航母甲板是舰载机的起降平台,舰载机起飞时喷出的烟气会对甲板上的飞机跑道和偏流板涂层产生强烈的高温冲刷作用,导致涂层起层、皱皮或开裂,严重影响其使用性能。因此在研制跑道涂层的过程中,需要对涂层进行热性能试验,这就要求提供一种试验装置产生具有相应温度和速度的气流,喷射到涂层试件上,来模拟舰载机起飞时的高温冲刷作用。目前国内外的相关试验装置主要有实验室内的高温炉、冲蚀磨损试验装置和燃烧室地面试验所用的的加热器,它们均不能同时满足舰载机起飞时的温度和速度要求,因此设计热性能试验机很有必要。本文首先根据舰载机起飞时的具体情况,进行了热性能试验机的总体设计,进而详细设计热源结构和试验台。热源结构需产生具有一定温度和速度的气流,试验台需实现涂层试件板的运动,以模拟气流与涂层的位置变化。针对热源结构设计,比较了电加热和燃料燃烧两种方案,最终选定煤油燃烧的方式,并进行热力参数计算以及燃油、供风系统的设计。试验台采用滑块摆杆机构和丝杠螺母副实现试件平板的转动和平动,并对部分零件进行了耐火设计。其次,本文重点对热源结构的燃烧筒部分进行了燃烧模拟。通过分析比较确定稳燃板槽缝的最佳倾角和燃烧筒的最佳长度。在此基础上,通过调节燃料和空气的流量进行多种工况的数值模拟,获得了出口温度和速度随油气比和进气量的变化规律。最后,本文通过ADAMS软件对试验台进行运动学和动力学仿真分析,得出了各构件之间的运动关系,检查各构件在运动过程中是否存在干涉,以及运动行程是否满足设计要求。绘制了电机输出轴的速度曲线和力矩曲线,为电机控制提供了参数。同时求解关键件在运动过程中约束反力的变化趋势,进而通过ANSYS对其进行应力分析。