利用激光干涉儀對動態(tài)壓力進行非接觸測量時,壓力腔中常設(shè)計光學(xué)窗口,目的是在動態(tài)壓力環(huán)境與激光干涉儀間建立光學(xué)通道,利用激光干涉法使動態(tài)壓力能溯源到時間、長度與靜態(tài)壓力上。由于在動態(tài)壓力環(huán)境下光學(xué)窗口受到內(nèi)外壓差、溫度梯度、振動等因素影響,將直接影響光學(xué)測量精度。針對上述問題,通過仿真分析方法,分析在動態(tài)壓力環(huán)境下壓力、溫度、振動與光學(xué)窗口的影響關(guān)系,同時通過光學(xué)窗口在動態(tài)壓力環(huán)境下試驗,研究各影響分量對真實測量結(jié)果的影響,可為后續(xù)動態(tài)壓力的校準(zhǔn)和測量進行修正和補償以及其他類似動態(tài)壓力環(huán)境下的光學(xué)窗口設(shè)計提供依據(jù)。 

【文章來源】：振動與沖擊. 2020,39(09)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

動態(tài)壓力激光干涉測量示意圖

式中:La為空氣中光程;Lg為光學(xué)玻璃中光程;Lw為液體介質(zhì)中光程。在實驗室條件下,溫度恒定,外界環(huán)境影響因素很小,裝置內(nèi)部動態(tài)壓力對外界空氣中光程La的改變可以忽略不計,因而激光干涉儀測得的光程差Δl可簡化為

光學(xué)窗口的形變主要由兩部分構(gòu)成,一部分是光學(xué)窗口隨時間的蠕變變形,另一部分為光學(xué)窗口在壓力載荷作用下發(fā)生的擠壓變形。光學(xué)窗口結(jié)構(gòu)如圖3所示,對光學(xué)窗口施加(0～10)MPa的靜態(tài)壓力載荷,光學(xué)窗口會產(chǎn)生彈性形變。得到壓力載荷與光學(xué)窗口形變量的關(guān)系,光學(xué)窗口在10 MPa壓力下最大形變量為0.791 72 μm。光學(xué)窗口實際安裝在壓力腔中,壓力腔采用06cr19ni10不銹鋼材料,其彈性模量遠大于H-K9L,并且受到壓力腔的約束與支撐作用,在相同受力條件下,壓力腔形變量微小,可以將壓力腔視為剛體。壓力腔與光學(xué)窗口之間隨著壓力增加,光學(xué)窗口在壓力腔上產(chǎn)生滑動位移,存在邊界摩擦因數(shù),采用有限元方法進行接觸分析,結(jié)果如圖4,得到光學(xué)窗口在壓力載荷與壓力腔的共同作用下產(chǎn)生的擠壓變形達到0.050 4 μm/MPa,形變主要來源于軸向形變?yōu)?.046 9 μm/MPa,占比達到93%,而徑向形變很小,實際考慮時可以忽略。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3234714