专利摘要

本发明公开了一种适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构，包括尾支杆前段、尾支杆后段、加热保温单元和若干个压电叠堆，所述尾支杆前段的后端与所述尾支杆后段的前端连接，所述压电叠堆设置在所述尾支杆前段和所述尾支杆后段之间，所述尾支杆前段对应每个所述压电叠堆均设置有第一定位槽，所述尾支杆后段对应每个所述压电叠堆均设置有第二定位槽，所述压电叠堆一端设置在所述第一定位槽中、另一端设置在所述第二定位槽中，所述加热保温单元包括套设在所述压电叠堆上的压电叠堆加热膜。本发明适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构在低温环境下能够正常主动减振。

权利要求

1.一种适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构，其特征在于：包括尾支杆前段、尾支杆后段、加热保温单元和若干个压电叠堆，所述尾支杆前段的后端与所述尾支杆后段的前端连接，所述压电叠堆设置在所述尾支杆前段和所述尾支杆后段之间，所述尾支杆前段对应每个所述压电叠堆均设置有第一定位槽，所述尾支杆后段对应每个所述压电叠堆均设置有第二定位槽，所述压电叠堆一端设置在所述第一定位槽中、另一端设置在所述第二定位槽中，所述加热保温单元包括套设在所述压电叠堆上的压电叠堆加热膜。

2.根据权利要求1所述的适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构，其特征在于：所述第一定位槽中设置有第一垫片，所述第二定位槽中设置有第二垫片，所述压电叠堆一端与所述第一垫片抵接、另一端设置在所述第二垫片的定位槽中。

3.根据权利要求2所述的适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构，其特征在于：所述加热保温单元还包括垫片加热膜和金属结构加热膜，所述第一垫片和所述第二垫片上分别套设有所述垫片加热膜，所述金属结构加热膜胶接在所述尾支杆前段的减振接头和所述尾支杆后段的减振接头的周向。

4.根据权利要求3所述的适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构，其特征在于：所述压电叠堆上还套设有压电叠堆保温层，所述压电叠堆加热膜位于所述压电叠堆和所述压电叠堆保温层之间；所述尾支杆前段设置所述第一定位槽的端面和所述尾支杆后段设置所述第二定位槽的端面分别设置有端面保温层。

5.根据权利要求4所述的适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构，其特征在于：所述加热保温单元包括所述压电叠堆保温层和所述端面保温层，所述加热保温单元上周向设置有周向保温层。

6.根据权利要求5所述的适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构，其特征在于：还包括封盖，所述封盖包裹在所述尾支杆前段的减振接头和所述尾支杆后段的减振接头外，所述封盖的内侧设置有封盖保温层，所述金属结构加热膜位于所述封盖保温层内侧。

7.根据权利要求1所述的适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构，其特征在于：所述尾支杆前段的前端设置有低温天平，所述尾支杆前段的锥面上还设置有安装槽，所述安装槽上设置有锥面保温层。

8.根据权利要求1所述的适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构，其特征在于：所述尾支杆后段上设置有用于穿过电源线和信号线的穿线孔。

说明书

技术领域

本发明涉及风洞尾支杆技术领域，特别是涉及一种适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构。

背景技术

在风洞试验中，天平及尾支杆都存在振动的问题，尤其是对于跨声速风洞试验。模型在非定常气动性的作用下，在较大攻角易发生大幅振动，影响天平对气动载荷的测量精度，不利于飞行器结构的设计与试验工作。并且当振动问题较为严重时甚至会导致天平及尾支杆的损坏，而在低温高速风洞的使用过程中如果模型部件的连接螺钉等脱落，在高速气流的冲击下会对整个风洞系统带来不可预计的破坏。

减振可以分为主动减振与被动减振，其中被动减振在普通机械工程中运用较为广泛，被动减振又可分为隔振与吸振等，但是其不适合使用于精度要求较高的系统，而主动减振则在精密仪器与航空航天等领域使用较多。

