多捆綁點高載荷斜推式加載裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)靜力試驗技術(shù)，具體涉及一種多捆綁點高載荷斜推式加載裝置。 技術(shù)背景
[0002] 隨著航天科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，各科技大國研制大型乃至重型運載火箭是 世界火箭發(fā)展的一個必然趨勢，低溫燃料為當(dāng)代先進(jìn)宇宙飛行器的推進(jìn)能源，這些燃料容 納在增壓的貯箱中，而貯箱在生產(chǎn)、貯存、吊裝、停放、運輸及飛行過程要承受軸壓、彎矩、剪 力、內(nèi)壓及溫度等載荷，所以貯箱在使用過程中的結(jié)構(gòu)強度、剛度以及低溫綜合性能對設(shè)計 和生產(chǎn)制造非常重要，需要通過低溫靜力試驗的驗證。
[0003]目前，新一代運載火箭大型貯箱低溫靜力試驗方法，對常規(guī)的貯箱低溫靜力試驗 方法是適用的。通常在對火箭貯箱進(jìn)行低溫靜力試驗考核中，貯箱所承受的軸壓、彎矩、剪 力等載荷的傳力結(jié)構(gòu)是邊界模擬件，而非真實傳力邊界結(jié)構(gòu)件；試驗邊界要求下端固支、上 端通過通用靜力加載設(shè)備實現(xiàn)軸壓、彎矩、剪力等載荷的施加；內(nèi)壓是通過貯箱前底氣枕增 壓實現(xiàn)內(nèi)壓載荷的施加，搭建龍門架式的承載框架即可滿足試驗加載需求。
[0004] 針對芯級前捆綁低溫聯(lián)合靜力試驗項目來說，除了內(nèi)壓載荷的施加與常規(guī)做法是 基本相同的，但就以往低溫靜力試驗的技術(shù)和經(jīng)驗不能完全照搬，更沒有可以參考的國外 類似試驗技術(shù)和方法，因此必須根據(jù)長征五號火箭自身的結(jié)構(gòu)、載荷、環(huán)境和邊界等特點， 以及天津大運載試驗場地的試驗實施現(xiàn)場條件及配套設(shè)施等實際情況，嚴(yán)格進(jìn)行多方面綜 合考慮，并圍繞試驗載荷施加的準(zhǔn)確性、試驗規(guī)模、試驗實施難度、試驗周期、試驗經(jīng)費等， 設(shè)計研究出一套滿足該型號研制階段，低溫靜力試驗項目中難度最大的大型貯箱懸掛式低 溫靜力試驗方法。
[0005] 芯級前捆綁低溫聯(lián)合靜力試驗任務(wù)所要求的試驗件安裝情況見圖1，低溫聯(lián)合試 驗中的多部段聯(lián)合裝配體，包括一級氫箱前短殼7、一級箱間段6、4個前捆綁支座5、一級氧 箱后短殼4、一級氧箱3、一級氧箱前短殼2。施加聯(lián)合載荷包括4個捆綁支座5上的集中載 荷、一級氫箱前短殼7的后端面截面軸壓載荷以及一級氧箱3的內(nèi)壓載荷。試驗邊界要求 前過渡環(huán)邊界1的上端面與試驗固支邊界8連接。該項目所要求的參試結(jié)構(gòu)為多部段聯(lián)合 裝配體，試驗安裝高度也自然會隨之增加很多；為了使一級氧箱3靠近前捆綁4的局部區(qū)域 處于低溫環(huán)境，則試驗件必須正置安裝，同時試驗邊界要求上端固支；捆綁支座5集中力載 荷施加點距離試驗件較近、而且單點載荷達(dá)300噸；再加上一級氫箱前短殼7的截面軸壓載 荷，試驗安裝框架需平衡的軸向載荷超過1240噸；同時考慮到試驗場地的試驗平臺尺寸限 制、地基承力點噸位小等現(xiàn)場條件的困難程度，均給試驗方案設(shè)計和試驗實施過程帶來巨 大挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明目的
[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種多捆綁點高載荷斜推式加載裝置，用于低溫靜力試驗 中的加載。
[0008] 技術(shù)方案
