CN112461492B - 一种基于形状记忆合金的自复位顶紧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于形状记忆合金的自复位顶紧装置。该自复位顶紧装置的摩擦块位于上方，基座位于下方，摩擦块和基座之间固定安装有阵列分布的形状记忆合金丝，摩擦块和基座之间还固定安装有阵列分布的弹簧；移动块内开有沉孔，基座固定在沉孔的底面，在形状记忆合金丝和弹簧的拉伸、收缩过程中，摩擦块在沉孔内向上、向下滑动。该自复位顶紧装置的结构紧凑、制作方便，所需的安装空间小，驱动元件少、驱动力大、动作响应速度快，能够推广应用于结构主动减振领域。
Description
技术领域
本发明属于风洞试验技术领域，具体涉及一种基于形状记忆合金的自复位顶紧装置。
背景技术
风洞在运行过程中存在多个工作状态，不同的工作状态切换过程中，某些部件之间允许发生相对位移，但是，在特定的工作状态下，这些部件之间需要通过顶紧装置约束，避免发生相对位移，这对减小风洞在动态载荷作用下响应具有积极作用。
当前，亟需发展一种专用于风洞的基于形状记忆合金的自复位顶紧装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于形状记忆合金的自复位顶紧装置。
本发明的基于形状记忆合金的自复位顶紧装置，其特点是，所述的自复位顶紧装置包括摩擦块、形状记忆合金丝、弹簧、基座和移动块；
所述的摩擦块位于上方，基座位于下方，摩擦块和基座之间固定安装有阵列分布的形状记忆合金丝，摩擦块和基座之间还固定安装有阵列分布的弹簧；
所述的移动块内开有沉孔，基座固定在沉孔的底面，在形状记忆合金丝和弹簧的拉伸、收缩过程中，摩擦块在沉孔内向上、向下滑动。
进一步地，所述的摩擦块的上表面加工有锯齿或者花纹。
进一步地，所述的摩擦块的上表面粘贴有橡胶皮。
进一步地，所述的摩擦块与沉孔的接触面上有润滑油。
进一步地，所述的摩擦块与基座采用分半式夹紧方式设计加工。
进一步地，所述的形状记忆合金丝的材质为镍钛合金。
进一步地，所述的弹簧为压缩弹簧。
进一步地，所述的基座通过螺钉或销钉固定在沉孔的底面上。
进一步地，所述的移动块外包裹有保温层，或者移动块放置在保温箱中。
进一步地，所述的自复位顶紧装置有若干组，阵列式分布安装在工作界面上，若干组自复位顶紧装置通过控制系统协同工作。
形状记忆合金通常含有两个组成相：高温奥氏体相和低温马氏体相。低温时，对处于马氏体状态的形状记忆合金施加载荷，形状记忆合金会产生变形，且载荷卸除后变形不会消失。升温后，形状记忆合金将发生逆向相变，变形完全回复，升温过程中形状记忆合金表现出的特性被称之为形状记忆效应。
本发明的基于形状记忆合金的自复位顶紧装置利用形状记忆合金丝作为驱动自复位顶紧装置切换顶紧状态和松开状态的控制部件。低温时，自复位顶紧装置的状态为顶紧状态，形状记忆合金丝长度伸长，弹簧向上顶出摩擦块，摩擦块顶紧需限制移动的风洞部件；高温时，自复位顶紧装置的状态为松开状态，形状记忆合金丝的变形完全回复，形状记忆合金丝长度缩短，弹簧跟随形状记忆合金丝收缩，拉回摩擦块，摩擦块松开需限制移动的风洞部件。
本发明的基于形状记忆合金的自复位顶紧装置中的弹簧的材质可根据压力需求，选择合适的材质。
通常情况下，本发明的基于形状记忆合金的自复位顶紧装置在低温环境下不需要保温。但是，随着环境温度的降低，形状记忆合金丝的响应时间会延长，如果要求响应时间尽可能的短，也可以给移动块增加保温设施。
为了适应不同工作界面，可以将若干组本发明的基于形状记忆合金的自复位顶紧装置分布式安装，避免了采用单个自复位顶紧装置体积大，顶紧力不均匀的情况。
本发明的基于形状记忆合金的自复位顶紧装置利用形状记忆合金大变形、驱动力大的性质，能够在短时间内自动实现风洞不同部件间的相对运动的开关。
本发明的基于形状记忆合金的自复位顶紧装置的结构紧凑、制作方便，所需的安装空间小，驱动元件少、驱动力大、动作响应速度快，能够推广应用于结构主动减振领域。
附图说明
图1a为本发明的基于形状记忆合金的自复位顶紧装置的结构示意图(主视图、顶紧状态)；
图1b为本发明的基于形状记忆合金的自复位顶紧装置的结构示意图(侧视图、顶紧状态)；
图2a为本发明的基于形状记忆合金的自复位顶紧装置的结构示意图(主视图、松开状态)；
图2b为本发明的基于形状记忆合金的自复位顶紧装置的结构示意图(侧视图、松开状态)。
图中：1.摩擦块2.形状记忆合金丝3.弹簧4.基座5.上壁板6.移动块。
具体实施方式
下面，结合附图和实施例详细说明本发明。
本发明的基于形状记忆合金的自复位顶紧装置包括摩擦块1、形状记忆合金丝2、弹簧3、基座4和移动块6；
所述的摩擦块1位于上方，基座4位于下方，摩擦块1和基座4之间固定安装有阵列分布的形状记忆合金丝2，摩擦块1和基座4之间还固定安装有阵列分布的弹簧3；
所述的移动块6内开有沉孔，基座4固定在沉孔的底面，在形状记忆合金丝2和弹簧3的拉伸、收缩过程中，摩擦块1在沉孔内向上、向下滑动。
