一體化運(yùn)載火箭衛(wèi)星整流罩的靜力試驗(yàn)方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】-體化運(yùn)載火箭衛(wèi)星整流罩的靜力試驗(yàn)方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及靜力試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一體化運(yùn)載火箭衛(wèi)星整流罩的靜力試驗(yàn) 方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 衛(wèi)星整流罩是運(yùn)載火箭的重要艙段。在火箭飛行過(guò)程中，衛(wèi)星整流罩會(huì)承受軸力、 剪力、彎矩、外壓等多種載荷。其中，彎矩載荷是主要載荷。常規(guī)衛(wèi)星整流罩采用球頭-錐 段-筒段設(shè)計(jì)方案，由于球頭便于拆除，靜力試驗(yàn)采用了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，即將彎矩、軸壓 等效為當(dāng)量軸壓或同時(shí)考慮彎矩、軸壓載荷，在雙錐段上方施加載荷，進(jìn)而進(jìn)行靜力試驗(yàn)考 核。
[0004] 隨著設(shè)計(jì)和工藝的進(jìn)步，衛(wèi)星整流罩有時(shí)會(huì)采用球頭-錐段-筒段一體化設(shè)計(jì)方 案，比如全復(fù)合材料整流罩。送類(lèi)產(chǎn)品的球頭無(wú)法拆除，軸壓和彎矩?zé)o法直接施加，傳統(tǒng)的 當(dāng)量軸壓或彎矩-軸壓組合試驗(yàn)方案受到了很大限制，必須尋找一種新的靜力試驗(yàn)設(shè)計(jì)方 法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明公開(kāi)了一種簡(jiǎn)單、可靠的衛(wèi)星整流罩靜力試驗(yàn)方法， 該方法利用當(dāng)量剪切載荷代替了當(dāng)量軸壓載荷，可W廣泛應(yīng)用于對(duì)于一體化衛(wèi)星整流罩的 靜力試驗(yàn)設(shè)計(jì)。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題；針對(duì)傳統(tǒng)的當(dāng)量軸壓試驗(yàn)方法不能應(yīng)用于一體化運(yùn)載火 箭衛(wèi)星整流罩靜力試驗(yàn)設(shè)計(jì)，提出一種利用當(dāng)量剪切代替當(dāng)量軸壓載荷的方法，該方法包 括如下步驟： 步驟1 ;確定剪力加載截面，加載截面需涵蓋原始載荷截面。加載截面編號(hào)由球頭駐點(diǎn) 依次往下分別為〇，1，2, 3, 4…… 步驟2 ;根據(jù)原始載荷截面的外壓、軸力、彎矩確定各剪力加載截面的當(dāng)量彎矩，當(dāng)量 彎矩的確定方法是：
其中，巧.為i截面的半徑；巧為i-1到i截面之間的最大外壓或最小內(nèi)壓；燕J為i截 面的軸力，為i截面的初始彎矩。
[0007] 步驟3 ;根據(jù)i-1截面(含）W上的剪力和i+1截面的彎矩確定i截面的當(dāng)量剪切 載荷，當(dāng)量剪力的確定方法是：
其中，J，.為i截面到球頭駐點(diǎn)的距離。
[0008] 步驟4 ;連接衛(wèi)星整流罩與剪力傳遞裝置，剪力傳遞裝置可為帆布拉帶，但不限于 帆布拉帶； 步驟5 ;衛(wèi)星整流罩通過(guò)固定工裝固定； 步驟6 ;力源加載裝置與剪力傳遞裝置連接，并連接測(cè)力傳感器； 步驟7 ;力源加載裝置連接載荷加載控制設(shè)備，并逐步同時(shí)施加剪力載荷。
[0009] 進(jìn)一步，所述步驟6中力源載荷加載裝置為作動(dòng)筒。
[0010] 進(jìn)一步，所述步驟7中力源載荷加載裝置為手動(dòng)或自動(dòng)控制。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明針對(duì)一體化衛(wèi)星整流罩的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出了一種利用當(dāng) 量剪切載荷設(shè)計(jì)靜力試驗(yàn)的方法。當(dāng)量剪切載荷可W通過(guò)當(dāng)量彎矩的方法得到，能夠充分 考慮外壓、軸力、彎矩的綜合影響，達(dá)到衛(wèi)星整流罩強(qiáng)度全面考核的目的；通過(guò)選擇合適的 剪力傳遞裝置，很容易實(shí)現(xiàn)當(dāng)量剪切載荷的施加，載荷的大小及方向易于控制，可W代替衛(wèi) 星整流罩傳統(tǒng)的當(dāng)量軸壓靜力試驗(yàn)方法。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1為本發(fā)明的實(shí)施例所確定的衛(wèi)星整流罩剪力加載截面； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例所提供的衛(wèi)星整流罩剪力試驗(yàn)系統(tǒng)布置圖。
[0013] 圖3為一體化運(yùn)載火箭衛(wèi)星整流罩的靜力試驗(yàn)方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 參見(jiàn)示出本發(fā)明實(shí)施例的附圖，下文將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。為了達(dá)成充分及完 整公開(kāi)，并且使本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員完全了解本發(fā)明的范圍。
[0015] 下文結(jié)合附圖1~3和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所提供的采用當(dāng)量剪切代替當(dāng)量軸壓載荷 的衛(wèi)星整流罩靜力試驗(yàn)方法作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016] 如圖1所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所提供的衛(wèi)星整流罩含有I ^ VI六個(gè)原始載荷 截面，原始截面的尺寸與載荷為： 表1
