一種管路內(nèi)力平衡系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于運(yùn)載火箭管路低溫振動(dòng)試驗(yàn)領(lǐng)域，解決管路在低溫內(nèi)壓環(huán)境下位移的加載問(wèn)題，同時(shí)平衡管路充壓所產(chǎn)生的內(nèi)力，保護(hù)波紋管處于正常工作狀態(tài)的管路內(nèi)力平衡系統(tǒng)。其承力基座包括“井”字型框架結(jié)構(gòu)、4根地軌(1)、懸掛梁(12)和鋼板(4)；最外側(cè)地軌(1)與立柱(2)連接；內(nèi)側(cè)地軌(1)上設(shè)有鋼板(4)，鋼板(4)用于安裝振動(dòng)臺(tái)(5)；懸掛梁(12)用于安裝試驗(yàn)管路(7)；試驗(yàn)管路(7)通過(guò)上下兩個(gè)轉(zhuǎn)接法蘭(6)連接在振動(dòng)臺(tái)(5)和懸掛梁(12)之間。有益效果：能夠模擬試驗(yàn)管路的固定端邊界和試驗(yàn)管路的振動(dòng)端邊界，同時(shí)可自由調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)接法蘭(6)高度，使試驗(yàn)管路(7)產(chǎn)生軸向、橫向位移載荷。
【專利說(shuō)明】一種管路內(nèi)力平衡系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于運(yùn)載火箭管路低溫振動(dòng)試驗(yàn)領(lǐng)域，具體涉及一種管路內(nèi)力平衡系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)航天事業(yè)的不斷發(fā)展，新型運(yùn)載火箭研制的不斷創(chuàng)新，箭上產(chǎn)品的地面環(huán)境試驗(yàn)覆蓋面越來(lái)越廣，并且伴隨著試驗(yàn)技術(shù)的不斷提高，箭上產(chǎn)品的試驗(yàn)條件也越來(lái)越嚴(yán)苛、復(fù)雜。為了更加真實(shí)的模擬箭上產(chǎn)品飛行過(guò)程中的狀態(tài)，低溫、充壓、位移、振動(dòng)等等大量復(fù)合環(huán)境試驗(yàn)條件逐漸成為地面環(huán)境試驗(yàn)的主流。因此，亟需開(kāi)展復(fù)合環(huán)境試驗(yàn)方法的研究，以提高國(guó)內(nèi)的試驗(yàn)水平，為型號(hào)的研究發(fā)展提供更有利的依據(jù)。
[0003]國(guó)外某些型號(hào)均在發(fā)射失利后的總結(jié)中發(fā)現(xiàn)一個(gè)共同的問(wèn)題，那就是管路系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)薄弱環(huán)節(jié)的問(wèn)題多次導(dǎo)致發(fā)射任務(wù)的失敗，尤其是在復(fù)合環(huán)境條件下，因此，國(guó)內(nèi)對(duì)于管路系統(tǒng)的地面環(huán)境試驗(yàn)也提高到了空前的重視程度，這也使得在新一代運(yùn)載火箭的研制過(guò)程中，管路系統(tǒng)地面環(huán)境試驗(yàn)受到格外的重視。并且，由于管路系統(tǒng)中的波紋管在充壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生軸向變形，如果不加以約束，會(huì)使波紋管超出彈性形變，導(dǎo)致管路失穩(wěn)、失效。為了完成新一代運(yùn)載火箭管路低溫振動(dòng)試驗(yàn)任務(wù)，亟需提供一種能夠解決管路在低溫內(nèi)壓環(huán)境下位移的加載問(wèn)題，同時(shí)平衡管路充壓所產(chǎn)生的內(nèi)力，保護(hù)波紋管處于正常工作狀態(tài)的管路內(nèi)力平衡系統(tǒng)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種管路內(nèi)力平衡系統(tǒng)。
[0005]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案如下:
