低溫充壓管路振動試驗(yàn)位移加載系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于低溫振動試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低溫充壓管路振動試驗(yàn)位移加載系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著中國載人航天事業(yè)的發(fā)展，以及空間站的建立，大推力、大運(yùn)載火箭需求越來越迫切。目前我國現(xiàn)有的長征系列運(yùn)載火箭是在戰(zhàn)略武器的基礎(chǔ)上演變延用而來的，其推進(jìn)劑(偏二甲肼/四氧化二氮)毒性大、污染嚴(yán)重、價格高、性能差，不足明顯。美國、法國、前蘇聯(lián)等航天大國很早就開始重視推進(jìn)劑的毒性與污染問題，限制甚至禁止使用偏二甲肼。采用新型燃料的大推力火箭發(fā)動機(jī)是目前火箭發(fā)展的趨勢。我國也開始對火箭的新型燃料進(jìn)行研宄與使用，據(jù)報導(dǎo)，液氧/煤油推進(jìn)劑發(fā)動機(jī)將在長征7號上使用，液氧/液氫推進(jìn)劑發(fā)動機(jī)將在長征5號上使用。
[0003]新型燃料火箭的研制過程中，燃料、氧化劑等的管路關(guān)系火箭發(fā)射的成敗，為了確保火箭發(fā)射的成功，管路的環(huán)境試驗(yàn)必不可少。管路的環(huán)境試驗(yàn)，需要盡量模擬管路的真實(shí)環(huán)境，即管路通入與真實(shí)介質(zhì)類似的低溫介質(zhì)，同時保持工作狀態(tài)時的壓力。由于液氫、液氧溫度很低，分別為20K (_253°C )，80K (_193°C )左右，此外箭體結(jié)構(gòu)存在著整體的變形，管路系統(tǒng)在實(shí)際裝配時誤差，這些因素都導(dǎo)致了管路系統(tǒng)在實(shí)際使用中存在著初始位移。這對管路的低溫充壓振動提出了新的要求。之前由于未開展低溫管路充壓振動試驗(yàn)，管路的低溫充壓振動基本屬于空白，前期的低溫管路振動試驗(yàn)初始位移均采用人工推拉管路一端工裝的方法進(jìn)行施加，位移的施加不夠精確，誤差較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種低溫充壓管路振動試驗(yàn)位移加載系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案為:
[0006]一種低溫充壓管路振動試驗(yàn)位移加載系統(tǒng)，包括管路固定端工裝、試驗(yàn)管路、波紋管段、位移載荷固定工裝、位移加載螺桿、管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝；試驗(yàn)管路中部為可伸縮的波紋管段，位移載荷固定工裝固定于振動臺臺面，試驗(yàn)管路通過位移載荷固定工裝中心直徑圓孔與試驗(yàn)管路兩端的管路固定端工裝和管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝連接，位移載荷固定工裝與管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝通過四個位移加載螺桿連接；管路固定端工裝固定于振動臺臺面。
[0007]所述的位移加載螺桿為不銹鋼材料0Crl8Ni9，直徑為Φ 26。
[0008]所述的管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝底部開有U型槽口，使管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝在振動臺臺面的沿試驗(yàn)管路位移載荷加載方向可以自由移動，待位移載荷施加確定后將管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝固定于振動臺臺面。
[0009]所述的位移載荷固定工裝與管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝通過位移加載螺桿對試驗(yàn)管路中部可伸縮的波紋管段的壓縮或拉伸實(shí)現(xiàn)對試驗(yàn)管路系統(tǒng)的位移載荷的施加；位移加載螺桿可以對試驗(yàn)管路進(jìn)行軸向壓縮或拉伸的位移施加及角度位移的施加。
[0010]本實(shí)用新型所取得的有益效果為:
[0011]本實(shí)用新型能夠保證低溫充壓管路系統(tǒng)試驗(yàn)中對管路端部施加相應(yīng)的初始位移，確保試驗(yàn)過程中對管路初始位移施加的精確性，更真實(shí)的模擬管路的實(shí)際使用環(huán)境。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型所述低溫充壓管路振動試驗(yàn)位移加載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖中:1、管路固定端工裝；2、試驗(yàn)管路；3、波紋管段；4、位移載荷固定工裝；5、位移加載螺桿；6、管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝；7、U型槽口。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0015]針對現(xiàn)有低溫充壓管路振動試驗(yàn)需要施加初始位移載荷的實(shí)際情況，本實(shí)用新型提供了一套低溫充壓管路振動試驗(yàn)位移加載系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過三方面措施，確保管路在通入低溫介質(zhì)并在充壓狀態(tài)下精確的施加振動初始位移載荷，克服了充壓下管路端部截面存在的較大壓力，實(shí)現(xiàn)對低溫充壓管路系統(tǒng)的壓縮、拉伸位移及角度位移載荷的施加，減少試驗(yàn)過程中位移施加的難度及不可控因素產(chǎn)生的誤差。下面具體介紹實(shí)用新型的三個方面，如圖1所示:
[0016]第一，在管路系統(tǒng)試驗(yàn)中，將位移載荷固定工裝4固定于振動臺臺面，設(shè)計(jì)中保證位移載荷固定工裝4具有較大的剛度及強(qiáng)度，滿足振動試驗(yàn)對于試驗(yàn)工裝的設(shè)計(jì)要求。采用四根位移加載螺桿5將位移載荷固定工裝4與管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝6連接，螺桿材料選取不銹鋼材料0Crl8Ni9，設(shè)計(jì)直徑為Φ 26，可以較好的傳遞位移載荷，承受充壓下管路截面壓力，且在振動試驗(yàn)過程中不會因?yàn)槁輻U的變形損傷而導(dǎo)致管路位移載荷的失效。
