本發(fā)明屬于綜合環(huán)境可靠性試驗領域技術領域，具體涉及一種大型全尺寸系統(tǒng)通用化綜合環(huán)境試驗裝置。

背景技術：

美國的綜合環(huán)境試驗技術能力發(fā)展很快，較早開展了基于溫度-濕度-振動應力的戰(zhàn)術導彈全彈綜合環(huán)境可靠性試驗。俄羅斯對火箭、導彈武器系統(tǒng)等重要產(chǎn)品都要進行充分的環(huán)境試驗。俄羅斯國家火箭中心試驗基地建成專用的綜合環(huán)境試驗系統(tǒng)，武器系統(tǒng)可在水平式箱體或垂直式箱體內進行試驗。水平式箱體尺寸為20m*4m*4m，垂直式箱體尺寸為4.5m*9m*12.2m，箱內溫度測量范圍為-70～120℃，誤差為±3℃，溫度±(70±3)℃，相對濕度(在40-60℃時)20％～90％。

隨著國內國防安全對武器裝備可靠性要求的不斷提高以及環(huán)境可靠性模擬試驗技術的不斷發(fā)展，為了提高導彈武器系統(tǒng)的基本可靠性和任務可靠性，新研導彈武器都提出了全尺寸級綜合環(huán)境可靠性試驗需求。全尺寸試驗可以考核各個系統(tǒng)部分之間的接口、匹配性、工作協(xié)調性以及整體功能性。因此，在真實的全彈或全尺寸邊界條件下，通過在溫濕度環(huán)境下施加多臺并激的振動應力，盡可能模擬實際工作環(huán)境是非常必要的。

一段時間以來，受試驗設備能力的限制，我國的綜合環(huán)境可靠性試驗主要集中在單機、分系統(tǒng)級產(chǎn)品和小型戰(zhàn)術武器系統(tǒng)上。國內各軍工試驗室建設了大量有效容積在1m³-40m³之間試驗設備，而針對大型和超大型試驗系統(tǒng)，建設之初通常是立足于需求牽引，滿足型號需求。這種建設思路其優(yōu)勢在于針對特 定外形的特定型號，具有較強的針對性，環(huán)境應力施加準確、使用操作簡便。而也正是這一優(yōu)勢使其缺陷也暴露的更為明顯，即靈活性差，未來發(fā)展空間受限，一旦受試系統(tǒng)外形發(fā)生變化(如外形加長或翼展變寬)。直接導致設備不可用，將直接影響試驗實施的可操作性。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是建立大型通用化綜合環(huán)境試驗裝置，解決大型系統(tǒng)通用化溫-濕-振綜合環(huán)境試驗裝置總體設計問題，大型綜合環(huán)境試驗裝置承力系統(tǒng)設計問題，試驗裝置內部重型產(chǎn)品懸吊問題，產(chǎn)品紅外、微波特性測試技術問題及試驗過程中運行能耗問題，提供一種大型全尺寸系統(tǒng)通用化綜合環(huán)境試驗裝置。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

一種大型全尺寸系統(tǒng)通用化綜合環(huán)境試驗裝置，包括溫濕度試驗箱系統(tǒng)、地基與承力系統(tǒng)、振動系統(tǒng)和懸吊系統(tǒng)，地基與承力系統(tǒng)分為地基和承力系統(tǒng)兩個部分，承力系統(tǒng)坐落在地基上；溫濕度試驗箱系統(tǒng)也坐落在地基上，位于承力系統(tǒng)內側；振動系統(tǒng)設置在地基的內部，位于溫濕度試驗箱系統(tǒng)的下方；懸吊系統(tǒng)懸掛在承力系統(tǒng)上，位于溫濕度試驗箱系統(tǒng)的上方；溫濕度試驗箱系統(tǒng)用于容納產(chǎn)品并施加溫度濕度應力；地基與承力系統(tǒng)用于為試驗箱、振動臺和承力系統(tǒng)提供接口和連接面，并起隔離作用，同時固定懸吊系統(tǒng)；振動系統(tǒng)用于對產(chǎn)品施加振動應力；懸吊系統(tǒng)用于在溫濕度試驗箱系統(tǒng)內部吊裝產(chǎn)品，保證振動系統(tǒng)施加的振動應力在自由狀態(tài)下輸出。

