聚焦草莓视频网站,傳(chuán)遞環(huán)境檢測行業新動態

高低溫試驗箱箱體內框(kuàng)架主體的結構設計

作者: 網絡 編(biān)輯: 草莓视频网站儀器 來源: 網絡 發布日期: 2020.06.09
    本文設計的高低溫試驗箱箱體的內(nèi)部工作環境為非真空狀態,工作溫度範圍廣,內部空間尺寸跨度較大,對內框架的設計提出了挑戰。如果由內框架主體來承(chéng)受試驗所產生的吊掛荷載,內框(kuàng)架(jià)的空間大跨度勢必引起內框架設計重量的增加,從而與其輕(qīng)量化的設計目標矛盾。因此(cǐ),本文對內框架提出了一種新的設計形式:內、外框架弱連接形式,內框架隻承受地麵機械載荷與四(sì)周壁麵、頂麵保溫結構的重力載荷(hé),試驗係統產生的吊掛載荷則由空中轉接平(píng)台(tái)承受,轉(zhuǎn)接平台通過吊杆固(gù)定在試驗箱體的外框架上。這種內外框架弱連接的分離式設計可有效(xiào)解決減輕內框架質量與機械承(chéng)載性能的矛盾。

    如圖(tú)3-1所示,試驗箱(xiāng)箱體內框架主體(tǐ)采用不鏽鋼材質,保證在高、低溫交變環境下(xià)保持機械性能基(jī)本不衰減。內框架的主體承重結構由100mmx100mm的方型鋼組成,包括豎梁與橫梁,相互垂直(zhí)交叉焊接(jiē)固定形成立方(fāng)網架結(jié)構。高低溫試驗箱箱體(tǐ)的密(mì)封麵板嵌入立方網(wǎng)架結(jié)構的網格中(zhōng),麵(miàn)板邊緣與立方網架(jià)通過(guò)焊接形式連接,形成密封麵;密封麵板采用波紋板形式,可為整體內框架提供一定的剛性,並具有耐受高低溫環境(jìng)的功能。試驗箱體內框架的地麵部分則采用平板,保證地麵平順性。該種結構形式既能(néng)使試驗箱體內框架具有良好的剛性,又能保證內框架的輕質,降低試驗空間內(nèi)的(de)附加熱容。

高低溫試驗箱(xiāng)箱體內框架主題示意圖

    1、內框架主體麵板的結構(gòu)選擇

    在試(shì)驗係統的運行過程中,箱(xiāng)體內外的換熱熱流方向為薄壁麵板的法向方向,且不鏽鋼導熱係數較大,因此(cǐ)內框架主體可(kě)視為等溫(wēn)體。薄壁(bì)麵板的結構設計可有常用兩種可選結構形式:直角波紋,三角波紋,其截麵(miàn)形(xíng)式如圖3-2所示。

薄壁麵板的結構(gòu)形式

    兩種結構的選擇對高低溫試驗箱箱體的絕熱性能影響可以忽(hū)略(luè),但是對箱體內框架的機械性能有影響(xiǎng)。在(zài)試驗箱體正常(cháng)運行(háng)過(guò)程中,內框架主體的工作環境包括:高、低溫環境負荷,內外壓差負(fù)荷,保溫層的重力負荷等。內框架主(zhǔ)體的主要負荷為:
    溫度負荷: - 120℃~ 170℃;
    壓差負荷: Pmax = 300Pa;
    保溫層重力負荷: P頂=800Pa; P四周=200Pa

    當(dāng)內框架的麵板分別采用直角波紋、三角(jiǎo)波紋的結構形(xíng)式時,其主要結構參數見表(biǎo)3-1所示:

內框(kuàng)架(jià)麵板(bǎn)的主要結構參數(shù)

內框架主體機械響(xiǎng)應

    如圖3-3所(suǒ)示,當試驗箱體承受170℃高溫環境與機械荷(hé)載的複合作用下,會發生相應形變,並產生應力。內框架的(de)形變發生在箱體內框架的側麵(miàn),約為(wéi)28mm,由(yóu)箱體內部的正壓使內框架側麵向外彎曲引起。內(nèi)框架頂部則為向箱體內彎曲的型態,形變約為12mm, 由溫度載荷與機械載荷共同引(yǐn)起。內框架主體的von-mises應力約為120MPa,符合不鏽(xiù)鋼材料的許用應力範圍(wéi)。以下分析麵板(bǎn)結構形式對箱體內(nèi)框架主體的影響。在相同的麵板厚度、結構參數(shù)以及荷載情況下,采取上述兩種(zhǒng)麵板結構形式的內框架的機(jī)械響應計算結果見表3-2所示:

