本發明涉及一種空腔裝置，特別是涉及一種可變形空腔裝置。

背景技術：

矩形空腔裝置廣泛存在于汽車天窗、飛行器表面的縫隙、飛機起落架艙等結構中。當高速氣流流過空腔時，在空腔外高速氣流－空腔內聲場－空腔結構的耦合作用下，空腔內部及周邊將產生強烈噪聲，稱之為空腔噪聲。空腔噪聲最高能夠達到170dB以上。高聲強的空腔噪聲很容易使結構發生共振從而導致結構聲疲勞破壞。

參照圖5～8。文獻“申請公布號是CN105751869A的中國發明專利”公開一種可變形空腔裝置。該空腔裝置包括前壁面1、第一銷軸2、底板3、第二銷軸4、后壁面5、第三銷軸6、后緣7和導軌8。前壁面1與空腔的一個端面固定，底板3通過第一銷軸2與前壁面1鉸接，后壁面5通過第二銷軸4與底板3鉸接，后緣7通過第三銷軸6與后壁面5鉸接，后緣7上的滑塊安裝在導軌8中。后緣7能夠沿導軌8水平滑動，通過第三銷軸6帶動后壁面5傾斜，進而通過第二銷軸4帶動底板3傾斜，使空腔裝置變形。

文獻研究發現空腔外氣流速度為289m/s時，將矩形空腔的后壁面傾斜角度調整為30度(本文所指角度皆為與水平方向夾角)，空腔噪聲一階模態峰值由165.77dB降低為163.0dB，降低了2.77dB，空腔噪聲二階模態峰值由162.30dB降低為151.26dB，降低了11.04dB；空腔外氣流速度為204m/s時，將矩形空腔的后壁面傾斜角度調整為45度。空腔噪聲一階模態峰值由163.25dB降低為159.10dB，降低了4.15dB，空腔噪聲二階模態峰值由159.07dB降低為149.77dB，降低了9.30dB。因此，改變后壁面和底面的傾斜角度能夠將空腔內噪聲降低。

技術實現要素：

為了克服現有可變形空腔裝置降噪效果差的不足，本發明提供一種可變形空腔裝置。該裝置包括前壁面、第一銷軸、底板、第二銷軸、后壁面、第三銷軸、后緣和導軌，還包括前緣和第四銷軸。所述前緣固定，前壁面通過第四銷軸與前緣鉸接，底板通過第一銷軸與前壁面鉸接，后壁面通過第二銷軸與底板鉸接，后緣通過第三銷軸與后壁面鉸接，后緣上的滑塊安裝在導軌中可以水平滑動。通過同時驅動可沿導軌水平滑動的后緣和可繞第四銷軸轉動的前壁面，不僅能夠改變空腔的后壁面和底面的傾斜角度，也能夠改變前壁面的傾斜角度，使空腔裝置變形。與背景技術相比較具有更好地降噪效果。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種可變形空腔裝置，包括前壁面1、第一銷軸2、底板3、第二銷軸4、后壁面5、第三銷軸6、后緣7和導軌8，其特點是還包括前緣9和第四銷軸10。所述前壁面1通過第四銷軸10與前緣9鉸接，底板3通過第一銷軸2與前壁面1鉸接，后壁面5通過第二銷軸4與底板3鉸接，后緣7通過第三銷軸6與后壁面5鉸接，后緣7上的滑塊安裝在導軌8中。驅動后緣7沿導軌8水平滑動，通過第三銷軸6帶動后壁面5傾斜，進而通過第二銷軸4帶動底板3傾斜。另外，前緣9不動，驅動前壁面1繞第四銷軸10轉動，實現前壁面1傾斜。

所述前壁面1、底板3、后壁面5的兩端為圓柱結構，圓柱均制有相同尺寸的通孔。第四銷軸10、第一銷軸2、第二銷軸4、第三銷軸6具有和通孔相同的尺寸。后緣7上滑塊的高度與導軌8上的軌道高度尺寸相同。前壁面1、底板3及后壁面5具有相同的寬度，前壁面1和后壁面5的高度相同。空腔的前緣9固定，第四銷軸10與前緣9和前壁面1上的通孔間隙配合將兩者鉸接，第一銷軸2與前壁面1和底板3上的通孔間隙配合將兩者鉸接，第二銷軸4與底板3和后壁面5上的通孔間隙配合將兩者鉸接，第三銷軸6與后壁面5和后緣7上的通孔間隙配合將兩者鉸接，后緣7上的滑塊安裝在導軌8中，兩者為間隙配合。后緣7沿著導軌8水平移動，同時前緣9不動，驅動前壁面1，通過第三銷軸6和第一銷軸2分別帶動后壁面5和底板3運動，使得前后壁面和底面同時傾斜。

本發明的有益效果是：該裝置包括前壁面、第一銷軸、底板、第二銷軸、后壁面、第三銷軸、后緣和導軌，還包括前緣和第四銷軸。所述前緣固定，前壁面通過第四銷軸與前緣鉸接，底板通過第一銷軸與前壁面鉸接，后壁面通過第二銷軸與底板鉸接，后緣通過第三銷軸與后壁面鉸接，后緣上的滑塊安裝在導軌中可以水平滑動。通過同時驅動可沿導軌水平滑動的后緣和可繞第四銷軸轉動的前壁面，不僅能夠改變空腔的后壁面和底面的傾斜角度，也能夠改變前壁面的傾斜角度，使空腔裝置變形。與背景技術相比較具有更好地降噪效果。

