[发明专利]一种静压箱孔板的优化设计方法

说明书

本发明属于双向拉伸机静压箱的设计领域。一种静压箱孔板的优化设计方法，该优化设计方法基于已有静压箱组孔口排布的方式，在仿真软件中进行静压箱中的热力学仿真分析，从而对待优化的静压箱孔板的结构优化提供依据；根据热力学仿真分析结果，进行模拟实验，测试得到静压箱孔板的各排气孔温度的实验数据，将实验数据与仿真数据进行比较，并以仿真数据来优化改进静压箱孔板结构；再根据模拟实验测试的实验数据，对待优化的静压箱孔板进行尺寸构建，得到优化后的静压箱孔板的排布和静压箱孔板的孔径大小。本发明基于热力学分析具有可靠性基础，通过建模分析与模拟实验相结合，对静压箱孔板进行结构优化，达到温度场稳定的目的。

技术领域

本发明属于双向拉伸机静压箱的设计领域，具体涉及一种静压箱孔板的优化设计方法。

背景技术

目前我国薄膜业一直在飞速发展，在薄膜温控系统的研究与应用中，也总结和借鉴了许多成熟的经验。但目前我国较成熟的薄膜生产线采用的还是中空的长方体静压箱，待优化的静压箱的进风口与风机、加热器相连，外壳构成一个中空的长方体壳体，中间部位形成一定的空间为热空气进气预留了位置，上表面需用钻台打上布列均匀且大小相同的小孔，薄膜就将置于排气孔上方进行拉伸，其温度会存在几度的误差，极大的影响了薄膜的制备。

然而利用热力学分析之后改善结构来实现均匀温度场的措施在我国各类机械的研究中已经使用了多次。在军事方面，高俊东等人对船载机蒸汽弹射器热力学仿真分析，通过实验数据的对比分析，来验证说明所建模型的可行性和正确性，其仿真结果也可为蒸汽弹射器的设计与实验提供有益参考；在科技方面，杜艳君等人对制冷器内部的流动换热进行了热力学仿真，并对换热器的结构尺寸进行优化，最终满足系统运行工况参数要求，实现校核偏差小于1％；在生活方面，张更娥等人通过对汽车排气系统的旋流增压器及旋流减压器进行了热力学分析，优化设计一套旋流减压器及旋流增压器，来达到净化尾气，减小发动机损失，提高发动机效率。

静压箱孔板结构不仅影响保温横拉区间的热气流分布,且对薄膜的换热均匀性等有不同程度的影响，如今很多传统的静压箱孔板，受温度不均匀问题的严重影响，目前为止，还没有提出有效的优化设计方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术问题的缺点，提供一种静压箱孔板的优化设计方法，该方法基于热力学分析具有可靠性基础，通过建模分析与模拟实验相结合，对静压箱孔板进行结构优化，达到温度场稳定的目的。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种静压箱孔板的优化设计方法，基于已有静压箱组孔口排布的方式，在仿真软件中进行静压箱中的热力学仿真分析，从而对待优化的静压箱孔板的结构优化提供依据；根据热力学仿真分析结果，进行模拟实验，测试得到静压箱孔板的各排气孔温度的实验数据，将实验数据与仿真数据进行比较，并以仿真数据来优化改进静压箱孔板结构；再根据模拟实验测试的实验数据，对待优化的静压箱孔板进行尺寸构建，得到优化后的静压箱孔板的排布和静压箱孔板的孔径大小。

进一步的，优化设计方法的具体步骤如下：

步骤一：构建待优化的静压箱孔板模型，利用AVL-FIRE软件进行静压箱中的热力学仿真分析；

步骤二：在热力学仿真分析的基础上进行模拟实验，测试得到静压箱孔板的各排气孔温度数据与仿真数据进行比较，确定待优化的静压箱孔板的优化结构；

步骤三：参考待优化的静压箱的结构、形状以及尺寸参数，对比实验数据，对待优化的静压箱孔板作进一步的尺寸构建，得到优化后的静压箱孔板的排布和静压箱孔板的孔径大小。

进一步的，所述步骤一的具体方法为：根据薄膜生产线所需温度的参数和标准，参考现有薄膜生产线静压箱结构，结合静压箱孔板结构的设计，并通过以下公式构建待优化的静压箱孔板模型：

高度×深度＝静压箱截面面积①；