三種結構形式的內框架模擬計算結構

    由表中的計算結果可知:當薄壁麵板采用直(zhí)角波(bō)紋結構形式(shì)時,內框(kuàng)架主體的(de)剛性與強度得到改善。直角波紋的形變為27.8mm,發生位置位於箱體內框架的側麵。采用(yòng)三角波(bō)紋麵板的內框架的頂麵形(xíng)變則略小於采用直角波紋的情況(kuàng),這是(shì)因為箱體內框架的變形由溫度載荷與機械載荷綜合作用產(chǎn)生。當溫度為170℃高溫工(gōng)況時,整個內框架受熱膨脹,兩種(zhǒng)結構形式的內框架頂麵均產生由溫(wēn)度(dù)變化引起的方向向.上的形變,而三角波紋結構的內框架其壁(bì)麵與頂麵剛(gāng)度較弱,由機械載荷產生更(gèng)大的撓度,導致頂(dǐng)麵產生更大的方向向下的補償變(biàn)形,兩(liǎng)者綜(zōng)合作用下,導致三角波紋結構的頂麵變(biàn)形更小。兩種麵板結構的內框架von-mises應力相近,均符合材料許(xǔ)用強度要求(qiú)。

    2、麵板波紋結構的(de)優化選擇

    由於(yú)采用三角波紋與(yǔ)直角波紋麵板結構的內框架計算結果相(xiàng)近,我們(men)有必要研究在整個試驗係(xì)統工作溫度範圍中內框架結構的機械(xiè)響應情況。

箱體內框架隨紅做溫度的形變圖

    如圖3-4所示,空心、實心的點分別代表三角形波紋、直角波紋對應的狀態;

    max, up, side則(zé)分別代表整體形變,頂部(bù)形變(biàn),側麵形變。當箱體(tǐ)工作環境溫(wēn)度從20℃下降至-120℃過程中,內框架的形變逐漸增加直到峰(fēng)值。采用三角波紋結構與直角波紋結構(gòu)的內框架形變峰值(zhí)分別為46mm與40mm,形變(biàn)處均(jun1)位於試驗(yàn)箱體(tǐ)內框架頂麵。在(zài)箱體工作在溫(wēn)度下限-120℃時,內(nèi)框架受冷收(shōu)縮使頂麵位置下沉,與試驗箱體所受的重力載荷共同作用,使內框架頂麵的形變達到(dào)全工況值。在同樣(yàng)的降溫過(guò)程中,內框架壁麵形(xíng)變增(zēng)加幅度較小,形變峰值在20mm左右,其中采用(yòng)直角波紋結構(gòu)的內框架形變略小於三角波紋的情況。當箱體工作溫度範圍為20℃~70℃時,內框架的形變在這一一溫度區(qū)間內變化不大,維持在20mm -25mm區間內;形變的(de)發生位置從內框(kuàng)架項麵向側麵轉移,頂(dǐng)麵的形(xíng)變不斷減小。當箱體工作(zuò)溫(wēn)度從70°C繼續增(zēng)加(jiā)至170℃時(shí),內框架(jià)頂麵的形變繼續減小(xiǎo)直至在120C達到值3mm以內,之後隨著(zhe)溫度上(shàng)升繼續增大(dà)。在70℃~170℃溫度變化區間內,內框(kuàng)架的(de)形變隨溫度增加不斷增(zēng)大,增大幅度小(xiǎo)於降溫工況。該(gāi)升溫階段內框架的形變發生在壁麵,其峰值為27mm。
    綜(zōng)上所(suǒ)述,在試驗箱體工(gōng)作溫度- 120℃~ 170℃範圍內,采用直角波紋結構波紋板的內框架形變要采用三角波紋結構的情況,其形變的峰值為40mm,其結構具有更(gèng)好(hǎo)的剛性。故本文的(de)高低溫(wēn)試驗箱箱體內框架麵板采用直角波紋結構。
【相關推薦】
查看詳情 + 上一條 IC芯片等產品高(gāo)溫測試失效原因分析
查看詳情 + 下一條 電子產品滿載高低溫老化試驗方法

東莞市瑞(ruì)凱環(huán)境檢(jiǎn)測儀器有限公司 版權所有

備案號:粵ICP備11018191號

谘詢熱線(xiàn):400-088-3892 技術支持(chí):草莓视频网站儀器 百度(dù)統計

聯係(xì)我們

  • 郵箱:riukai@tuyatang.com
  • 手(shǒu)機:189 3856 3648
  • 座機:0769-81019278
  • 公司地址:東莞市橫瀝鎮神(shén)樂一路15號

關注我們

  • <a id=" src="https://www.tuyatang.com/resource/images/ee6ddfa37b974b8ab546b9456ceeac2a_2.jpg" title="">客服微信
网站地图 草莓视频网站-草莓污视频-草莓视频CAOMEI888-草莓视频www.5.app最新ios版