[0006]本實(shí)用新型提供了一種管路內(nèi)力平衡系統(tǒng)，包括承力基座、振動(dòng)臺(tái)、轉(zhuǎn)接法蘭、可調(diào)節(jié)拉力平衡裝置；承力基座包括4根橫梁形成的“井”字型框架結(jié)構(gòu)、4根立柱、4根相平行的地軌、懸掛梁和鋼板；4根立柱分別位于4根橫梁的交叉處，且垂直于“井”字型框架結(jié)構(gòu)平面；4根地軌互相平行，相間隔安裝在地面的凹槽內(nèi)；最外側(cè)的兩根地軌與位于同一側(cè)的兩根立柱的下端連接；內(nèi)側(cè)的兩根地軌上設(shè)有一塊鋼板，能夠沿兩根地軌前后滑動(dòng)；鋼板上設(shè)有多個(gè)安裝孔，用于安裝振動(dòng)臺(tái)；在“井”字型框架結(jié)構(gòu)之間設(shè)有懸掛梁，用于安裝試驗(yàn)管路；振動(dòng)臺(tái)固定安裝在鋼板上；試驗(yàn)管路通過(guò)上下兩個(gè)轉(zhuǎn)接法蘭連接在振動(dòng)臺(tái)和懸掛梁之間。
[0007]本實(shí)用新型的管路內(nèi)力平衡系統(tǒng)還包括可調(diào)節(jié)拉力平衡裝置，用于防止試驗(yàn)管路7的波紋管伸長(zhǎng)失效，同時(shí)還可以使試驗(yàn)管路保持垂直。
[0008]所述可調(diào)節(jié)拉力平衡裝置包括四根或多根彈力繩，每根彈力繩的兩端分別連接有吊葫蘆和吊環(huán)；四個(gè)吊葫蘆分別固定在“井”字型框架結(jié)構(gòu)的橫梁交叉處，彈力繩通過(guò)吊環(huán)與下轉(zhuǎn)接法蘭連接。彈力繩上的拉力使試驗(yàn)管路處于收縮狀態(tài)，避免試驗(yàn)管路中間的波紋管伸長(zhǎng)失效。
[0009]所述彈力繩上連接有力傳感器。
[0010]所述彈力繩與試驗(yàn)管路的夾角為30°?60°角，優(yōu)選為45°。
[0011]所述每根立柱和橫梁均是由依次連接的多塊鑄塊形成；鑄塊通過(guò)剛性螺釘可拆卸連接。
[0012]所述懸掛梁包括水平部分和垂直部分，水平部分安裝在“井”字型框架結(jié)構(gòu)上，垂直部分位于承力基座中間。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0014]本實(shí)用新型的內(nèi)力平衡系統(tǒng)通過(guò)地軌、鑄塊及橫梁模擬出試驗(yàn)管路的固定端邊界，通過(guò)可調(diào)節(jié)拉力平衡裝置及振動(dòng)臺(tái)模擬出試驗(yàn)管路的振動(dòng)端邊界，同時(shí)可調(diào)節(jié)拉力平衡裝置可以保證振動(dòng)臺(tái)動(dòng)圈始終處于正常的運(yùn)動(dòng)方向，避免管路內(nèi)壓產(chǎn)生的內(nèi)力使動(dòng)圈發(fā)生橫向運(yùn)動(dòng)，別住動(dòng)圈?？烧{(diào)節(jié)拉力平衡系統(tǒng)可以自由的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)接法蘭的高度，使管路產(chǎn)生軸向、橫向位移載荷，同時(shí)配合專用夾具可以實(shí)現(xiàn)管路的角度載荷。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為圖1中“井”字型框架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為圖1中鋼板的形狀示意圖；
[0018]圖中:1_地軌,2-立柱(鑄塊)、3_橫梁、4_鋼板、5_振動(dòng)臺(tái)、6_轉(zhuǎn)接法蘭、7_試驗(yàn)管路(試件)、8_吊葫蘆、9-彈力繩、10-力傳感器、11-吊環(huán)、12-懸掛梁。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的描述。
[0020]本實(shí)施例提供了一種管路內(nèi)力平衡系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括承力基座、振動(dòng)臺(tái)5、轉(zhuǎn)接法蘭6、可調(diào)節(jié)拉力平衡裝置。
[0021]承力基座包括兩兩垂直的4根橫梁3形成的“井”字型框架結(jié)構(gòu)、4根立柱2、4根相平行的地軌1、懸掛梁12和鋼板4。