如上所述的溫濕度試驗箱系統(tǒng)包括試驗箱、正門、側門、第一頂門、第二頂門、第三頂門、引線孔、控制面板、觀察窗、雙層隔斷、第一門板中央開槽、第二門板中央開槽、第三門板中央開槽、箱底開槽和吊環(huán)安裝孔；正門共有三個，設置在試驗箱的正面，沿試驗箱長度方向均布；側門設置在試驗箱的一個 側面上，觀察窗設置在試驗箱的另一個側面上；第一頂門、第二頂門、第三頂門均蓋合在試驗箱的上端，沿試驗箱的長度方向依次布置；第一門板中央開槽開設在第一頂門的中心線上，長度小于第一頂門的長度，沿試驗箱的長度方向設置；第二門板中央開槽開設在第二頂門的中心線上，長度小于第二頂門的長度，沿試驗箱的長度方向設置；第三門板中央開槽開設在第三頂門的中心線上，長度小于第三頂門的長度，沿試驗箱的長度方向設置；箱底開槽開設在試驗箱底面的中心線上，共有三段，沿試驗箱的長度方向設置；雙層隔斷整體為方形板狀結構，共有兩層，沿豎直方向插入試驗箱的內部，與試驗箱的側面平行，雙層隔斷的下端與試驗箱的底面固定連接，將試驗箱分割成為多個空間；引線孔有多個，設置在試驗箱的外表面上，用于穿過線纜；控制面板有多個，設置在試驗箱的外表面上，用于控制試驗箱的運行；吊環(huán)安裝孔有多個，分別設置在第一頂門、第二頂門和第三頂門的上端面的四個角上。

如上所述的第一頂門、第二頂門和第三頂門的上端設置有加強筋，用于增加結構強度，下端設置有保溫材料層，用于隔熱；所述的觀察窗采用四層鋼化玻璃制成，或采用透波范圍為18ghz至40ghz的透波材料制成。

如上所述的試驗箱的整體尺寸為：3500mm高；16000mm寬；4000mm深；所述的雙層隔斷為一至二個，將試驗箱的內部分為兩個或三個獨立空間；當插入二個雙層隔斷時，分割容積為：分割容積a：3500mm高；6000mm寬；4000mm深；分割容積b：3500mm高；6000mm寬；4000mm深；分割容積c：3500mm高；4000mm寬；4000mm深。

如上所述的地基與承力系統(tǒng)包括地基、第一地軌、立柱、橫梁、縱梁、第二地軌、地基內部開槽和排水槽；地基整體為中空的長方體形；第一地軌設置在地基的上端面，共有四根，兩根為一組，平行設置于試驗箱的前后兩側；立 柱共有四根，兩根為一組，分別設置在前后兩個第一地軌上，沿第一地軌線性移動；縱梁共有兩根，分別固定連接在兩組立柱的上端；橫梁平行設置，方向垂直于縱梁，沿縱梁線性平移；第二地軌設置在地基內部的底面上，共有三根，與試驗箱的長度方向一致；在地基的上端面開設有地基內部開槽，位置與箱底開槽對應；排水槽開設在地基內部底面的四角，用于進行排出冷凝水。

如上所述的地基采用鋼筋編織，混凝土澆筑；第一地軌和第二地軌均采用i50c工字鋼制成；立柱、橫梁和縱梁采用鋼結構。

如上所述的振動系統(tǒng)包括振動功放、振動臺和鎖緊工裝；振動功放共有多個，設置在試驗箱的外部，通過電纜與振動臺連接；鎖緊工裝共有多個，固定在第二地軌上，用于緊固振動臺；振動臺的下端與鎖緊工裝固定連接，振動臺的擴展頭伸出地基內部開槽和箱底開槽，與產(chǎn)品固定連接，用于對產(chǎn)品加載振動應力；鎖緊工裝整體為“田”字形板狀，下端面與第二地軌固定連接，上端面設置有多個壓板連接孔，通過壓板與振動臺固定連接。

