矮側(cè)板

《鐵道科學(xué)技術(shù)名詞》第一版。

1997年，經(jīng)全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會審定發(fā)布。

在激振器大梁和橫梁與側(cè)板的連接部位，為消除過度的應(yīng)力集中，采用特別加強(qiáng)結(jié)構(gòu)對側(cè)板進(jìn)行加強(qiáng)。連接采用虎克鉚釘鉚固。位于篩板以下的側(cè)板無突出結(jié)構(gòu)，不會產(chǎn)生液體積聚，不會因此導(dǎo)致腐蝕。 側(cè)板內(nèi)側(cè)下部防護(hù)層非常連續(xù)、光滑，極大地減少因沖刷造成結(jié)構(gòu)腐蝕的可能性。側(cè)板和橫梁間無隙、無突出。

振動(dòng)篩是冶煉設(shè)備中的關(guān)鍵設(shè)備之一， 該設(shè)備由于是在高作業(yè)率、高溫、高粉塵的惡劣條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，在所有的燒結(jié)設(shè)備中篩子維修的工作量占比例較大，其故障以側(cè)板振裂、斷裂、篩框扭曲變形較為突出，所以有必要對其進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，從而為設(shè)計(jì)提供參考。

側(cè)板振動(dòng)篩側(cè)板的動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)改進(jìn)

對振動(dòng)篩的動(dòng)力學(xué)改進(jìn)的主要目的是使結(jié)構(gòu)的固有頻率遠(yuǎn)離其工作頻率，防止共振， 減少噪聲。側(cè)板的幾何參數(shù)、物理參數(shù)可采用三維實(shí)體CAD軟件Pro /E 計(jì)算得 到。根據(jù)已有的二維零件和總成圖紙，在Pro /E 中建立振動(dòng)篩側(cè)板的三維模型，輸入材料特性參數(shù)后，即可獲得側(cè)板的零部件質(zhì)量、質(zhì)心位置、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等原始模型數(shù)據(jù)。通過正確的ANSYS和Pro /E接口的配置方法，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無縫連接。

側(cè)板振動(dòng)篩篩框的動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)改進(jìn)

完成了振動(dòng)篩側(cè)板的模態(tài)分析之后，來討論振動(dòng)篩篩框的動(dòng)力學(xué)改進(jìn)的問題。篩框是由板和梁鉚接而成的具有對稱結(jié)構(gòu)的彈性體，盡管篩框的結(jié)構(gòu)具有對稱性，但仍必須按整體進(jìn)行分析，因?yàn)樵趧?dòng)態(tài)分析中求得的各階振型并非完全以結(jié)構(gòu)對稱面而對稱，如按對稱結(jié)構(gòu)取其一半進(jìn)行分析就會丟掉偶數(shù)階振型，使計(jì)算結(jié)果失真。

側(cè)板結(jié)論

由于振動(dòng)篩在工作時(shí)其故障以側(cè)板振裂、斷裂、篩框扭曲變形較為突出， 所以以上主要針對振動(dòng)篩側(cè)板及篩框的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了研究，求出固有頻率和固有振型，找出側(cè)板及篩框結(jié)構(gòu)上不合理的地方并進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)改進(jìn)，使其固有頻率遠(yuǎn)離工作頻率10% 以上，有效地提高了振動(dòng)篩性能。計(jì)算分析對研制同類型系列化環(huán)保、節(jié)能自同步香蕉形振動(dòng)篩提供了計(jì)算分析依據(jù)，并可推廣應(yīng)用 到其它大型篩的模態(tài)選型、參數(shù)化設(shè)計(jì)。

為了考察側(cè)板構(gòu)型對高超側(cè)壓進(jìn)氣道起動(dòng)性能的影響，對相同收縮比下側(cè)板分別為前掠和后掠構(gòu)型的進(jìn)氣道開展了 Ma = 4 來流下的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)及相應(yīng)的數(shù)值模擬研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，側(cè)板后掠進(jìn)氣道的起動(dòng)性能優(yōu)于側(cè)板前掠構(gòu)型，實(shí)驗(yàn)中側(cè)板后掠進(jìn)氣道能夠在 2°攻角時(shí)實(shí)現(xiàn)起動(dòng)，而側(cè)板前掠進(jìn)氣道僅能在 － 2°攻角時(shí)起動(dòng)。對流場進(jìn)行的數(shù)值模擬結(jié)果表明，側(cè)板后掠進(jìn)氣道不但比側(cè)板前掠進(jìn)氣道具有更高的內(nèi)收縮段入口馬赫數(shù)，而且交匯后的側(cè)板激波與底板邊界層干擾的強(qiáng)度較弱，使得邊界層不易分離，兩方面因素共同作用使得側(cè)板后掠進(jìn)氣道的起動(dòng)性能顯著優(yōu)于側(cè)板前掠構(gòu)型。