[0022]4根立柱2分別位于4根橫梁3的交叉處，且垂直于“井”字型框架結(jié)構(gòu)平面，如圖2所示；每根立柱2和橫梁3均是由依次連接的多塊鑄塊形成；鑄塊通過(guò)剛性螺釘可拆卸連接。4根地軌I互相平行，相間隔安裝在地面的凹槽內(nèi)；最外側(cè)的兩根地軌I與位于同一側(cè)的兩根立柱I的下端通過(guò)剛性螺釘可拆卸連接；立柱2能夠帶動(dòng)“井”字型框架結(jié)構(gòu)沿最外側(cè)的兩根地軌I前后移動(dòng)；內(nèi)側(cè)的兩根地軌I上設(shè)有一塊鋼板4，能夠沿兩根地軌I前后滑動(dòng)；鋼板4上設(shè)有多個(gè)安裝孔，如圖3所示，用于安裝振動(dòng)臺(tái)5。
[0023]在“井”字型框架結(jié)構(gòu)之間設(shè)有懸掛梁12，用于安裝試驗(yàn)管路7，懸掛梁12包括水平部分和垂直部分，水平部分安裝在“井”字型框架結(jié)構(gòu)上，垂直部分位于承力基座中間。
[0024]振動(dòng)臺(tái)5固定安裝在鋼板4上，能夠隨鋼板4沿地軌I前后移動(dòng)。試驗(yàn)管路7通過(guò)上下兩個(gè)轉(zhuǎn)接法蘭6連接在振動(dòng)臺(tái)5和懸掛梁12之間。懸掛梁12與轉(zhuǎn)接法蘭6連接，再安裝試驗(yàn)管路7。通過(guò)鋼板4上的安裝孔，調(diào)整振動(dòng)臺(tái)5在鋼板4上的安裝位置，使試驗(yàn)管路7保持垂直。同時(shí)，承力基座和試驗(yàn)管路7形成的一體結(jié)構(gòu)能夠沿地軌I前后移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)管路內(nèi)力平衡系統(tǒng)的位置調(diào)整。
[0025]由于試驗(yàn)管路7中的波紋管彈性較弱，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中收到內(nèi)壓會(huì)伸長(zhǎng)，如果不加以限制，試驗(yàn)時(shí)波紋管會(huì)在內(nèi)壓作用下不斷伸長(zhǎng)直至超出彈性形變范圍從而失去作用。因此，本實(shí)施例的管路內(nèi)力平衡系統(tǒng)還設(shè)置有可調(diào)節(jié)拉力平衡裝置，用于防止試驗(yàn)管路7的波紋管伸長(zhǎng)失效，同時(shí)還可以使試驗(yàn)管路7保持垂直。
[0026]可調(diào)節(jié)拉力平衡裝置包括四根或多根彈力繩9，每根彈力繩9的兩端分別連接有吊葫蘆8和吊環(huán)11，每根彈力繩9上還連接有四個(gè)力傳感器10。四個(gè)吊葫蘆8分別固定在“井”字型框架結(jié)構(gòu)的橫梁3交叉處，彈力繩9連接力傳感器10再通過(guò)吊環(huán)11與下轉(zhuǎn)接法蘭6連接。彈力繩9上的拉力使試驗(yàn)管路7處于收縮狀態(tài)，避免試驗(yàn)管路7中間的波紋管伸長(zhǎng)失效。彈力繩9上的拉力根據(jù)試驗(yàn)管路7的內(nèi)壓、管徑以及彈力繩9與試驗(yàn)管路7的角度確定，力傳感器10用于測(cè)量彈力繩9的拉力；彈力繩9與試驗(yàn)管路7通常呈約30°?60。角。
[0027]在安裝過(guò)程中，首先安裝承力框架，8塊2米鑄塊分四個(gè)方向分別連接在地軌I上，8個(gè)2米鑄塊中間為2.4米X3.4米的矩形鋼板4，10噸水平振動(dòng)臺(tái)5安裝矩形鋼板4上，在承力基座的8個(gè)2米鑄塊上平行橫兩根長(zhǎng)為6.3米的橫梁3，然后在兩根橫梁3上相隔
1.5米橫3根長(zhǎng)為4.3米的橫梁3，中間的4.3米橫梁3下端中部連接鑄塊及轉(zhuǎn)接法蘭6 ；其次安裝試驗(yàn)管路7 ;最后安裝可調(diào)節(jié)拉力平衡裝置。