如上所述的鎖緊工裝采用鋼結構焊接制成。

如上所述的懸吊系統(tǒng)包括懸掛基座，吊葫蘆、骨架組合、旋轉吊梁以及鋼絲繩或吊帶；懸掛基座的上端與橫梁的下端固定連接，下端與吊葫蘆的上端連接；吊葫蘆的下端與骨架組合連接；骨架組合內部穿有橡皮繩，下端通過鋼絲繩或吊帶與旋轉吊梁連接；旋轉吊梁通過設置在第一頂門、第二頂門、第三頂門上的第一門板中央開槽、第二門板中央開槽、第三門板中央開槽伸入至試驗箱的內部，與產(chǎn)品連接。

如上所述的骨架組合由上下兩塊圓形骨架板和橡皮繩組成，在圓形骨架板上設置有多個通孔，橡皮繩從通孔中穿過；懸掛基座、骨架組合和旋轉吊梁均采用鋼質結構。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明包括溫濕度試驗箱系統(tǒng)、地基與承力系統(tǒng)、振動系統(tǒng)和懸吊系統(tǒng)。本發(fā)明可以滿足大尺寸、大重量的產(chǎn)品進行綜合環(huán)境應力試驗，溫度應力范圍：-70℃～180℃，濕度范圍：20～95％rh，同時具備紅外、微波環(huán)境下產(chǎn)品測試能力?？梢詫崿F(xiàn)戰(zhàn)略武器、大中型戰(zhàn)術導彈、發(fā)射裝置、艦面設備等大型產(chǎn)品的綜合環(huán)境試驗需求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的大型全尺寸系統(tǒng)通用化綜合環(huán)境試驗裝置的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明的大型全尺寸系統(tǒng)通用化綜合環(huán)境試驗裝置的溫濕度試驗箱系統(tǒng)的內部分解圖；