衛(wèi)星整流罩靜力試驗(yàn)方法包括： 步驟1 :確定加載截面，I ^111截面錐度較大大，為緩和剪力，防止剪力傳遞裝置與整流 罩滑移，分別在I~II、II~III球頭之間等距離插入2個(gè)截面，由球頭駐點(diǎn)到筒段下端面共 有0、個(gè)剪力加載截面； 步驟2 ;根據(jù)初始的外壓、軸力、彎矩載荷，確定的各截面當(dāng)量彎矩見(jiàn)表2。3截面的彎 矩由1、4截面的彎矩線(xiàn)性插值得到；5、6截面的彎矩由4、7截面的彎矩線(xiàn)性插值得到。
[0017] 步驟3 ;根據(jù)當(dāng)量彎矩，確定各截面當(dāng)量剪力，見(jiàn)表2。如果按照上式計(jì)算，廣3曲 線(xiàn)段截面的剪力載荷較大，可適當(dāng)減小，W防止剪力加載設(shè)備滑脫等問(wèn)題。此時(shí)，只會(huì)使得 1~4截面的靜力試驗(yàn)考核不足。但送些截面靠近駐點(diǎn)，載荷較小，同時(shí)半徑較小，結(jié)構(gòu)剛度較 大，不會(huì)首先出現(xiàn)軸壓破壞。
[001引 表2
W下結(jié)合圖2,步驟4 ;按照各截面的位置，將帆布拉帶5依次粘接到衛(wèi)星整流罩1上； 步驟5 ;衛(wèi)星整流罩1下端與鋼框7上端連接，鋼框7下端連接到試驗(yàn)平臺(tái)8上； 步驟6 ;帆布拉帶5可W通過(guò)杠桿系統(tǒng)6與測(cè)力計(jì)4、力源加載裝置3連接； 步驟7 ;力源加載裝置3連接載荷加載控制設(shè)備，并逐步同時(shí)施加剪力載荷。
[0019] 通過(guò)本發(fā)明所提供的試驗(yàn)方法實(shí)現(xiàn)W當(dāng)量剪切載荷替代當(dāng)量軸壓載荷對(duì)一體化 衛(wèi)星整流罩進(jìn)行靜力試驗(yàn)的設(shè)計(jì)。
[0020] 對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在 不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠W其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論 從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán) 利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有 變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種運(yùn)載火箭衛(wèi)星整流罩的靜力試驗(yàn)方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1 :確定剪力加載截面，加載截面需涵蓋原始載荷截面； 步驟2 :根據(jù)原始載荷截面的載荷確定各剪力加載截面的當(dāng)量彎矩，當(dāng)量彎矩的確定 方法是：其中，&為i截面的半徑；&為i-i到i截面之間的最大外壓或最小內(nèi)壓；A?；為i截 面的軸力，1··^為i截面的初始彎矩； 步驟3 :根據(jù)各截面位置和當(dāng)量彎矩確定當(dāng)量剪切載荷，當(dāng)量剪力的確定方法是：其中，$為i截面到球頭駐點(diǎn)的距離； 步驟4 :連接衛(wèi)星整流罩與剪力傳遞裝置； 步驟5 :衛(wèi)星整流罩通過(guò)固定工裝固定； 步驟6 :力源加載裝置與剪力傳遞裝置連接，并連接測(cè)力傳感器； 步驟7 :力源加載裝置連接載荷加載控制設(shè)備，并逐步同時(shí)施加剪力載荷。2. 如權(quán)利要求1所述運(yùn)載火箭衛(wèi)星整流罩的靜力試驗(yàn)方法，其特征在于：所述步驟4 中剪力傳遞裝置采用帆布拉帶。3. 如權(quán)利要求1所述運(yùn)載火箭衛(wèi)星整流罩的靜力試驗(yàn)方法，其特征在于：所述步驟6 中力源載荷加載裝置為作動(dòng)筒。4. 如權(quán)利要求1所述運(yùn)載火箭衛(wèi)星整流罩的靜力試驗(yàn)方法，其特征在于：所述步驟7 中力源載荷加載裝置為手動(dòng)或自動(dòng)控制。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明一體化運(yùn)載火箭衛(wèi)星整流罩的靜力試驗(yàn)方法，步驟包括：根據(jù)衛(wèi)星整流罩的外形特點(diǎn)和原始載荷截面，評(píng)估得到施加剪切載荷的截面；根據(jù)原始載荷截面的外壓、軸壓、彎矩確定各截面的當(dāng)量彎矩，進(jìn)而確定當(dāng)量剪切載荷，采用此時(shí)的當(dāng)量剪切載荷進(jìn)行靜力試驗(yàn)，可以涵蓋傳統(tǒng)的當(dāng)量軸壓載荷，達(dá)到衛(wèi)星整流罩強(qiáng)度全面考核的目的；靜力試驗(yàn)的實(shí)施時(shí)，需要先連接衛(wèi)星整流罩與剪力傳遞裝置，并將剪力傳遞裝置與力源加載裝置連接，力源加載裝置通過(guò)測(cè)力傳感器讀取載荷數(shù)值，并通過(guò)加載控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)多個(gè)剪切載荷的同時(shí)施加。本發(fā)明的方法簡(jiǎn)單、可靠，利用當(dāng)量剪切載荷代替了當(dāng)量軸壓載荷，可以廣泛應(yīng)用于對(duì)于一體化衛(wèi)星整流罩的靜力試驗(yàn)設(shè)計(jì)。
【IPC分類(lèi)】G01M13/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105628352
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410607424
【發(fā)明人】冀賓, 韓涵, 鄭權(quán), 顧鋮璋, 張衛(wèi)東, 唐杰, 李程剛
【申請(qǐng)人】上海宇航系統(tǒng)工程研究所
【公開(kāi)日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2014年11月3日