拉瓦尔喷管喉径尺寸液力测量方法和实验研究

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1、硕士学位论文拉瓦尔喷管喉径尺寸液力测量方法和实验研究RESEARCHONHYDRAULICMEASURMENTANDEXPERIMENTSOFLAVALNOZZLETHROATDIAMETER洪洋哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：TP206+.1学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文拉瓦尔喷管喉径尺寸液力测量方法和实验研究硕士研究生洪洋：导师邵东向副：教授申请学位工学硕士：学科机械制造及其自动化：所在单位机电工程学院：答辩日期201：5年7月授予学位单位哈尔滨工业大学：ClassifiedIndex:

2、TP206+.1U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONHYDRAULICMEASURMENTANDEXPERIMENTSOFLAVALNOZZLETHROATDIAMETERCandidate：HongYangSupervisor：AssociateProf.ShaoDongxiangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalManufacturingandAutoma

3、tionAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要拉瓦尔喷管是许多动力装置的重要部件，依靠其本身先缩后扩的几何结构能够产生强大推力，是发动机中能量转换的核心，在航空和航天等领域的应用较为普遍。喉部是拉瓦尔喷管中最为重要的结构，喉径的尺寸精度及表面质量对喷管性能影响较大，是喷管关键的加工工艺。较高的加工精度除

4、对其自身加工工艺高精度的要求外，对其测量精度也提出了更高的要求。针对喷管喉部的特殊结构，本课题提出了喉径的液力测量方法。根据被测件的流量特性，液力测量通过测量流量值的变化来反应尺寸量的变化，具有非接触、精度高、稳定性好等优点。在孔口流动流量特性理论分析的基础上，建立了拉瓦尔喷管喉径尺寸液力芯型测头塞规模型，研究喉径液力测量原理，并在此基础上，完成了芯型测头形状及尺寸设计，确定了合适的压差取值范围。对液力芯型测头塞规模型内部流场进行仿真，分析了测量模型的压差-流量特性，以及喉部通流面积与流量之间的对应关系，并据此优化了测量模型的结构参数和测量

5、参数；分析了测量模型中影响流量的误差因素，以误差因素为因变量，分析误差因素对喉径测量结果的影响。采用计算机控制技术，设计自动化测量方案。设计喉径尺寸液力测量实验平台的油路系统，实现压差的闭环控制和温度的自动控制；根据喉径液力测量的理论模型，设计喷管喉径测量系统的夹具体结构；编写测量系统软件，实现压力的自动调节、温度的自动控制、喉径的自动测量及相关数据的输出和存储。对喉径液力测量平台进行实验研究，进行喉径测量系统初步实验，确定合适的芯型测头、压差和测量夹具；进行喉径液力测量的算法研究，并完成测量系统综合实验，包括标定实验、测量实验、误差因素对

6、测量结果影响实验。实验结果表明，拉瓦尔喷管喉径液力测量平台具有较高的测量精度和重复性精度。关键词：拉瓦尔喷管；液力测量；芯型测头；喉径测量-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractLavalnozzleisanimportantcomponentofmanypowerfacilities,andwidelyappliedinpowerandotherfields.Withthegeometriesofexpansionaftershrinking,itcanproducepowerfulthrust.Theprocessingqu

7、alityofLavalnozzlethroatgreatlyimpactthenozzleperformance,andisthecoreofthenozzleprocessingquality.Accordingtoitsmanufacturingprocess,theprecisionofnozzlethroatislimitedbybothhigh-precisionprocessingtechnologyanditsmeasurementaccuracy.Basedonthespecialstructure,hydraulicme

8、asurementmeasuringthroatdiameterisproposed.Onthebasisofflowcharacteristics,hydraulicmeasu