[0028]本實(shí)施例提供的內(nèi)力平衡系統(tǒng)通過(guò)地軌1、立柱2及橫梁3模擬出試驗(yàn)管路7的固定端邊界，通過(guò)可調(diào)節(jié)拉力平衡裝置及振動(dòng)臺(tái)5模擬出試驗(yàn)管路7的振動(dòng)端邊界，同時(shí)可調(diào)節(jié)拉力平衡裝置可以保證振動(dòng)臺(tái)動(dòng)圈始終處于正常的運(yùn)動(dòng)方向，避免管路內(nèi)壓產(chǎn)生的內(nèi)力使動(dòng)圈發(fā)生橫向運(yùn)動(dòng)，別住動(dòng)圈?？烧{(diào)節(jié)拉力平衡系統(tǒng)可以自由的調(diào)節(jié)專用夾具的高度，使管路產(chǎn)生軸向、橫向位移載荷，同時(shí)配合專用夾具可以實(shí)現(xiàn)管路的角度載荷。
[0029]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。倘若這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種管路內(nèi)力平衡系統(tǒng)，包括承力基座、振動(dòng)臺(tái)(5)、轉(zhuǎn)接法蘭￠)、可調(diào)節(jié)拉力平衡裝置；承力基座包括4根橫梁(3)形成的“井”字型框架結(jié)構(gòu)、4根立柱(2)、4根相平行的地軌(I)、懸掛梁(12)和鋼板(4) ;4根立柱⑵分別位于4根橫梁(3)的交叉處，且垂直于“井”字型框架結(jié)構(gòu)平面；4根地軌(I)互相平行，相間隔安裝在地面的凹槽內(nèi)；最外側(cè)的兩根地軌(I)與位于同一側(cè)的兩根立柱⑵的下端連接；內(nèi)側(cè)的兩根地軌(I)上設(shè)有一塊鋼板(4)，能夠沿兩根地軌(I)前后滑動(dòng)；鋼板(4)上設(shè)有多個(gè)安裝孔，用于安裝振動(dòng)臺(tái)(5)；在“井”字型框架結(jié)構(gòu)之間設(shè)有懸掛梁(12)，用于安裝試驗(yàn)管路(7);振動(dòng)臺(tái)(5)固定安裝在鋼板(4)上；試驗(yàn)管路(7)通過(guò)上下兩個(gè)轉(zhuǎn)接法蘭(6)連接在振動(dòng)臺(tái)(5)和懸掛梁(12)之間。
2.如權(quán)利要求1所述的一種管路內(nèi)力平衡系統(tǒng)，其特征在于:還包括可調(diào)節(jié)拉力平衡裝置，用于防止試驗(yàn)管路(7)的波紋管伸長(zhǎng)失效，同時(shí)還可以使試驗(yàn)管路(7)保持垂直。
3.如權(quán)利要求2所述的一種管路內(nèi)力平衡系統(tǒng)，其特征在于:所述可調(diào)節(jié)拉力平衡裝置包括四根或多根彈力繩(9)，每根彈力繩(9)的兩端分別連接有吊葫蘆⑶和吊環(huán)(11)；四個(gè)吊葫蘆(8)分別固定在“井”字型框架結(jié)構(gòu)的橫梁(3)交叉處，彈力繩(9)通過(guò)吊環(huán)11與下轉(zhuǎn)接法蘭(6)連接，彈力繩9上的拉力使試驗(yàn)管路(7)處于收縮狀態(tài)，避免試驗(yàn)管路(7)中間的波紋管伸長(zhǎng)失效。
4.如權(quán)利要求3所述的一種管路內(nèi)力平衡系統(tǒng)，其特征在于:所述每根彈力繩9上連接有力傳感器10。
5.如權(quán)利要求3所述的一種管路內(nèi)力平衡系統(tǒng)，其特征在于:所述彈力繩9與試驗(yàn)管路⑵的夾角為30°?60°角。
6.如權(quán)利要求3所述的一種管路內(nèi)力平衡系統(tǒng)，其特征在于:所述彈力繩9與試驗(yàn)管路(7)為45。角。
7.如權(quán)利要求1所述的一種管路內(nèi)力平衡系統(tǒng)，其特征在于:所述每根立柱(2)和橫梁(3)均是由依次連接的多塊鑄塊形成；鑄塊通過(guò)剛性螺釘可拆卸連接。
8.如權(quán)利要求1所述的一種管路內(nèi)力平衡系統(tǒng)，其特征在于:所述懸掛梁(12)包括水平部分和垂直部分，水平部分安裝在“井”字型框架結(jié)構(gòu)上，垂直部分位于承力基座中間。
【文檔編號(hào)】G01M1/14GK204008006SQ201420401360
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】蘆田, 衛(wèi)國(guó), 董理, 于韶明, 都京, 楊峰, 楊鐵石, 傅曉磊, 馬麗然, 韓文龍 申請(qǐng)人:北京強(qiáng)度環(huán)境研究所, 中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院