圖3是本發(fā)明的大型全尺寸系統(tǒng)通用化綜合環(huán)境試驗裝置的溫濕度試驗箱系統(tǒng)的內部局部俯視圖；

圖4是本發(fā)明的大型全尺寸系統(tǒng)通用化綜合環(huán)境試驗裝置的溫濕度試驗箱系統(tǒng)的試驗箱頂部開槽圖；

圖5是本發(fā)明的大型全尺寸系統(tǒng)通用化綜合環(huán)境試驗裝置的振動系統(tǒng)的內部結構圖；

圖6是本發(fā)明的大型全尺寸系統(tǒng)通用化綜合環(huán)境試驗裝置的振動系統(tǒng)的鎖緊工裝的結構示意圖；

圖7是本發(fā)明的大型全尺寸系統(tǒng)通用化綜合環(huán)境試驗裝置的懸吊系統(tǒng)的結構示意圖；

圖8是操作本發(fā)明的大型全尺寸系統(tǒng)通用化綜合環(huán)境試驗裝置的步驟1狀態(tài)完成示意圖；

圖9是操作本發(fā)明的大型全尺寸系統(tǒng)通用化綜合環(huán)境試驗裝置的步驟2狀 態(tài)完成示意圖；

圖10是操作本發(fā)明的大型全尺寸系統(tǒng)通用化綜合環(huán)境試驗裝置的步驟3狀態(tài)完成示意圖；

圖11是操作本發(fā)明的大型全尺寸系統(tǒng)通用化綜合環(huán)境試驗裝置的典型a+b雙箱運行狀態(tài)示意圖；

圖12是操作本發(fā)明的大型全尺寸系統(tǒng)通用化綜合環(huán)境試驗裝置的單箱運行狀態(tài)示意圖。

其中：1.試驗箱，2.地基，3.正門，4.側門，5.第一頂門，6.第二頂門，7.第三頂門，8.承力軌道，9.引線孔，10.控制面板，11.觀察窗，12.雙層隔斷，13.第一門板中央開槽，14.第二門板中央開槽，15.第三門板中央開槽，16.箱底開槽，17.吊環(huán)安裝孔，18.第一地軌，19.立柱，20.橫梁，21.縱梁，22.功放，23.第二地軌，24.地基內部開槽，25.振動臺，26.排水槽，27.鎖緊工裝，28.懸掛基座，29.吊葫蘆，30.骨架組合，31.旋轉吊梁，32.旋轉吊環(huán)。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行進一步描述。

一種大型全尺寸系統(tǒng)通用化綜合環(huán)境試驗裝置，包括溫濕度試驗箱系統(tǒng)、地基與承力系統(tǒng)、振動系統(tǒng)和懸吊系統(tǒng)，地基與承力系統(tǒng)分為地基和承力系統(tǒng)兩個部分，承力系統(tǒng)坐落在地基上。溫濕度試驗箱系統(tǒng)也坐落在地基上，位于承力系統(tǒng)內側。振動系統(tǒng)設置在地基的內部，位于溫濕度試驗箱系統(tǒng)的下方。懸吊系統(tǒng)懸掛在承力系統(tǒng)上，位于溫濕度試驗箱系統(tǒng)的上方。溫濕度試驗箱系統(tǒng)用于容納產(chǎn)品并施加溫度濕度應力。地基與承力系統(tǒng)用于為試驗箱、振動臺和承力系統(tǒng)提供接口和連接面，并起隔離作用，同時固定懸吊系統(tǒng)。振動系統(tǒng)用于對產(chǎn)品施加振動應力。懸吊系統(tǒng)用于在溫濕度試驗箱系統(tǒng)內部吊裝產(chǎn)品， 保證振動系統(tǒng)施加的振動應力在自由狀態(tài)下輸出。

如圖1至圖4所示，溫濕度試驗箱系統(tǒng)包括試驗箱1、正門3、側門4、第一頂門5、第二頂門6、第三頂門7、引線孔9、控制面板10、觀察窗11、雙層隔斷12、第一門板中央開槽13、第二門板中央開槽14、第三門板中央開槽15、箱底開槽16和吊環(huán)安裝孔17。正門3共有三個，設置在試驗箱1的正面，沿試驗箱1長度方向均布。側門4設置在試驗箱1的一個側面上，觀察窗11設置在試驗箱1的另一個側面上。第一頂門5、第二頂門6、第三頂門7均蓋合在試驗箱1的上端，沿試驗箱1的長度方向依次布置。第一門板中央開槽13開設在第一頂門5的中心線上，長度小于第一頂門5的長度，沿試驗箱1的長度方向設置。第二門板中央開槽14開設在第二頂門6的中心線上，長度小于第二頂門6的長度，沿試驗箱1的長度方向設置。第三門板中央開槽15開設在第三頂門7的中心線上，長度小于第三頂門7的長度，沿試驗箱1的長度方向設置。箱底開槽16開設在試驗箱1底面的中心線上，共有三段，沿試驗箱1的長度方向設置。雙層隔斷12整體為方形板狀結構，共有兩層，沿豎直方向插入試驗箱1的內部，與試驗箱1的側面平行，雙層隔斷12的下端與試驗箱1的底面固定連接，將試驗箱1分割成為多個空間。引線孔9有多個，設置在試驗箱1的外表面上，用于穿過線纜。控制面板10有多個，設置在試驗箱1的外表面上，用于控制試驗箱1的運行。吊環(huán)安裝孔17有多個，分別設置在第一頂門5、第二頂門6和第三頂門7的上端面的四個角上。