进一步地，所述的摩擦块1的上表面加工有锯齿或者花纹。
进一步地，所述的摩擦块1的上表面粘贴有橡胶皮。
进一步地，所述的摩擦块1与沉孔的接触面上有润滑油。
进一步地，所述的摩擦块1与基座4采用分半式夹紧方式设计加工。
进一步地，所述的形状记忆合金丝2的材质为镍钛合金。
进一步地，所述的弹簧3为压缩弹簧。
进一步地，所述的基座4通过螺钉或销钉固定在沉孔的底面上。
进一步地，所述的移动块6外包裹有保温层，或者移动块6放置在保温箱中。
进一步地，所述的自复位顶紧装置有若干组，阵列式分布安装在工作界面上，若干组自复位顶紧装置通过控制系统协同工作。
实施例1
本实施例将本发明的基于形状记忆合金的自复位顶紧装置应用于超声速风洞二喉道中心体的调节片上。
常规的调节片与二喉道中心体的上壁板5是分离的，在超声速风洞试验过程中，调节片会产生流致振动，影响二喉道中心体的调节精度和设备安全。
在调节片上安装自复位顶紧装置后，超声速风洞试验时，如图1a、图1b所示，自复位顶紧装置处于顶紧状态，自复位顶紧装置的摩擦块1顶紧上壁板5，约束调节片的振动。更换试验状态时，通电加热形状记忆合金丝2，形状记忆合金丝2收缩产生较大拉力，迫使弹簧3收缩，带动摩擦块1与上壁板5分离，如图2a、2b所示，自复位顶紧装置处于松开状态，允许调节片和上壁板5产生相对位移。
本实施例的基于形状记忆合金的自复位顶紧装置结构紧凑、工作空间小、驱动力大、动作速度快，较好解决了现有设备改造空间有限，振动大的问题。以上均为本申请的较佳实施例，并非依次限制本申请的保护范围，故：凡以本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于形状记忆合金的自复位顶紧装置，其特征在于，所述的自复位顶紧装置包括摩擦块(1)、形状记忆合金丝(2)、弹簧(3)、基座(4)和移动块(6)；所述的摩擦块(1)位于上方，基座(4)位于下方，摩擦块(1)和基座(4)之间固定安装有阵列分布的形状记忆合金丝(2)，摩擦块(1)和基座(4)之间还固定安装有阵列分布的弹簧(3)；所述的移动块(6)内开有沉孔，基座(4)固定在沉孔的底面，在形状记忆合金丝(2)和弹簧(3)的拉伸、收缩过程中，摩擦块(1)在沉孔内向上、向下滑动；
所述的自复位顶紧装置利用形状记忆合金丝(2)作为驱动自复位顶紧装置切换顶紧状态和松开状态的控制部件；低温时，自复位顶紧装置的状态为顶紧状态，形状记忆合金丝(2)长度伸长，弹簧(3)向上顶出摩擦块(1)，摩擦块(1)顶紧需限制移动的风洞部件；高温时，自复位顶紧装置的状态为松开状态，形状记忆合金丝(2)的变形完全回复，形状记合金丝长度缩短，弹簧(3)跟随形状记忆合金丝(2)收缩，拉回摩擦块(1)，摩擦块(1)松开需限制移动的风洞部件；
所述的风洞部件包括超声速风洞二喉道中心体的调节片。
2.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的自复位顶紧装置，其特征在于，所述的摩擦块(1)的上表面加工有锯齿或者花纹。
3.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的自复位顶紧装置，其特征在于，所述的摩擦块(1)的上表面粘贴有橡胶皮。
4.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的自复位顶紧装置，其特征在于，所述的摩擦块(1)与沉孔的接触面上有润滑油。
5.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的自复位顶紧装置，其特征在于，所述的摩擦块(1)与基座(4)采用分半式夹紧方式设计加工。
6.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的自复位顶紧装置，其特征在于，所述的形状记忆合金丝(2)的材质为镍钛合金。
7.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的自复位顶紧装置，其特征在于，所述的弹簧(3)为压缩弹簧。
8.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的自复位顶紧装置，其特征在于，所述的基座(4)通过螺钉或销钉固定在沉孔的底面上。
9.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的自复位顶紧装置，其特征在于，所述的移动块(6)外包裹有保温层，或者移动块(6)放置在保温箱中。
10.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的自复位顶紧装置，其特征在于，所述的自复位顶紧装置有若干组，阵列式分布安装在工作界面上，若干组自复位顶紧装置通过控制系统协同工作。
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