如圖3-1所示，試驗箱箱體內(nèi)框架主體采用不銹鋼材質(zhì)，保證在高、低溫交變環(huán)境下保持機械性能基本不衰減。內(nèi)框架的主體承重結(jié)構(gòu)由100mmx100mm的方型鋼組成，包括豎梁與橫梁，相互垂直交叉焊接固定形成立方網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。高低溫試驗箱箱體的密封面板嵌入立方網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格中，面板邊緣與立方網(wǎng)架通過焊接形式連接，形成密封面;密封面板采用波紋板形式，可為整體內(nèi)框架提供一定的剛性,并具有耐受高低溫環(huán)境的功能。試驗箱體內(nèi)框架的地面部分則采用平板，保證地面平順性。該種結(jié)構(gòu)形式既能使試驗箱體內(nèi)框架具有良好的剛性，又能保證內(nèi)框架的輕質(zhì)，降低試驗空間內(nèi)的附加熱容。

    1、內(nèi)框架主體面板的結(jié)構(gòu)選擇

    在試驗系統(tǒng)的運行過程中，箱體內(nèi)外的換熱熱流方向為薄壁面板的法向方向，且不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)較大，因此內(nèi)框架主體可視為等溫體。薄壁面板的結(jié)構(gòu)設(shè)計可有常用兩種可選結(jié)構(gòu)形式:直角波紋，三角波紋，其截面形式如圖3-2所示。

    當內(nèi)框架的面板分別采用直角波紋、三角波紋的結(jié)構(gòu)形式時，其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)見表3-1所示:

    如圖3-3所示，當試驗箱體承受170℃高溫環(huán)境與機械荷載的復(fù)合作用下，會發(fā)生相應(yīng)形變，并產(chǎn)生應(yīng)力。內(nèi)框架的形變發(fā)生在箱體內(nèi)框架的側(cè)面，約為28mm，由箱體內(nèi)部的正壓使內(nèi)框架側(cè)面向外彎曲引起。內(nèi)框架頂部則為向箱體內(nèi)彎曲的型態(tài)，形變約為12mm， 由溫度載荷與機械載荷共同引起。內(nèi)框架主體的von-mises應(yīng)力約為120MPa,符合不銹鋼材料的許用應(yīng)力范圍。以下分析面板結(jié)構(gòu)形式對箱體內(nèi)框架主體的影響。在相同的面板厚度、結(jié)構(gòu)參數(shù)以及荷載情況下，采取上述兩種面板結(jié)構(gòu)形式的內(nèi)框架的機械響應(yīng)計算結(jié)果見表3-2所示:

    2、面板波紋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化選擇

    由于采用三角波紋與直角波紋面板結(jié)構(gòu)的內(nèi)框架計算結(jié)果相近，我們有必要研究在整個試驗系統(tǒng)工作溫度范圍中內(nèi)框架結(jié)構(gòu)的機械響應(yīng)情況。

    如圖3-4所示，空心、實心的點分別代表三角形波紋、直角波紋對應(yīng)的狀態(tài);