型部位微环境、汽车典型部件失效行为以及温度校正太阳辐射量的结果进行了对比研究。分析了2种试验方法中各统计量间的相关关系,进一步结合2种方法下的油漆件色差、内外饰件间缝隙变化结果以及关键部件典型失效问题,提出了适合用于模拟我国海南典型湿热自然环境的定制化阳光模拟试验循环。研究结果表明,基于DIN 75220标准的1个周期整车阳光模拟试验可以反映约80%的湿热自然环境整车曝晒试验3~6个月出现的失效问题。DIN 75220标准中,潮湿气候循环试验可以较好地模拟我国海南湿热自然环境,35个潮湿气候循环可以模拟海南整车自然曝晒1 a。     

400g-t复合环境试验离心机研制

目的研制一种容量达到400g-t的复合环境试验模拟离心机,能够实现离心-振动、离心-温度等复合环境模拟试验的开展。方法分解离心机的技术指标,进行总体部件设计、主驱动控制设计以及关键部件设计。系统配置静、动平衡检测装置,同时设计静态平衡调节装置。结果设计的静态平衡调节装置最大能调节6 t负载。系统预留多种复合模拟试验接口,可以实现离心-振动、离心-温度等复合环境模拟试验的开展。结论设计的400g-t综合环境试验离心机达到设计指标,满足工程应用与科学研究需求。     

基于模拟环境的特种车辆热平衡试验研究

对环境模拟试验室进行了技术改造,将设计指标设定为模拟环境温度-43℃,满足功率为400kW车辆的动态热平衡。在环境温度35～55℃时,环境模拟试验室制冷能力有了很大提高,采取适当的试验方法在环境模拟试验室中进行功率400kW以上车辆的热平衡试验,既可以满足国军标中规定的试验条件,又可以发现被试车辆研制过程中存在的问题,为工程设计人员提供了可靠的设计或改进依据。     

气候环境实验室降雪环境模拟技术研究

目的建立实验室降雪环境模拟技术,为飞机等武器装备降雪环境适应性试验验证提供技术支持。方法基于对自然降雪和实验室模拟降雪机理的对比与分析,提出影响实验室内模拟降雪的关键因素,并结合理论分析和试验研究,得出实验室内模拟降雪环境的冷负荷计算方法和最优成雪的水粒直径。结果建立了实验室降雪环境模拟技术,采用该降雪环境模拟技术,降雪强度及降雪品质均满足飞机等武器装备降雪环境适应性试验验证需求。结论建立的降雪环境模拟技术切实有效,可用于实验室飞机等武器装备降雪环境适应性试验研究。     

汽车环境风洞降雨模拟影响因素研究

目的 研究自然界降雨量与汽车环境风洞模拟降雨量之间的关系,得到中国气象条件的雨量设定经验公式,为汽车环境风洞模拟降雨量的设定提供理论依据。方法 理论分析自然界气象降雨和汽车环境风洞模拟降雨的特点和差异,研究影响汽车环境风洞模拟降雨量的因素。结果 在无风条件下,影响汽车环境风洞降雨量的因素有气象降雨量、前挡风玻璃倾角、雨滴直径和车速等。按照车速将降雨分为汽车停止和汽车行驶2种模式,提出结合中国气象条件的汽车环境风洞模拟降雨量的经验公式。结论 在相同降雨等级下,汽车停止状态下的汽车环境风洞降雨量一般大于车辆行驶状态。在气象降雨量等级为短时中雨时,行驶汽车的雨量设定值与车速呈指数增长关系。     