[0017]第二，位移載荷固定工裝4通過四根螺桿5與管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝6連接。連接后位移載荷固定工裝4先固定于振動臺臺面，管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝6底部開有U型槽口 7，可以滿足管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝6在振動臺臺面的沿管路位移載荷加載方向的自由移動，待位移載荷施加確定后將管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝6完全固定于振動臺臺面。
[0018]第三，位移載荷固定工裝4及位移加載螺桿5的設(shè)計(jì)既要滿足位移載荷加載的軸向剛度及強(qiáng)度要求，也要滿足振動試驗(yàn)對于試驗(yàn)工裝的動力學(xué)特性要求，且要在低溫環(huán)境下具有高強(qiáng)度低熱導(dǎo)率。
[0019]本實(shí)用新型所述低溫充壓管路振動試驗(yàn)位移加載系統(tǒng)包括管路固定端工裝1、試驗(yàn)管路2、波紋管段3、位移載荷固定工裝4、位移加載螺桿5、管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝6 ;試驗(yàn)管路2中部為可伸縮的波紋管段3 ;位移載荷固定工裝4固定于振動臺臺面，試驗(yàn)管路2通過位移載荷固定工裝4中心直徑圓孔與試驗(yàn)管路2兩端的管路固定端工裝I和管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝6連接，位移載荷固定工裝4與管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝6通過四個位移加載螺桿5連接。位移載荷固定工裝4與管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝6通過位移加載螺桿5對試驗(yàn)管路2中部可伸縮的波紋管段3的壓縮或拉伸而實(shí)現(xiàn)對試驗(yàn)管路2系統(tǒng)的位移載荷的施加。位移加載螺桿5可以對試驗(yàn)管路2進(jìn)行軸向壓縮或拉伸的位移施加及角度位移的施加。
[0020]試驗(yàn)前將管路固定端工裝I及位移載荷固定工裝4分別與振動臺臺面連接牢固。在施加軸向初始位移時通過游標(biāo)卡尺測量管路施加的位移量并在加載螺桿5表面標(biāo)注，順時針或逆時針緊固加載螺桿5 —端，四根加載螺桿5分別進(jìn)行關(guān)于中心對稱的兩兩螺桿同步緊固的方式對試驗(yàn)管路進(jìn)行初始位移載荷的施加；在施加角度位移時，通過游標(biāo)卡尺測量對應(yīng)角度位移產(chǎn)生的線性位移量，順時針或逆時針加固一端的兩根螺母使管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝6產(chǎn)生角度偏移進(jìn)而帶動試驗(yàn)管路2 —端截面的角度偏移，達(dá)到試驗(yàn)角度位移要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低溫充壓管路振動試驗(yàn)位移加載系統(tǒng)，其特征在于:包括管路固定端工裝(1)、試驗(yàn)管路(2)、波紋管段(3)、位移載荷固定工裝(4)、位移加載螺桿(5)、管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝￠);試驗(yàn)管路(2)中部為可伸縮的波紋管段(3)，位移載荷固定工裝(4)固定于振動臺臺面，試驗(yàn)管路(2)通過位移載荷固定工裝(4)中心直徑圓孔與試驗(yàn)管路(2)兩端的管路固定端工裝(I)和管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝(6)連接，位移載荷固定工裝(4)與管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝(6)通過四個位移加載螺桿(5)連接；管路固定端工裝(I)固定于振動臺臺面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫充壓管路振動試驗(yàn)位移加載系統(tǒng)，其特征在于:所述的位移加載螺桿(5)為不銹鋼材料0Crl8Ni9，直徑為Φ26。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫充壓管路振動試驗(yàn)位移加載系統(tǒng)，其特征在于:所述的管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝(6)底部開有U型槽口(7)，使管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝(6)在振動臺臺面的沿試驗(yàn)管路(2)位移載荷加載方向可以自由移動，待位移載荷施加確定后將管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝(6)固定于振動臺臺面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫充壓管路振動試驗(yàn)位移加載系統(tǒng)，其特征在于:所述的位移載荷固定工裝(4)與管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝(6)通過位移加載螺桿(5)對試驗(yàn)管路(2)中部可伸縮的波紋管段(3)的壓縮或拉伸實(shí)現(xiàn)對試驗(yàn)管路(2)系統(tǒng)的位移載荷的施加；位移加載螺桿(5)可以對試驗(yàn)管路(2)進(jìn)行軸向壓縮或拉伸的位移施加及角度位移的施加。
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于低溫管路振動試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，包括管路固定端工裝、試驗(yàn)管路、波紋管段、位移載荷固定工裝、位移加載螺桿、管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝；試驗(yàn)管路中部為可伸縮的波紋管段，位移載荷固定工裝固定于振動臺臺面，試驗(yàn)管路通過位移載荷固定工裝中心直徑圓孔與試驗(yàn)管路兩端的管路固定端工裝和管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝連接，位移載荷固定工裝與管路系統(tǒng)位移載荷施加端工裝通過四個位移加載螺桿連接；管路固定端工裝固定于振動臺臺面。本實(shí)用新型通過加載螺桿上螺母的順時針的緊固或逆時針的擰松，將壓縮或拉伸的位移和角度載荷均勻且精確地施加于試驗(yàn)管路。
【IPC分類】G01M7-02
【公開號】CN204594646
【申請?zhí)枴緾N201520225445
【發(fā)明人】逯志國, 衛(wèi)國, 楊峰, 都京, 王樹信, 趙春雨
【申請人】北京強(qiáng)度環(huán)境研究所, 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年4月14日