现有的风洞尾支杆大多是不具备主动减振功能的，近些年国内研究了可实现振动主动控制的尾支杆，均使用压电叠堆作为驱动元件。但已有研究与发明仅涉及常温条件下的主动减振，在低温下压电叠堆性能会明显降低，且金属结构与压电叠堆会发生明显热变形，所以需要采取措施对压电叠堆与相关结构进行加热保温，并降低热变形带来的热应力对主动减振的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构，以解决上述现有技术存在的问题，使得风洞尾支杆在低温环境下能够正常主动减振。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构，包括尾支杆前段、尾支杆后段、加热保温单元和若干个压电叠堆，所述尾支杆前段的后端与所述尾支杆后段的前端连接，所述压电叠堆设置在所述尾支杆前段和所述尾支杆后段之间，所述尾支杆前段对应每个所述压电叠堆均设置有第一定位槽，所述尾支杆后段对应每个所述压电叠堆均设置有第二定位槽，所述压电叠堆一端设置在所述第一定位槽中、另一端设置在所述第二定位槽中，所述加热保温单元包括套设在所述压电叠堆上的压电叠堆加热膜。

优选的，所述第一定位槽中设置有第一垫片，所述第二定位槽中设置有第二垫片，所述压电叠堆一端与所述第一垫片抵接、另一端设置在所述第二垫片的定位槽中。

优选的，所述加热保温单元还包括垫片加热膜和金属结构加热膜，所述第一垫片和所述第二垫片上分别套设有所述垫片加热膜，所述金属结构加热膜胶接在所述尾支杆前段的减振接头和所述尾支杆后段的减振接头的周向。

优选的，所述压电叠堆上还套设有压电叠堆保温层，所述压电叠堆加热膜位于所述压电叠堆和所述压电叠堆保温层之间；所述尾支杆前段设置所述第一定位槽的端面和所述尾支杆后段设置所述第二定位槽的端面分别设置有端面保温层。

优选的，所述加热保温单元包括所述压电叠堆保温层和所述端面保温层，所述加热保温单元上周向设置有周向保温层。

优选的，还包括封盖，所述封盖包裹在所述尾支杆前段的减振接头和所述尾支杆后段的减振接头外，所述封盖的内侧设置有封盖保温层，所述金属结构加热膜位于所述封盖保温层内侧。

优选的，所述尾支杆前段的前端设置有低温天平，所述尾支杆前段的锥面上还设置有安装槽，所述安装槽上设置有锥面保温层。

优选的，所述尾支杆后段上设置有用于穿过电源线和信号线的穿线孔。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构在低温环境下能够正常主动减振。本发明适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构将加热保温单元融入到风洞尾支杆中，与传统的风洞尾支杆相比，可以在低温环境中保证压电叠堆的性能，进而使尾支杆减振接头在较宽的温度范围内持续工作。在加热保温单元中设置压电叠堆垫片，同时设置压电叠堆垫片加热膜、压电叠堆加热膜和金属结构加热膜，可以有效降低压电叠堆的轴向温度梯度并改善应力状态，减小了金属结构在低温下的热变形，有效提升压电叠堆在低温环境下的工作性能。本发明兼顾低温下零件变形协调与准确定位，具有结构紧凑和维护简单等特点，具有较强的工程应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构的结构示意图；

图2为本发明适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构的爆炸图；

图3为本发明适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构的封盖装配图；

图4为本发明适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构的中加热保温单元的结构示意图一；

图5为本发明适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构的中加热保温单元的结构示意图二；

图6为本发明适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构的中尾支杆前段的结构示意图；

图7为本发明适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构的中尾支杆后段的结构示意图；

图8为本发明适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构的中尾支杆后段的侧视图一；

图9为图8的A-A剖视图；

图10为本发明适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构的中尾支杆后段的侧视图二；

图11为图10的B-B剖视图；

图12为图11的局部放大图；

图13为本发明适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构中封盖的结构示意图；

其中：1-尾支杆前段，101-第一定位槽，102-第一定位孔，103-安装槽，104-第一封盖固定螺孔，2-尾支杆后段，201-第二定位槽，202-第二定位孔，203-穿线孔，204-第二封盖固定螺孔，205-预紧螺栓孔，206-紧固螺栓孔，3-低温天平，4-压电叠堆，5-加热膜，501-压电叠堆加热膜，502-垫片加热膜，503-金属结构加热膜，6-保温层，601-压电叠堆保温层，602-端面保温层，603-周向保温层，604-封盖保温层，605-锥面保温层，7-垫片，701-第一垫片，702-第二垫片，8-封盖，801-封盖安装孔，802-定位台，9-预紧螺栓，10-紧固螺栓，11-柔性铰链，12-加热保温单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构，以解决上述现有技术存在的问题，使得风洞尾支杆在低温环境下能够正常主动减振。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图13所示：本实施例适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构包括尾支杆前段1、尾支杆后段2、低温天平3、压电叠堆4、加热膜5、保温层6、压电叠堆垫片7、封盖8、预紧螺栓9、紧固螺栓10和柔性铰链11。

