2、传统石英灯加热元件因其结构和材料特性的局限性已经不能满足这种高温、高热流的热试验需求。
3、以石墨材料为发热体的石墨加热元件,因其具有加热率高等特性,被广泛应用于风洞、冶金、核工业等领域。
4、然而,石墨加热元件在国内航天飞行器热试验领域的应用尚属起步阶段,其加热特性及其加热控制方法等设计、使用中的问题还有待解决。
5、因此,对石墨加热元件进行几何结构和装配形式等方面的优化,并改进其使用过程中的加热控制方法显得十分必要。
6、本文通过对热试验的概念、原理及方法等方面的研究,结合仿真和实验方法,设计并优化了一种高加热率石墨加热元件,
7、并对其时间常数、结构装配形式合理性、大气环境使用寿命、抗氧化涂层有效性及加热均匀性等性能进行了实验研究。
8、受加热元件装配形式的影响,加热元件在使用过程中会发生破坏现象,
9、本文使用热应力理论,结合有限元分析方法对加热元件的热应力场进行了仿真分析,提出了一种有效的减小加热元件热应力的装配形式。
10、石墨加热元件构成的热试验加热控制系统具有大惯性、非线性、时变等特点,实际使用经验表明,传统PID控制方法对这种加热控制系统进行控制,容易出现“过控制”和“欠控制”的现象。