畸变发生装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种畸变发生装置。


背景技术：

2.在航空发动机试验中，为了在大气进气条件下模拟实际航空发动机工作时的进口不均匀来流工况，通常在发动机进口段放置一套畸变发生器，用于模拟该发动机设计状态下的进口无量纲总压沿径向的分布形式。
3.畸变发生器常采用畸变网的形式。然而，传统的畸变网通常构型固定。想要适应不同的来流条件要求，需要重新设计不同构型的畸变网并且重新安装。
4.因此，需要畸变网的构型可以调节。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种畸变网构型可调节的畸变发生装置。
6.本实用新型提供一种畸变发生装置，包括畸变网，所述畸变网限定纬向和经向。所述畸变网包括纬向丝组和经向丝组。所述纬向丝组包括沿着弧线延伸的多个纬丝，所述多个纬丝在经向上依次布置，并且，所述多个纬丝在纬向上位于同一侧的端部均固接在一起，借此，形成所述纬向丝组的在纬向上的两侧的两个支点。所述经向丝组包括沿着弧线延伸的多个经丝，所述多个经丝在纬向上依次布置，并且，所述多个经丝在经向上位于同一侧的端部均固接在一起，借此，形成所述经向丝组的在经向上的两侧的两个支点。所述纬向丝组的所述多个纬丝和所述经向丝组的所述多个经丝交织形成网状结构，并且，所述纬向丝组和所述经向丝组的所述支点均位置可调地设置，借此，实现所述网状结构的构型变化。
7.在一个实施方式中，所述经丝和所述纬丝延伸所沿的弧线均为圆弧线。
8.在一个实施方式中，所述多个纬丝包括在经向上分布于两侧的两组纬丝，所述两组纬丝中，每一组纬丝均朝向远离另一组纬丝的一侧呈凸状翘曲。所述多个经丝包括在纬向上分布于两侧的两组经丝，所述两组经丝中，每一组经丝均朝向远离另一组经丝的一侧呈凸状翘曲。每一组纬丝均具有最靠近另一组纬丝的中间纬丝，每一组经丝均具有最靠近另一组经丝的中间经丝，分属于所述两组纬丝的两个中间纬丝以及分属于所述两组经丝的两个中间经丝在所述网状结构的中心位置圈围出避让空间。
9.在一个实施方式中，所述畸变网具有两个对称面，所述两个对称面分别沿纬向和经向延伸，并且均与所述网状结构所在平面垂直。
10.在一个实施方式中，所述畸变发生装置还包括外机匣和内机匣。所述外机匣围绕所述内机匣布置，借此，与所述内机匣之间限定环形通道。所述畸变网设置于所述环形通道内。
11.在一个实施方式中，所述畸变发生装置限定轴向，轴向与纬向、经向均垂直。所述畸变发生装置还包括多根限位杆，所述多根限位杆在轴向上位于所述畸变网的至少一侧，借此，限制所述网状结构朝向所述至少一侧变形。每根限位杆连接在所述外机匣和所述内
机匣之间。
12.在一个实施方式中，所述外机匣包括内匣壁和外匣壁，所述外匣壁围绕所述内匣壁设置，借此，与所述内匣壁之间限定环形空间。所述畸变发生装置还包括多个致动装置，所述多个致动装置设置于所述环形空间内，每个致动装置用于驱动对应的所述支点绕着所述环形空间的环向活动。
13.在一个实施方式中，所述外匣壁的面对所述内匣壁的内表面设置有齿圈，所述内匣壁设置有沿着所述环向开设的环形开槽。所述畸变发生装置还包括与所述多个致动装置一一对应的多个支臂。所述支臂具有位于所述环形空间内的支撑端，并且所述支臂自所述支撑端延伸穿过所述环形开槽而连接对应的所述支点。所述致动装置包括齿轮和驱动单元，所述齿轮可转动地支撑于所述支臂的所述支撑端，并且与所述齿圈啮合，所述驱动单元由所述支臂支撑于所述环形空间内，驱动所述齿轮转动。
14.在一个实施方式中，所述驱动单元包括旋转电机和电源，所述电源向所述旋转电机提供电力，所述旋转电机的输出轴连接所述齿轮，借此，驱动所述齿轮转动。
15.在一个实施方式中，所述纬丝和所述经丝均为弹性金属丝，并且所述固接为焊接。
16.上述畸变发生装置中，畸变网中沿着弧线延伸的纬丝和经丝交织形成网状结构，通过调节各个支点的位置，即可实现网状结构的构型变化，也即，畸变网构型可调节，由此可以产生不同的畸变效果。
附图说明
17.本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