尾支杆前段1与尾支杆后段2通过圆柱销和菱形销定位，并用预紧螺栓9夹紧，圆柱销一端定位在第一定位孔102中、另一端定位在第二定位孔202中，尾支杆后段2上设置有预紧螺栓孔205和紧固螺栓孔206；压电叠堆4设置在尾支杆前段1和尾支杆后段2之间，尾支杆前段1对应每个压电叠堆4均设置有第一定位槽101，尾支杆后段2对应每个压电叠堆4均设置有第二定位槽201，压电叠堆4一端设置在第一定位槽101中、另一端设置在第二定位槽201中，加热保温单元12包括套设在压电叠堆4上的压电叠堆加热膜501。

第一定位槽101中设置有第一垫片701，第二定位槽201中设置有第二垫片702，压电叠堆4一端与第一垫片701抵接、另一端设置在第二垫片702的定位槽中，第一垫片701不设置定位槽以防止压电叠堆4过定位。

加热保温单元12还包括垫片加热膜502和金属结构加热膜503，第一垫片701和第二垫片702上分别套设有垫片加热膜502，金属结构加热膜503胶接在尾支杆前段1的减振接头和尾支杆后段2的减振接头的周向。

压电叠堆4上还套设有压电叠堆保温层601，压电叠堆加热膜501位于压电叠堆4和压电叠堆保温层601之间；尾支杆前段1设置第一定位槽101的端面和尾支杆后段2设置第二定位槽201的端面分别设置有端面保温层602。加热保温单元12包括压电叠堆保温层601和端面保温层602，加热保温单元12上周向设置有周向保温层603。

还包括封盖8，封盖8包裹在尾支杆前段的减振接头和尾支杆后段的减振接头外，在本实施例中，两个封盖8通过定位台802与尾支杆前段1定位并通过封盖安装孔801与第一封盖固定螺孔104、第一封盖固定螺孔204连接，进而固定在尾支杆前段1、尾支杆后段2上。封盖8的内侧设置有封盖保温层604，金属结构加热膜503位于封盖保温层604内侧。

尾支杆前段1的前端设置有低温天平4，尾支杆前段1的锥面上还设置有安装槽103，安装槽103上设置有锥面保温层605。尾支杆后段2上设置有穿线孔203，穿线孔203直径较大，用于布置低温天平线、压电叠堆供电线和加热膜供电线。

本实施例中的压电叠堆4为PICA堆叠型压电陶瓷促动器，直径为10mm，长度为56mm。本实施例中的保温层6(包括601～605)均为气凝胶纳米绝热毯，可根据不同保温需求采用不同形状。本实施例中的第一垫片701与第二垫片702采用ZrO2加工而成，兼顾较高强度与刚度、较高的耐磨性和较低热膨胀系数的特点，适合作为压电叠堆与金属结构件之间的过渡零件，可以起到改善压电叠堆温度梯度与降低压电叠堆应力集中的作用。本实施例中的尾支杆在低温下工作，需同时保证结构的刚度强度与低温性能，故金属材料采用06Ni9DR，经低温处理的06Ni9DR具有较低的线膨胀系数，和较强的耐低温冲击能力。

本实施例适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构将加热保温单元12融入尾支杆中，在低温环境下来控制尾支杆减振接头内部的温度分布以实现压电叠堆4的稳定工作，可以有效改善压电叠堆4的温度梯度与应力分布，并根据环境温度变化与结构热变形的分布对控制信号进行补偿，进而实现低温下的振动主动控制

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“笫二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

一种适用于低温环境主动减振的风洞尾支杆结构专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。