多因素综合高原高寒气候环境模拟加速试验箱研制

目的研制一种多因素综合高原高寒气候环境模拟加速试验箱,主要用于高原地区使用的工艺、材料和零部件的快速筛选和环境适应性评价。方法通过高原气候特征分析、工艺验证和文献分析,进行设计、制造、试验谱设计和试验验证等工作。结果解决了光照和高低温低气压环境条件的同时施加问题,形成同时施加光照、气压、温度、湿度和风速五因素的高原高寒气候环境模拟加速试验箱。设计了一套高原高寒气候环境模拟加速试验谱,实现了高原高寒气候环境的多因素综合模拟和加速。结论试验箱各项技术指标达到设计要求。塑料样品的拉伸强度和冲击韧性性能、有机涂层的色差和光泽变化指标,与拉萨站试验结果进行对比,具有良好相关性和加速性。本试验箱可用于高原地区使用的工艺、材料和零部件的快速筛选和环境适应性快速评价。     

基于电磁混响技术的电磁环境与自然环境综合试验技术

目的研究电磁环境与自然环境综合试验方法。方法针对装备电磁环境与温度、湿度环境的多物理场综合试验需求,基于电磁混响技术,解决不同环境模拟相容性问题,对关键部件进行分析和设计,并依据相关标准进行了性能测试。依据IEC61000-4-21,分别测试电磁环境与自然环境综合箱在常温、高温和低温条件下的场均匀性。结果综合场均匀性偏差最大值小于3 d B,性能满足标准要求。结论基于电磁混响技术的综合试验方法,为装备在多重环境应力综合作用下效应机理研究和适应性考核提供了手段。     

一种适用于深水压试验的传压隔热装置设计

目的真实高效地进行深水压环境的温度模拟。方法提出一种深水压试验压力加载过程中的恒温实现方法,通过开展基于皮囊的结构设计、密封性设计、导热性研究等工作,设计一种适用于深水压试验的传压隔热装置,对其进行理论分析和仿真计算。结果该装置可以实现液体温度在较长时间内基本恒定,具有良好的传压隔热性能。结论在建立的实验系统上进行了试验研究,实现了深水压环境模拟试验中压力载荷同步条件下液体温度小范围恒定功能,该技术为深水压环境试验的相关技术研究提供了技术储备。     

大型综合气候实验室基础环境模拟系统设计

目的设计出一套适用于大型综合气候实验室的基础环境模拟系统,用于实现温度和湿度等基础环境。方法通过分析实验室功能和热负荷,并综合考虑国外气候实验室的设计特点,提出基础环境模拟系统总体方案,该系统由复叠制冷系统、载冷载热系统、循环风系统、新风系统等8个子系统组成,并完成分系统设计。结果调试结果表明,基础环境模拟系统可实现-55～74℃的温度环境及RH为5%～95%的湿度环境,并可完全支持降雪、太阳辐射、冻雨、淋雨、吹风等特殊气候试验。结论设计出的基础环境模拟系统满足大型综合气候实验室的使用要求。     

汽车环境风洞地面区域流场数值仿真

目的 探究汽车环境风洞地面区域流场规律,获取风洞边界层抽吸装置的最佳抽吸率和底盘测功机对风洞地面区域边界层厚度、风速、总压和静压的影响规律,并比较MRF法和旋转壁面法对底盘测功机转毂转动模拟的精度。方法 运用计算流体动力学方法对汽车环境风洞流场进行数值仿真计算。结果 边界层抽吸装置对应于喷口风速120 km/h时的最佳抽吸率为0.048。底盘测功机区域总压呈现下降趋势。相比于存在底盘测功机,汽车环境风洞无底盘测功机时,底盘测功机区域内相同位置的边界层厚度会增加1.28～12.22 mm。在前转毂的前侧、上侧、后侧和后转毂的上侧和后侧会有一个高风速区域,区域内风速比设定风速高1%～4%,与无底盘测功机相比,区域内静压值低0.32～46.02 Pa。在前后转毂前侧和后侧与地面相连接的凹部会有一个低风速区域,区域内风速比设定风速低1%～5%,与无底盘测功机相比,区域内静压值高0.08～49.34 Pa。底盘测功机转毂的转动会使附近区域的地面边界层厚度变大。在前转毂前侧,采用旋转壁面法进行模拟比MRF法地面边界层厚度增加近8 mm,而在其他位置,2种模拟方法对边界层厚度的模拟差别在1.5 mm...     