在本實施例中，第一頂門5、第二頂門6和第三頂門7的上端設置有加強筋，用于增加結構強度，下端設置有保溫材料層，用于隔熱。觀察窗11采用四層鋼化玻璃制成，或采用透波范圍為18ghz至40ghz的透波材料制成。雙層隔斷12為一至二個，可以將試驗箱1的內部分為兩個或三個獨立空間。試驗箱1的 整體尺寸為：3500mm高；16000mm寬；4000mm深。當插入二個雙層隔斷12時，分割容積為：分割容積a：3500mm高；6000mm寬；4000mm深；分割容積b：3500mm高；6000mm寬；4000mm深；分割容積c：3500mm高；4000mm寬；4000mm深。試驗箱內部可分割為獨立的3部分a、b、c。試驗箱可實現(xiàn)a、b、c單箱運行、ab、bc雙箱運行和abc整箱運行3種運行模式。根據(jù)各種不同運行模式需求，試驗箱容積可調整為56m³、84m³、140m³、160m³和224m³以滿足不同外形尺寸產(chǎn)品的使用需求。

如圖1、圖5和圖6所示，地基與承力系統(tǒng)包括地基2，第一地軌18、立柱19、橫梁20、縱梁21、第二地軌23、地基內部開槽24和排水槽26。地基2整體為中空的長方體形。第一地軌18設置在地基2的上端面，共有四根，兩根為一組，平行設置于試驗箱1的前后兩側。立柱19共有四根，兩根為一組，分別設置在前后兩個第一地軌18上，可以沿第一地軌18線性移動?？v梁21共有兩根，分別固定連接在兩組立柱19的上端。橫梁20平行設置，方向垂直于縱梁21，可以沿縱梁21線性平移。第二地軌23設置在地基2內部的底面上，共有三根，與試驗箱1的長度方向一致。在地基2的上端面開設有地基內部開槽24，位置與箱底開槽16對應。排水槽26開設在地基2內部底面的四角，用于進行排出冷凝水。

在本實施例中，地基2采用鋼筋編織，混凝土澆筑。第一地軌18和第二地軌23均采用i50c工字鋼制成。立柱19、橫梁20和縱梁21采用鋼結構。

如圖1、圖5和圖6所示，振動系統(tǒng)包括振動功放22、振動臺25和鎖緊工裝27。振動功放22共有多個，設置在試驗箱1的外部，通過電纜與振動臺25連接。鎖緊工裝27共有多個，固定在第二地軌23上，用于緊固振動臺25。振動臺25的下端與鎖緊工裝27固定連接，振動臺25的擴展頭伸出地基內部開槽 24和箱底開槽16，與產(chǎn)品固定連接，用于對產(chǎn)品加載振動應力。鎖緊工裝27整體為“田”字形板狀，下端面與第二地軌23固定連接，上端面設置有多個壓板連接孔，通過壓板與振動臺25固定連接。

在本實施例中，鎖緊工裝27采用鋼結構焊接制成。

如圖7所示，懸吊系統(tǒng)包括懸掛基座28，吊葫蘆29、骨架組合30、旋轉吊梁31以及鋼絲繩或吊帶。懸掛基座28的上端與橫梁20的下端固定連接，下端與吊葫蘆的上端連接。吊葫蘆的下端與骨架組合30連接。骨架組合30內部穿有橡皮繩，下端通過鋼絲繩或吊帶與旋轉吊梁31連接。旋轉吊梁31通過設置在第一頂門5、第二頂門6、第三頂門7上的第一門板中央開槽13、第二門板中央開槽14、第三門板中央開槽15伸入至試驗箱1的內部，與產(chǎn)品連接。

在本實施例中，骨架組合30由上下兩塊圓形骨架板和橡皮繩組成，在圓形骨架板上設置有多個通孔，橡皮繩從通孔中穿過。懸掛基座28、骨架組合30和旋轉吊梁31均采用鋼質結構。

