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用柔性加热材料对TPS进行测试的试验方法.pdf

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柔性 加热 材料 TPS 进行 测试 试验 方法
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摘要
申请专利号:

CN201510633000.X

申请日:

2015.09.29

公开号:

CN106556539A

公开日:

2017.04.05

当前法律状态:

实审

?#34892;?#24615;:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效IPC(主分类):G01N 3/18申请日:20150929|||公开
IPC分类号: G01N3/18 主分类号: G01N3/18
申请人: 中国飞机强度研究所
发明人: 李丽霞; 蒋军亮; 邵树兵; 秦强
地址: 710065 陕西省西安市86号信箱
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 中国航空专利?#34892;?11008 代理人: 杜永保
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法律状态
申请(专利)号:

CN201510633000.X

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2017.05.03|||2017.04.05

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

本发明提供了用柔性加热材料对TPS进行测试的试验方法,其特征在于,包括以下步骤:将柔性加热材料两端安装水冷电极,构建柔性材料加热器;将柔性材料加热器和TPS试验件放入充满氮气的密封箱;将柔性材料加热器铺设在TPS试验件的上表面,保持面接触,对柔性材料加热器通电实现TPS试验件的加热;测试TPS试验件的隔热性能。

权利要求书

1.用柔性加热材料对TPS进行测试的试验方法,其特征在于,包括以下步骤:
将柔性加热材料两端安装水冷电极,构建柔性材料加热器;
将柔性材料加热器和TPS试验件放入充满氮气的密封箱;
将柔性材料加热器铺设在TPS试验件的上表面,保持面接触,对柔性材料加热器通电
实现TPS试验件的加热;
测试TPS试验件的隔热性能。
2.根据权利要求1所述用柔性加热材料对TPS进行测试的试验方法,其特征在于,所述
柔性加热材料为布状的石墨?#23435;?#26580;性材料加热器为石墨?#23435;?#21152;热器。
3.根据权利要求1所述的用柔性加热材料对TPS进行测试的试验方法,其特征在于,
在柔性材料加热器的上表面覆盖有绝缘材料,使得柔性材料加热器下表面与TPS试验件
上表面有紧密的面接触。
4.根据权利要求2所述的用柔性加热材料对TPS进行测试的试验方法,其特征在于,
在石墨?#23435;?#21152;热器的上表面覆盖有绝缘材料,使得石墨?#23435;?#21152;热器下表面与TPS试验件
上表面有紧密的面接触。
5.根据权利要求4所述的用柔性加热材料对TPS进行测试的试验方法,其特征在于,
石墨?#23435;?#21152;热器对TPS试验件的加热温度为1300℃。

说明书

用柔性加热材料对TPS进行测试的试验方法

技术领域

使用柔性加热材料加热TPS属于飞行器结构热强度试验领域。

背景技术

飞行器地面热强度试验中,加热技术是其中的关键技术,目前常用的加热技术有石英灯
管辐射加热、电阻丝接触加热、高温燃气对流加热等加热技术。其中石英灯管辐射加热技术
的特点是可控性好、?#24459;?#24555;、温度高。电阻丝接触式加热具有加热温度高、性能稳定等特点。
高温燃气对流加热温度高,?#24459;?#24555;。其中石英灯管辐射加热温度最高可以达到1200℃,?#24459;?br />最高可以达到100℃/s。电阻丝接触加热最高温度可以达到1000℃,这种加热方法?#24459;下?br />一般情况下?#24459;?#19981;超过10℃/s。高温燃气对流加热方法是使用温度最高的,?#24459;?#26368;快的一种
加热方法,其加热的最高温度为1800℃,瞬间加热。目前这几种加热方法使用范围很广,但
是有很多缺点。?#28909;?#30707;英灯管最大?#24459;?#30446;前到1200℃,且加热试验件的温度场并不是很均匀。
接触式加热器目前的最高温度为1000℃,温度再高电热丝容易氧化熔断,也同样存在加热试
验件温度场不均匀。高温燃气对流加热方法可控性较差。柔性材料加热方法是目前一?#20013;?#30340;
加热方法,?#28909;?#30707;墨?#23435;?#21152;热,该种方法最高温度可以达到2000℃,目前在试验室实现了
?#24459;?#29575;57℃/s,由于其致密的?#23435;?#32534;制,提供的温度场均匀。

TPS试验测试加热方法多种多样,石英灯管、电阻丝、高温燃气对流。为了达到TPS要
求的更均匀的温度场、更高的试验温度、较快的?#24459;?#19988;试验控制精度较高等特点,需要研究
一?#20013;?#30340;加热方法来实现以上功能。石墨?#23435;?#21152;热器是目前TPS测试试验一种理想的加热方
法,其能够提供更均匀的温度场、更高的试验温度、较高的控制精度,这些优点为TPS测试
提供了一种便捷的测试方法。