[0009] -種多捆綁點高載荷斜推式加載裝置，其中：包括：臺階式傳力工裝，斜立柱，P1~ P8加載設(shè)備，試驗平臺，地基，P13~P16加載設(shè)備，P9~P12加載設(shè)備，承力底座，楔形支撐， 400噸壓式測力計，傳力壓桿，高承載球頭窩組合，加載工裝；
[0010] 其中，試驗平臺設(shè)置于地基上，在試驗平臺上設(shè)置P1~P8加載設(shè)備，提供軸向往上 的載荷，P1~P8加載設(shè)備上端連接臺階式傳力工裝，用于對于試驗件傳遞載荷；
[0011] 在試驗平臺四周象限處，設(shè)置承力底座，在承力底座上，依次往上設(shè)置楔形支撐， P9~P12加載設(shè)備，400噸壓式測力計，傳力壓桿，高承載球頭窩組合，加載工裝；傳力壓桿頂 端為球頭結(jié)構(gòu)，與高承載球頭窩組合下側(cè)的球窩結(jié)構(gòu)配合，在高承載球頭窩組合上端，設(shè)置 加載工裝，加載工裝連接試驗件，向試驗件提供斜向向上的載荷。
[0012] 如上所述的一種多捆綁點高載荷斜推式加載裝置，其中：沿著試驗平臺徑向向外， 在高承載球頭窩組合的外側(cè)，連接提供水平載荷的P13~P16加載設(shè)備，P13~P16加載設(shè)備由 斜立柱支撐。
[0013] 如上所述的一種多捆綁點高載荷斜推式加載裝置，其中：所述斜向向上的載荷與 堅直方向成7度角，角度由楔形支撐產(chǎn)生。
[0014] 有益效果
[0015] 采用本發(fā)明所述的多捆綁點高載荷斜推式加載裝置順利的完成了芯級前捆綁低 溫聯(lián)合靜力試驗，為后續(xù)型號低溫靜力試驗的實施和開展奠定了牢固的試驗技術(shù)儲備。整 個試驗過程中，試驗各系統(tǒng)運行穩(wěn)定，滿足了試驗要求，并達(dá)到了試驗考核目的，圓滿完成 了課題任務(wù)。此試驗的成功對整個型號的順利研制具有重大意義，同時此項課題是我院火 箭研制史上第一次進(jìn)行的大型貯箱多部段聯(lián)合裝配體、多個捆綁集中力同時加載的低溫聯(lián) 合靜力試驗。較真實的考核了結(jié)構(gòu)，以捆綁集中力為主的聯(lián)合載荷作用下及真實結(jié)構(gòu)為傳 力邊界、低溫環(huán)境溫度下，氧箱靠近前捆綁的局部區(qū)域的軸壓失穩(wěn)強度及結(jié)構(gòu)應(yīng)力滿足強 度設(shè)計要求，并為其他型號研制過程中的類似試驗項目提供依據(jù)和參考。
【附圖說明】
[0016] 圖1芯級前捆綁低溫靜力聯(lián)合試驗加載要求示意圖；
[0017] 圖2本發(fā)明所述多捆綁點高載荷斜推式加載裝置示意圖；
[0018] 圖3擁綁點集中力載荷矢量分解關(guān)系。
[0019] 圖1中，1-前過渡環(huán)邊界，2--級氧箱前短殼，3--級氧箱，4-一級氧箱后短殼， 5_捆綁支座，6- -級箱間段，7- -級氫箱前短殼，8-試驗固支邊界；
[0020] 圖2中，19-一級氫箱前短殼，20-臺階式傳力工裝，21_P9~P12加載設(shè)備，22_P13~ P16加載設(shè)備，23-斜立柱，244~P8加載設(shè)備，25-試驗平臺，26-地面承力點，28-承力地 軌，29-地基，30-承力底座，31-楔形支撐，32-400噸壓式測力計，33-傳力壓桿，34-加載工 裝，35-高承載球頭窩組合。
【具體實施方式】
[0021] 以下，結(jié)合附圖和【具體實施方式】，對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0022] 以下，結(jié)合附圖和具體實施例對于本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
[0023] 依據(jù)試驗任務(wù)中關(guān)于載荷的施加要求，從圖1中可以看出，試驗載荷共包括一