通過旋轉吊環(huán)32可以使旋轉吊梁31進行360度的轉動，旋轉吊梁31在試驗箱內部可以自由旋轉調整姿態(tài)，從而實現(xiàn)對產(chǎn)品的懸吊。通過吊葫蘆29可以調節(jié)旋轉吊梁31的高度，骨架組合30中的橡皮繩可以防止振動臺激振頻率與懸吊結構發(fā)生耦合。

本發(fā)明的操作流程如下：

步驟1、根據(jù)試驗需求確定振動臺準確位置

松開鎖緊螺釘，用行吊將縱梁21移開，然后將第一頂門5、第二頂門6和第三頂門7用行吊吊起，放到地基上的安全位置。根據(jù)參試產(chǎn)品具體尺寸、重量以及振動應力試驗條件，確定振動臺25的使用數(shù)量和相對位置，并確定各振動臺25在試驗箱內的位置，確定位置后通過鎖緊螺釘將振動臺與地基內部的地 軌18緊固連接，然后采用隔熱泡沫覆蓋住試驗箱底板的箱底開槽18，起到隔熱、保溫、密封的作用，振動臺25在隔熱泡沫下面，試驗箱的下方。根據(jù)試驗需求，確定試驗箱使用方案，通過調整雙層隔斷12，即可實現(xiàn)三箱、兩箱或單箱使用方案。步驟1完成狀態(tài)示意圖見圖8。

步驟2、參試產(chǎn)品進箱，搭建承力系統(tǒng)

振動臺位置確定后，通過高頻液壓球頭和隔熱板，安裝參試產(chǎn)品配套的專用工裝，并將各振動臺上的專用工裝支撐于試驗箱內第一導軌8上。然后將參試產(chǎn)品通過行吊吊裝進入試驗箱，參試產(chǎn)品與專用工裝連接好，此時參試產(chǎn)品和專用工裝一起支撐于第一導軌8上。通過行吊蓋上試驗箱第一頂門5、第二頂門6和第三頂門7，然后再用行吊將縱梁21吊起兩端分別搭在試驗箱兩邊的橫梁20上，縱梁21的位置與專用工裝上吊點位置對應?？v梁20的位置確定后，用緊固螺釘將縱梁21與橫梁20鎖緊。步驟2完成狀態(tài)示意圖見圖9。

步驟3、安裝懸吊系統(tǒng)

在縱梁21上從上到下依次安裝懸掛基座28、吊葫蘆29、骨架組合30、旋轉吊梁31，旋轉吊梁31從試驗箱頂門開槽13處伸入試驗箱中，在試驗箱內部旋轉吊梁31通過吊帶或鋼絲繩將參試產(chǎn)品的專用工裝連接好，同步調節(jié)各個縱梁21上的吊葫蘆29就可以在試驗箱內將參試產(chǎn)品升高或降低。吊葫蘆29的規(guī)格根據(jù)產(chǎn)品重量而定，一般為3t或5t。步驟3完成狀態(tài)示意圖見圖10。

步驟4、綜合應力加載

加載溫度、濕度和振動應力，溫濕度應力的加載和振動應力的加載分別運行，互不影響，互不干涉。

步驟5、試驗狀態(tài)示例

完成上述步驟后，即可以開展大型系統(tǒng)級產(chǎn)品的綜合環(huán)境試驗。典型a+b 雙箱運行狀態(tài)示意圖見圖11，單箱運行示意圖見圖12。

本發(fā)明可以實現(xiàn)各種規(guī)模的全尺寸(長度不超過15m、重量不超過8t)產(chǎn)品綜合環(huán)境應力試驗，同時具備紅外、微波環(huán)境下產(chǎn)品測試能力，使參試產(chǎn)品可以在綜合環(huán)境下進行有關紅外、微波性能的測試。目前已經(jīng)完成了某導彈產(chǎn)品(9500mm長，5t)、某型貯運發(fā)射裝置(6500mm長，3t)、某武器產(chǎn)品(兩個5000mm艙體)的溫度、濕度、振動綜合環(huán)境應力試驗。

上面結合實施例對本發(fā)明的實施方法作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內容均可以采用現(xiàn)有技術。