发明内容

本发明的目的是提供用石墨?#23435;?#21152;热器对TPS进行测试的试验方法,该种方法通过将石
墨?#23435;?#38138;设在TPS表面,通电石墨?#23435;?#23454;现TPS加热。在整个加热过程中,为了防止高温环
境石墨?#23435;?#27687;化?#29616;兀?#35774;计了将石墨?#23435;?#21152;热器放置在密封箱中通氮气?#26723;?#30340;氧化程度。通
过这些方法保证TPS石墨?#23435;?#28909;强度试验的高可靠性。

用柔性加热材料对TPS进行测试的试验方法,其特征在于,包括以下步骤:

将柔性加热材料两端安装水冷电极,构建柔性材料加热器;

将柔性材料加热器和TPS试验件放入充满氮气的密封箱;

将柔性材料加热器铺设在TPS试验件的上表面,保持面接触,对柔性材料加热器通电实
现TPS试验件的加热;

测试TPS试验件的隔热性能。

进一步的,

所述柔性加热材料为布状的石墨?#23435;?#26580;性材料加热器为石墨?#23435;?#21152;热器。

进一步的,

在柔性材料加热器的上表面覆盖有绝缘材料,使得柔性材料加热器下表面与TPS试验件
上表面有紧密的面接触。

进一步的,

在石墨?#23435;?#21152;热器的上表面覆盖有绝缘材料,使得石墨?#23435;?#21152;热器下表面与TPS试验件
上表面有紧密的面接触。

进一步的,对石墨?#23435;?#21152;热器对TPS试验件的加热温度为1300℃。

采用此方法的优点有:

1)柔性加热材料的可适应性、可设计性好,可以适应平面试验件、曲面试验件;

2)加热温度场均匀,并且可以实现超过1200℃的高温试验;

3)密封箱中通氮气可以?#34892;Ы档?#26580;性加热材料石墨?#23435;?#30340;氧化程度;

4)柔性材料加热器可以同时进行高温、高压测试,?#28909;?#30707;墨?#23435;?#21487;以实现1300℃高温、
高压测试。

附图说明

图1 TPS柔性加热器安装测试示意图

图2柔性加热器试验?#20302;?br />

具体实施方式

通过具体实施例进一步阐述发明的突出特点与先进性。

参阅图1和图2,用柔性加热材料对TPS进行测试的试验方法,其特征在于,包括以下
步骤:

将柔性加热材料两端安装水冷电极,构建柔性材料加热器;

将柔性材料加热器和TPS试验件放入充满氮气的密封箱;

将柔性材料加热器铺设在TPS试验件的上表面,保持面接触,对柔性材料加热器通电实
现TPS试验件的加热;

测试TPS试验件的隔热性能。

所述柔性加热材料为布状的石墨?#23435;?#26580;性材料加热器为石墨?#23435;?#21152;热器。

在石墨?#23435;?#21152;热器的上表面覆盖有绝缘材料,使得石墨?#23435;?#21152;热器下表面与TPS试验件
上表面有紧密的面接触。

参阅图2,这个试验?#20302;?#21253;括石墨?#23435;?#21152;热器、充气?#20302;场?#30005;源?#20302;场?#25968;据采集?#20302;场?br />控制?#20302;场?#23494;封箱、TPS试验件。石墨?#23435;?#21152;热器和TPS试验件放置在密封箱中,其中TPS
试验件的?#34892;?#23610;寸为200mm×200mm,放置在石墨?#23435;?#21152;热器的下表面。石墨?#23435;?#30340;上表面放
置氧化?#26009;宋?#26495;,在氧化?#26009;宋?#26495;上安装五个热电偶。石墨?#23435;?#30340;?#34892;?#21152;热尺寸为200mm×
200mm。将石墨?#23435;?#21152;热器以及TPS放置在密封箱中。

将整个TPS石墨?#23435;?#27979;试?#20302;?#23433;装好后,开始进行TPS石墨?#23435;?#21152;热器测试试验。试验
开始?#20445;?#32473;密封箱内通氮气,待氮气充满整个密封箱后开始进行试验测试。

测试试验开始?#20445;?#30005;源提供给石墨?#23435;?#30005;压28.5V,石墨?#23435;?#28201;度持续上升,当温度达
到1300℃?#20445;?#20572;止加热,开始进行温度控制,将温度控制在1200℃。

测试完成后,热电偶温度数据表明,这种加热方法与传统的石英灯管相比,石墨?#23435;?#21152;
热器温度场分布均匀,?#24459;?#36739;快,在超过1000℃后,氮气环境?#26723;?#20102;石墨?#23435;?#30340;氧化速度。

关于本文
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