從圖7中可以看到，在空腔外氣流速度為289m/s時，底面和后壁面傾角分別為5度和30度(與文獻1傾斜角度相同)，同時調整前壁面傾角為85度，通過Fluent流體仿真軟件數值計算得，空腔噪聲一階模態峰值從165.77dB降低到158.26dB，降低了7.51dB(文獻1降低了2.77dB)，一階模態頻率向右移動80.86Hz；二階模態峰值從162.30dB降低到148.80dB，降低了13.50dB(文獻1降低了11.04dB)，二階模態頻率向右移動38.04Hz。

從圖8中可以看到，在空腔外部氣流速度為204m/s時，底面和后壁面傾角分別為1.803度和45度(與文獻1傾斜角度相同)，同時調整前壁面傾角為60度，通過Fluent流體仿真軟件數值計算得，空腔噪聲一階模態峰值從163.25dB降低到151.38dB，降低了11.87dB(文獻1降低了4.15dB)，一階模態頻率向右移動27.16Hz；二階模態峰值從159.07dB降低到144.66dB，降低了14.41dB(文獻1降低了9.30dB)，二階模態頻率向右移動47.08Hz。

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作詳細說明。

附圖說明

圖1是本發明可變形空腔裝置的結構示意圖。

圖2是圖1裝置形狀變化后的結構示意圖。

圖3是空腔外氣流速度為289m/s、第一種傾斜時可變形空腔噪聲頻譜對比圖。

圖4是空腔外氣流速度為204m/s、第二種傾斜時可變形空腔噪聲頻譜對比圖。

圖5是背景技術可變形空腔裝置的結構示意圖。

圖6是圖5裝置形狀變化后的結構示意圖。

圖7是空腔外氣流速度為289m/s、后壁面傾斜30度時空腔噪聲頻譜對比圖。

圖8是空腔外氣流速度為204m/s、后壁面傾斜45度時空腔噪聲頻譜對比圖。

圖中，1-前壁面，2-第一銷軸，3-底板，4-第二銷軸，5-后壁面，6-第三銷軸，7-后緣，8-導軌，9-前緣，10-第四銷軸。

具體實施方式

以下實施例參照圖1～4。

本發明可變形空腔裝置包括前壁面1、第一銷軸2、底板3、第二銷軸4、后壁面5、第三銷軸6、后緣7和導軌8，還包括前緣9和第四銷軸10。所述前壁面1、底板3、后壁面5的兩端為圓柱結構，圓柱均制有相同尺寸的通孔。第四銷軸10、第一銷軸2、第二銷軸4、第三銷軸6具有和通孔相同的尺寸。后緣7上滑塊的高度與導軌8上的軌道高度尺寸相同。前壁面1、底板3及后壁面5具有相同的寬度，前壁面1和后壁面5的高度相同。空腔的前緣9固定，第四銷軸10與前緣9和前壁面1上的通孔間隙配合將兩者鉸接，第一銷軸2與前壁面1和底板3上的通孔間隙配合將兩者鉸接，第二銷軸4與底板3和后壁面5上的通孔間隙配合將兩者鉸接，第三銷軸6與后壁面5和后緣7上的通孔間隙配合將兩者鉸接，后緣7上的滑塊安裝在導軌8中，兩者為間隙配合。首先后緣7沿著導軌8水平移動，同時前緣9不動，驅動前壁面1，然后通過第三銷軸6和第一銷軸2分別帶動后壁面5和底板3運動，使得前后壁面和底面同時傾斜，從而改變空腔形狀，改善空腔內的流場環境，達到更好的空腔降噪效果。

本發明的工作原理：根據空腔外氣流速度，前緣9保持不動，通過同時驅動后緣7水平移動與前壁面1的轉動來調整后壁面5、底板3、前壁面1的傾斜角度，從而改變空腔形狀，改善空腔內的流場環境，達到更好的空腔降噪效果。

從圖7可以看到，在空腔外氣流速度為289m/s時，底面和后壁面傾角分別為5度和30度(與文獻1傾斜角度相同)，同時調整前壁面傾角為85度，通過Fluent流體仿真軟件數值計算得，空腔噪聲一階模態峰值從165.77dB降低到158.26dB，降低了7.51dB(文獻1降低了2.77dB)，一階模態頻率向右移動80.86Hz；二階模態峰值從162.30dB降低到148.80dB，降低了13.50dB(文獻1降低了11.04dB)，二階模態頻率向右移動38.04Hz。

從圖8可以看到，在空腔外部氣流速度為204m/s時，底面和后壁面傾角分別為1.803度和45度(與文獻1傾斜角度相同)，同時調整前壁面傾角為60度，通過Fluent流體仿真軟件數值計算得，空腔噪聲一階模態峰值從163.25dB降低到151.38dB，降低了11.87dB(文獻1降低了4.15dB)，一階模態頻率向右移動27.16Hz；二階模態峰值從159.07dB降低到144.66dB，降低了14.41dB(文獻1降低了9.30dB)，二階模態頻率向右移動47.08Hz。

綜上所述，本發明能夠在不同空腔外氣流速度下，同時調整空腔前壁面、底面以及后壁面的傾斜角度，從而改變空腔形狀，達到更好的空腔降噪效果。在相同空腔外氣流速度下，相對于背景技術的可變形空腔裝置，本發明可變形空腔裝置的空腔噪聲各階模態峰值降低；各階模態頻率發生偏移，能夠有效避開空腔結構共振頻率點，減少噪聲對腔體結構的聲疲勞破壞，達到更好的空腔降噪效果。