側(cè)板進(jìn)氣道構(gòu)型及研究方法

1 進(jìn)氣道構(gòu)型：

設(shè)計(jì)了側(cè)板分別為前掠和后掠構(gòu)型的兩個(gè)高超側(cè)壓進(jìn)氣道模型，側(cè)板的前掠角為 55°，后掠角為 30°。除了側(cè)板構(gòu)型存在差異外，兩模型的其余的結(jié)構(gòu)參數(shù)均保持一致。進(jìn)氣道底板采用三級楔角壓縮，總壓縮角為 14°，進(jìn)氣道的總收縮比為 6.0，內(nèi)收縮比( 唇口橫截面與出口橫截面面積之比) 為 1.45，側(cè)向收縮比為 1.67，入口迎風(fēng)面的高度 H = 99mm。

2 實(shí)驗(yàn)方法：

實(shí)驗(yàn)研究在國防科技大學(xué) STS 重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室( Science and Technology on Scramjet Laboratory) 的Φ440mm 高焓自由射流試驗(yàn)系統(tǒng)中進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)中主要考察模型進(jìn)氣道在低馬赫數(shù)來流下的起動(dòng)情況。實(shí)驗(yàn)中對進(jìn)氣道底板壁面中心線上的沿程靜壓分布進(jìn)行測量，除此之外，還在進(jìn)氣道模型出口的后方連接一段駐室和喉道，并測量駐室和喉道內(nèi)相應(yīng)位置的壁面靜壓，以考察進(jìn)氣道的流量捕獲性能。實(shí)驗(yàn)中所有壓力的測量均采用 9116 型壓力掃描閥進(jìn)行。

3 數(shù)值模擬方法：

數(shù)值模擬所采用的控制方程為理想氣體可壓 N-S 方程，采用有限體積法離散，使用三維定常隱式求解器求解，流動(dòng)方程的無粘項(xiàng)采用二階 Roe 格式離散，粘性項(xiàng)采用二階中心差分格式離散，氣體比熱比為 1.38，氣體分子粘性采用 Sutherland 公式計(jì)算，湍流模型為 k-ω SST 模型。

側(cè)板進(jìn)氣道起動(dòng)性能對比

由于數(shù)值模擬難以準(zhǔn)確地獲取進(jìn)氣道的起動(dòng)性能，采用風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的方法來考察進(jìn)氣道的起動(dòng)性能，實(shí)驗(yàn)中通過測量進(jìn)氣道底板壁面中心線上的沿程靜壓分布來判斷進(jìn)氣道的起動(dòng)情況。進(jìn)氣道起動(dòng)與否與其內(nèi)收縮段入口處的馬赫數(shù)大小有關(guān)，對具有前體壓縮的高超側(cè)壓進(jìn)氣道來說，通過改變進(jìn)氣道本身的攻角可以相應(yīng)地改變進(jìn)氣道內(nèi)收縮段入口馬赫數(shù)的大小。由于風(fēng)洞噴管出口的馬赫數(shù)恒定，所以采用改變進(jìn)氣道攻角的方式來對比側(cè)板前掠與后掠構(gòu)型進(jìn)氣道的起動(dòng)性能。

1 側(cè)板后掠進(jìn)氣道起動(dòng)性能：

對側(cè)板后掠進(jìn)氣道分別進(jìn)行了 Ma = 4.0 來流條件下攻角為 0°和 2°的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)， 2°攻角實(shí)驗(yàn)中駐室和喉道的壓力顯著高于 0°攻角實(shí)驗(yàn)，由于喉道面積相等，所以流量與氣流的總壓成正比，而氣流總壓越高則駐室壓力越高，說明攻角增加的情況下，進(jìn)氣道的捕獲流量獲得了大幅提升。

2 側(cè)板前掠進(jìn)氣道起動(dòng)性能：

對側(cè)板前掠進(jìn)氣道進(jìn)行了 Ma = 4.0 來流條件下攻角分別為 0°，－ 1°和 － 2°的三次風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，對比側(cè)板后掠和前掠構(gòu)型進(jìn)氣道的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，側(cè)板后掠進(jìn)氣道的起動(dòng)性能優(yōu)于側(cè)板前掠構(gòu)型。