上海交通大学何志轩获国家专利权
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龙图腾网获悉上海交通大学申请的专利高温航空尾喷管典型运动副摩擦磨损试验机温度控制系统及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116560432B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-26发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310511723.7,技术领域涉及:G05D23/22;该发明授权高温航空尾喷管典型运动副摩擦磨损试验机温度控制系统及方法是由何志轩;张执南;黄楷熠;刘松恺;何可;尹念设计研发完成,并于2023-05-06向国家知识产权局提交的专利申请。
本高温航空尾喷管典型运动副摩擦磨损试验机温度控制系统及方法在说明书摘要公布了:本发明提供了一种高温航空尾喷管典型运动副摩擦磨损试验机温度控制系统及方法,包括箱式保温结构、加热执行器、散热执行器、温度传感器、温度控制器与上位机,对温度控制过程进行阶段划分,分阶段采用不同控制策略,使用自整定PID控制加热执行器,使用传统PID控制散热执行器。通过流体‑传热耦合有限元仿真,建立并分析温度场时空分布模型,确定特征测温点与加热过程临界温度,开发多点测温温度预测方法,为各个加热执行器确定功率分配权重,提高温度控制模块的测控精度。本发明为摩擦磨损试验机试验区域提供稳定的800摄氏度温度工况,并可有效避免高温区域对传感器等温度敏感元件的影响。
本发明授权高温航空尾喷管典型运动副摩擦磨损试验机温度控制系统及方法在权利要求书中公布了:1.一种高温航空尾喷管典型运动副摩擦磨损试验机温度控制方法,其特征在于,通过高温航空尾喷管典型运动副摩擦磨损试验机温度控制系统实现,所述高温航空尾喷管典型运动副摩擦磨损试验机温度控制系统包括:箱式保温结构1、加热执行器2、散热执行器3、温度传感器、温度控制器5与上位机6; 所述加热执行器2包括U形碳硅电加热棒2-1与固体继电器,所述U形碳硅电加热棒2-1置于箱式保温结构1的一侧内壁,所述固体继电器置于箱式保温结构1的相对侧内壁,用于加热箱式保温结构1内部达到指定温度; 所述散热执行器3安装于箱式保温结构1外运动机构的部件上,使用内部循环流动的液体冷却介质降低部件的温度; 所述温度传感器包括高温区域热电偶4-1和低温区域热电偶4-2,所述高温区域热电偶4-1安装于箱式保温结构1内部,用于测量特定点位温度;所述低温区域热电偶4-2安装于运动机构中含传感器的部件上,用于测量传感器区域温度以补偿传感器温漂; 所述温度控制器5为记忆型PID调节仪,集成有信号输入、信号输出、数据面板显示功能,通过RS485协议与上位机6进行通讯; 所述上位机6为工控电脑,用于将温度控制器5接入试验机测控软件,同时控制散热执行器3; 所述高温航空尾喷管典型运动副摩擦磨损试验机温度控制方法包括:以箱式保温结构1内部环境平均温度作为目标温度,通过流体-传热耦合有限元仿真,对不同目标温度下的温度分布进行分析,建立箱式保温结构1、加热执行器2、散热执行器3与试验件的温度分布模型,将箱式保温结构1内表面近似划分为边长为预设长度的正方形,分析各个正方形区域内平均温度随目标温度的变化规律,取线性度最好的3个区域形心作为特征点布置高温区域热电偶4-1测量特征点温度,根据总结所得温度变化规律预测环境平均温度与试验件温度; 在获取箱式保温结构1的稳态温度场分布时,设置U形碳硅电加热棒2-1为体积热源,通过试验设计法为8根U形碳硅电加热棒2-1设置一系列功率组合,进行稳态传热有限元计算;以U形碳硅电加热棒2-1的功率作为输入,以计算结果中试验件区域平均温度作为输出,得到在特定功率区间8根U形碳硅电加热棒2-1功率与试验件区域平均温度的近似映射关系,以此作为温度控制的数学依据; 执行如下步骤: 第一工作阶段,加热执行器2全功率工作,散热执行器3不工作,使箱式保温结构1内部环境温度快速接近目标值; 第二工作阶段,加热执行器2与散热执行器3同时工作,使箱式保温结构1内部环境温度达到目标值并收敛; 第三工作阶段,加热执行器2与散热执行器3同时工作,使箱式保温结构1内部环境温度维持稳定,为摩擦磨损试验提供稳定工况; 第四工作阶段,散热执行器3全功率工作,加热执行器2不工作,快速降低箱式保温结构1内部温度; 使用高温区域热电偶4-1测量特征点温度,根据流体-传热耦合瞬态仿真,计算第一工作阶段中箱式保温结构1、加热执行器2、散热执行器3与试验件温度的时空分布,确定温度敏感区域达到温度阈值时特征测温点的温度,以此作为第二加热阶段的起始温度。
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