地面风场风速测量标准装置性能测试分析

针对地面风场风速测量标准装置应用需求,对风速测量标准装置试验段流场的稳定度、气流湍流度、气流偏角、风洞噪声等主要性能指标开展了逐个测试,并对测试结果进行了分析研究,结果表明主要性能指标满足设计和应用要求。     

室外空气污染对室内空气质量的影响研究

利用数值模拟方法,研究了单个建筑物外存在点污染源时室外空气污染对室内空气质量的影响.首先利用点污染源时单个建筑物周围污染物扩散的风洞实验验证了计算模型和方法的正确性,再利用自然通风的风洞实验,计算了不同污染源位置和建筑物进风口时的室内外速度场和污染物浓度场.结果表明:速度场的计算结果与风洞实验结果基本吻合,无量纲通风量的计算值略小于实验值;建筑物迎风面回流区上方的气流进入室内;当点污染源位于建筑物前的距离和建筑物高度之比约等于1时,污染源在地面处的室内污染物浓度要小于源在建筑物高度一半处的;建筑物进风口的挡风板对室内污染物浓度的影响不大;根据壁面上污染物浓度的分布来改变进风口位置,是减少室内空气受室外污染影响的有效方法.      

惯性器件加速试验环境谱编制与数据处理方法研究

目的研究模拟惯性器件贮存环境温度变化的加速环境谱与加速试验方法。方法监测样品贮存环境温度应力变化的同时,检测样品性能的变化,通过雨流计数法将温度变化曲线转化为温度环境谱后再转换为加速环境谱,依照加速环境谱开展试验,通过试验结果与自然贮存样品性能比对,开展试验样品性能评价。结果以2012年某试验库房的温度数据为例,通过转换得到了模拟惯性器件贮存环境的环境谱和加速环境谱,并得到了用于指导惯性器件加速试验的方法。结论将雨流计数法用于处理惯性器件经历的温度曲线,转化得到的加速试验方法,可以较好地模拟惯性器件贮存实际经历的温度变化过程,指导对惯性器件的性能变化趋势进行预测和评价。     

再入环境测量火箭测试平台总体设计与关键技术

目的研究弹头再入飞行时表面的脉动压力等参数特征及变化规律,借助火箭测试平台飞行试验,同步获取自由飞行状态下载荷段外部脉动压力、时均压力、温度与内部结构振动、冲击响应数据,认识和预测脉动压力载荷与结构响应的相关性,同时为结构响应等效的数值模拟验证提供支撑。方法根据飞行试验测试的目的和要求,计算火箭测试平台的总体参数和设计系统组成,开展总体设计技术、测试系统设计技术、防热设计技术、气动弹道设计技术等关键技术研究。结果设计了再入环境测量火箭测试平台,并完成了地面试验验证,用于开展飞行试验,获取典型再入环境下的气动力热数据、弹道参数和结构响应数据。结论通过地面试验,验证了再入环境测量火箭测试平台总体设计的正确性和系列关键技术的有效性。     

大型气候环境实验室上部运输系统的方案设计

目的设计出满足气候环境实验室的上部运输系统。方法根据国内外实验室上部运输系统的设计经验,结合实际使用情况,设计出满足实验室使用条件的上部运输系统方案。结果设计出的上部运输系统直接参与各环境试验的运输、吊装工作,满足气候实验室的环境条件,且具有安全可靠、便于操作维护等特点。结论设计出的上部运输系统满足气候环境实验室的使用要求。     

建筑物结构变化对大气污染影响的试验研究

通过风洞实验对大气污染物扩散特性进行了模拟试验研究,重点讨论了建筑物结构形式变化对周围环境污染浓度的影响,在此基础上对影响污染浓度的各个要素进行了分析与讨论,得到了大气污染物在复杂结构建筑物之间扩散的一般规律。