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基于温度场分析的航空大型烘箱温度性能研究

2021-10-23熊稚莉蔡豫晋唐海燕

中国测试 2021年9期

熊稚莉,陈 波,蔡豫晋,顾 伟,唐海燕

(成都飞机工业(集团)有限责任公司,四川 成都 610092)

0 引 言

烘箱是航空材料制造热加工工艺过程中的重要设备,在消除材料氢脆、涂层固化改善、产品热老化试验、复合材料固化成型等工序中起到非常重要的作用[1-2]。温度均匀性是衡量烘箱温度性能的重要指标[3],国内外许多规范,如AMS2750[4]、CPS8100[5]对温度均匀性的测量都有明确的要求,并且温度均匀性测试的符合情况是Nadcap(国家航空航天和国防合同方授信项目,national aerospace and defense contractors accreditation program)等三方审查中重要的考核依据之一。随着航空材料向大型整体化制造方向发展[6],越来越多的大型烘箱将投入于航空大型零件制造使用。在烘箱的安装调试过程中,需要特别关注温度性能。在高温测量领域已有不少关于改善热加工设备温度性能的研究。马伟[7]总结了影响航空制件专用热处理炉系统精度和温度均匀性的因素,通过实验论证了如何运用PID 调节改善温度均匀性。高伟[8]提出了影响空气循环炉温度均匀性的因素及相关改善方法。姚纯[9]从加热系统、控制系统、保温系统等方面介绍了影响烘箱温度均匀性的原因及其改善方法。

控制传感器的位置对烘箱整体温度性能的影响很大。在工程应用中,对于未知温度分布情况的烘箱,一般根据工程经验估计温度中值位置,将控制热电偶布置于此点,再结合设备调测过程中的温度均匀性分布结果,对控制传感器位置进行修正。在有些复杂情况下,例如烘箱加热系统、空气循环系统设计不合理时,需通过优化控制传感器位置和控制参数来弥补设计的先天不足,否则容易造成温度过冲、整体温度分布偏移、歪斜等情况。……

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