18.图1是传统的畸变网的示意图。
19.图2是根据本实用新型的示例性畸变发生装置的示意图。
20.图3是示出纬向丝组而省略经向丝组的示意图。
21.图4是示出经向丝组而省略纬向丝组的示意图。
22.图5是示出示例性致动装置的示意图。
具体实施方式
23.下面结合具体实施方式和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施方式的内容限制本实用新型的保护范围。
24.例如，在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一特征和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一特征和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一特征和第二特征之间可以不直接联系。进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一元件和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一元件和第二元件间接地相连或彼此结合。
25.图1示出了传统的畸变网100的示意性结构，其中，畸变网构型固定。畸变网100采
用的是沿径向不同位置布置不同直径金属丝101的方法来设计径向总压畸变发生器的方案。其设计原理是利用气流流过不同直径的金属丝101产生不同大小的流动损失，按照一定的规律沿径向布置金属丝101，可以使得金属丝101下游的气流总压沿径向呈有规律的分布，通过调整金属丝101的直径和位置，可以使得在目标位置的总压沿径向分布满足设计要求。
26.上述传统畸变网采用同心圆结构，若想满足不同来流条件需求，需要人工拆除并安装。而且，上述传统畸变网仅仅能改变畸变强度。
27.本实用新型提供的畸变发生装置10的示例结构如图2所示。畸变发生装置10包括畸变网1。需要理解，附图均仅作为示例，并非按照等比例的条件绘制，不应该以此作为对本实用新型实际要求的保护范围构成限制。
28.畸变网1限定纬向d1(图2中，横向或者左右方向)和经向d2(图2中，竖向或者上下方向)。
29.畸变网1包括纬向丝组11和经向丝组12。
30.如图3所示，纬向丝组11包括沿着弧线延伸的多个纬丝110。也即，纬丝110为弧形或半月形，纬丝110延伸所沿的弧线在纬向d1上具有分量，优选地，在纬向d1上的分量大于在经向d2上的分量。
31.多个纬丝110在经向d2上依次布置。并且，多个纬丝110在纬向d1上位于同一侧的端部(例如，图3中，左端部和右端部)均固接在一起，借此，形成纬向丝组11的在纬向d1上的两侧的两个支点21(例如，图3中，左支点和右支点)。
32.如图4所示，经向丝组12包括沿着弧线延伸的多个经丝120。也即，经丝120为弧形或半月形，经丝120延伸所沿的弧线在经向d2上具有分量，优选地，在经向d2上的分量大于在纬向d1上的分量。
33.多个经丝120在纬向d1上依次布置。并且，多个经丝120在经向d2上位于同一侧的端部(例如，图4中，上端部和下端部)均固接在一起，借此，形成经向丝组12的在经向d2上的两侧的两个支点22(例如，图4中，上支点和下支点)。
34.参见图2，纬向丝组11的多个纬丝110和经向丝组12的多个经丝120交织形成网状结构，并且，纬向丝组11和经向丝组12的支点21、22均位置可调地设置，借此，实现网状结构的构型变化。
35.上述畸变发生装置10中，畸变网1突破传统的同心圆构型，半月形的纬丝110和经丝120交织形成网状结构，通过调节支点21、22的位置，即可实现网状结构的构型变化，因而使得畸变网1的形状发生变化，由此产生不同的畸变效果，这种效果包括不同的畸变强度和畸变方位，因此，可以根据发动机不同来流条件需求，模拟出不同的总压沿径向分布规律。
36.图示实施方式中，经丝120和纬丝110延伸所沿的弧线可以均为圆弧线。也即，经丝120和纬丝110均呈圆弧形，或者，每条弧线上各点的曲率一致。
37.可以理解，文中使用特定词语来描述本实用新型的实施方式，如“一个实施方式”、“另一实施方式”和/或“一些实施方式”意指与本实用新型至少一个实施方式相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一个实施方式”或“另一实施方式”并不一定是指同一实施方式。此外，本实用新型的一个或多个实施方式中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
38.参见图3，多个纬丝110可以包括在经向d2上分布于两侧的两组纬丝110(图3中，上侧的第一组纬丝110a和下侧的第二组纬丝110b)。两组纬丝110中，每一组纬丝110可以均朝向远离另一组纬丝110的一侧呈凸状翘曲。也即，上侧的第一组纬丝110a朝向上侧呈凸状翘曲，而下侧的第二组纬丝110b朝向下侧呈凸状翘曲。图中，也即，上侧的第一组纬丝110a延伸所沿的圆弧线的圆心位于对应纬丝110a的下侧，而下侧的第二组纬丝110b延伸所沿的圆弧线的圆心位于对应纬丝110b的上侧。
39.可以理解，文中使用“第一”、“第二”等词语来限定特征，仅仅是为了便于对相应特征进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此也不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
40.参见图4，多个经丝120可以包括在纬向d1上分布于两侧的两组经丝120(图4中，左侧的第一组经丝120a和下侧的第二组经丝120b)。两组经丝120中，每一组经丝120可以均朝向远离另一组经丝120的一侧呈凸状翘曲。也即，左侧的第一组经丝120a朝向左侧呈凸状翘曲，而右侧的第二组经丝120b朝向右侧呈凸状翘曲。图中，也即，左侧的第一组经丝120a延伸所沿的圆弧线的圆心位于对应经丝120a的右侧，而右侧的第二组经丝120b延伸所沿的圆弧线的圆心位于对应经丝120b的左侧。
41.参见图2，每一组纬丝110均具有最靠近另一组纬丝110的中间纬丝110(图2中，分别以110a、110b标示出)。每一组经丝120均具有最靠近另一组经丝120的中间经丝120(图2中，分别以120a、120b标示出)。分属于两组纬丝110的两个中间纬丝110a、110b以及分属于两组经丝120的两个中间经丝120a、120b在网状结构的中心位置圈围出避让空间s0。
42.上述结构形成的避让空间s0可以方便布置后续将会描述的内机匣3，从而方便构造出后续将会描述的环形通道s1。
43.可以理解，文中使用诸如“上”、“下”、“左”、“右”等等的空间关系词语来描述附图中示出的一个元件或特征与其他元件或特征的关系，是参考图2的方向以方便描述，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的元件或组件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。例如，如果将附图中的组件翻转90
°
，则被描述为在其他元件或特征“左”的元件的方向将改为在所述其他元件或特征“上”，因此，应相应地解释文中使用的空间关系描述词。
44.参见图2，畸变网1可以具有两个对称面p1、p2。两个对称面p1、p2分别沿纬向d1和经向d2延伸，并且均与网状结构所在平面(也即，图2中，纸面)垂直。
45.可以理解，文中提及的两个方向“垂直”、“一致”、“平行”等并不需要满足数学意义上严格的角度要求，而是容许一定的容差范围，例如，相比于数学意义上要求的角度相差20
°
以内，更进一步，5
°
以内，而“沿着”某一方向意指在该方向上至少有分量，优选地，与该方向的夹角在45
°
以内，更优选地，夹角在20
°
以内，进一步优选地，夹角在5
°
以内。
46.参见图2，畸变发生装置10还可以包括外机匣4和内机匣3。外机匣4可以围绕内机匣3布置，借此，与内机匣4之间限定环形通道s1。换言之，外机匣4具有筒形空间，而内机匣4置放于筒形空间内，从而在外机匣4和内机匣4之间形成环形通道s1，可以作为气流流通通道。
47.畸变网1可以设置于环形通道s1内。也即，畸变网1布置于气流流通通道内，从而可以实现对气流的畸变效果。
48.参见图2，畸变发生装置10限定轴向x0。轴向x0与纬向d1、经向d2均垂直。也即，轴
向x0为图2中垂直于纸面的方向。
49.图2中，畸变发生装置10还可以包括多根限位杆5。多根限位杆5在轴向x0上位于畸变网1的至少一侧(例如，两侧)，借此，限制网状结构朝向该至少一侧变形。每根限位杆5可以连接在外机匣4和内机匣3之间。可以理解，文中“多个”、“多根”等意指两个以上，包括两个、三个、四个、五个等。图2中，畸变发生装置10包括沿环向c0均匀分布的四根限位杆5，每根限位杆5大体沿径向延伸，径向外端连接外机匣4，径向内端连接内机匣3。上述限位杆5可以实现轴向限位作用。
50.图示实施方式中，外机匣4可以包括内匣壁41和外匣壁42。外匣壁42可以围绕内匣壁41设置，借此，与内匣壁42之间限定环形空间s2。图中，外机匣4的内匣壁41和外匣壁42可以均为筒形壁，内匣壁41和外匣壁42之间形成环形空间s2。环形空间s2也可以是整个厚壁的外机匣4中挖出的环形挖槽，而内匣壁41和外匣壁42则是该环形挖槽的分别位于内侧和外侧的侧壁。
51.畸变发生装置10还可以包括多个致动装置6。多个致动装置6可以设置于环形空间s2内。每个致动装置6用于驱动对应的支点21、22绕着环形空间s2的环向c0活动。
52.若致动装置(或称驱动装置)置放于流道内，则会变为额外干扰。而上述致动装置6设置于环形空间s2内，不在流道内，因而不会对引入额外的畸变效果。
53.参见图5，外匣壁42的面对内匣壁41的内表面(也即，外匣壁42的径向内表面)设置有齿圈43。齿圈43也即环形齿轮或者环形的齿槽结构。
54.内匣壁41设置有沿着环向c0开设的环形开槽(未图示)。
55.畸变发生装置10还可以包括与多个致动装置6一一对应的多个支臂8。支臂8可以具有位于环形空间s2内的支撑端81，并且支臂8自支撑端81延伸穿过前述环形开槽而连接对应的支点(例如，图5中，支点22)。
56.致动装置6可以包括齿轮61和驱动单元62。齿轮61可以可转动地支撑于支臂8的支撑端81，并且与齿圈43啮合。驱动单元62可以由支臂8支撑于环形空间s2内，驱动齿轮61转动。支撑齿轮61的支臂8也可以称之为齿轮臂。
57.图示实施方式中，驱动单元6包括旋转电机621和电源622。电源622例如电池可以向旋转电机621提供电力。旋转电机621的输出轴可以连接齿轮61，借此，驱动齿轮61转动。图5中还示出了导线623，电源622可以通过导线623向旋转电机621提供电力。
58.图示实施方式中，纬丝110和经丝120可以均为弹性金属丝。弹性金属丝也即在张紧力消除以后会弹性变形或恢复至其他形状诸如直线的金属丝。例如，纬丝110和经丝120可以均采用高弹性钢丝。可以通过弹性金属丝的张紧力使得齿轮61和齿圈43始终保持啮合。在一个实施方式中，畸变发生装置10还可以包括滚轮。该滚轮可以可滚动地支撑于支臂8，并且该滚轮可以与内匣壁41的面对外匣壁42的外表面始终保持滚动接触。
59.图示实施方式中，前述固接可以为焊接。也即，图示实施方式中，纬丝110和经丝120的末端焊接在一起，借此形成支点21、22。
60.图2中，畸变网1整体由四组半月形弹性钢丝组组成。竖向安装的两组中，两组钢丝组的钢丝末端焊接在一起。横向安装的两组中，两组钢丝组的钢丝末端也焊接在一起。钢丝组两侧均安装有限位杆5，防止在气流作用下变形。钢丝组的焊点固连有支臂8，支臂8另外一端安装有齿轮61，齿轮61的轴心上安装有电机621，电机621通过安装在支臂8上的电源
622驱动，在外机匣42内圈也开设了齿圈43。齿轮61在旋转电机621带动下在齿圈43上滚动，从而带动钢丝组转动，钢丝组的相对转动使得畸变网1的形状发生变化，由此产生不同畸变效果。
61.上述畸变网可以由外机匣内的齿轮带动丝组的转动，丝组的相对转动使得畸变网的形状发生变化。随着丝组的旋转，可以改变畸变强度和畸变方位。通过引入致动装置，可以实现畸变网的自动调节，无需人工拆除和重新安装，可以节省人力成本且提高试验效率。
62.本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。