本发明涉及水下发射器前盖受力测试技术领域，尤其涉及一种模拟水下均压的实验方法。
背景技术：
水下自推进设备水下发射实验中要将水下发射平台下降至指定深度，在此过程中发射筒前盖承受外部水压的作用，为避免前盖承受过大的压力，在发射筒内充气压以均衡外部水压。此充气压过程也称作均压过程，由于均压过程前盖内部气压与外部水压大小不能完全同步，前盖受到的内部气压与外部水压的压力差在某一范围内波动。传统前盖设计时，预估一个内部气压与外部气压的最大压力差值，并取较大的安全系数，作为前盖设计的力学边界，进行前盖结构强度计算，并通过水下发射实验来验证前盖设计。
传统的前盖设计方法不能真实地模拟受力情况，设计出的前盖厚度增大，增加了成本，同时增大了水下自推进设备顶破前盖的顶破力，前盖的验证方法周期长、成本高，同时也增加了水下发射实验系统的风险。
技术实现要素：
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种模拟水下均压的实验方法，用以解决现有前盖设计与验证方法成本高、水下自推进设备顶破力大、验证周期长、实验风险高的问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
一种模拟水下均压的实验方法，该实验方法的步骤为：
s1、构建模拟水下均压实验系统；
s2、模拟外部水压过程；
s3、模拟水下均压过程；
s4、实验结束，关闭仪器。
步骤s1中，模拟水下均压实验系统包括：压力容器、前盖、水压模拟系统、均压系统、可编程序控制器；
前盖设置在压力容器内，并将压力容器分割为模拟水压室和气压室；
水压模拟系统与模拟水压室连接，均压系统与气压室连接；
可编程序控制器控制水压模拟系统、均压系统的运转；
模拟水压室设有第一压力传感器，二者通过螺纹连接；气压室设有第二压力传感器，二者通过螺纹连接；第一压力传感器、第二压力传感器均与可编程序控制器实现信号连接。
水压模拟系统包括：第一高压气瓶、第一过滤器、第一减压阀、第一开关电磁阀、第一电磁比例阀；
第一高压气瓶、第一过滤器、第一减压阀、第一开关电磁阀、第一电磁比例阀、模拟水压室，依次通过气体管路连接；
第一开关电磁阀、第一电磁比例阀均与可编程序控制器实现信号连接；
模拟水压室设有节流阀，节流阀与可编程序控制器实现信号连接。
均压系统包括：第二高压气瓶、第二过滤器、第二减压阀、第二开关电磁阀、第二电磁比例阀、排气电磁阀；
第二高压气瓶、第二过滤器、第二减压阀、第二开关电磁阀、第二电磁比例阀、排气电磁阀、气压室，依次通过气体管道连接；
第二开关电磁阀、第二电磁比例阀、排气电磁阀均与可编程序控制器实现信号连接。
步骤s2具体为：
打开第一高压气瓶的阀门，气体从第一高压气瓶通过第一过滤器、第一减压阀到达第一开关电磁阀，同时，可编程序控制器控制打开第一开关电磁阀和第一电磁比例阀，气体通过第一开关电磁阀和第一电磁比例阀到达模拟水压室，完成模拟水压室的充压，可编程序控制器控制第一电磁比例阀调节通气量，完成前盖外部水压过程的模拟。
步骤s3具体为：
打开第二高压气瓶的阀门，气体从第二高压气瓶通过第二过滤器、第二减压阀到达第二开关电磁阀，可编程序控制器根据第一压力传感器和第二压力传感器反馈的压力信息，控制第二开关电磁阀、第二电磁比例阀、排气电磁阀对气压室进行均压过程。
步骤s3中，调压过程具体如下：
当气压室压力小于模拟水压室时，可编程序控制器控制打开第二开关电磁阀、第二电磁比例阀，气体从第二开关电磁阀通过第二电磁比例阀和排气电磁阀进入气压室，可编程序控制器控制第二电磁比例阀调节通气量，完成模拟水下均压的充压过程；
当气压室压力大于模拟水压室时，可编程序控制器控制关闭第二开关电磁阀，并打开排气电磁阀的排气口，气体从气压室通过排气电磁阀的排气口排出，完成模拟水下均压的泄压过程；
充压过程与泄压过程反复进行，完成水下均压过程的模拟，可编程序控制器通过第一压力传感器和第二压力传感器实时获取并记录模拟水压室和气压室的压力信息，即前盖在均压过程中受到的外部压力和内部压力信息。
步骤s4具体为：
实验结束后，将节流阀打开，模拟水压室气体排出压力降低，气压室气体随着模拟水压室压力降低而排出，直至模拟水压室和气压室压力等于外界大气压力，取出前盖。
一种该实验方法使用的模拟水下均压实验系统，该模拟水下均压实验系统包括：压力容器、前盖、水压模拟系统、均压系统、可编程序控制器；
前盖设置在压力容器内，并将压力容器分割为模拟水压室和气压室；
水压模拟系统与模拟水压室连接，均压系统与气压室连接；
可编程序控制器控制水压模拟系统、均压系统的运转；
模拟水压室设有第一压力传感器，二者通过螺纹连接；气压室设有第二压力传感器，二者通过螺纹连接；第一压力传感器、第二压力传感器均与可编程序控制器实现信号连接。
水压模拟系统包括：第一高压气瓶、第一过滤器、第一减压阀、第一开关电磁阀、第一电磁比例阀；
第一高压气瓶、第一过滤器、第一减压阀、第一开关电磁阀、第一电磁比例阀、模拟水压室，依次通过气体管路连接；
第一开关电磁阀、第一电磁比例阀均与可编程序控制器实现信号连接；
模拟水压室设有节流阀，节流阀与可编程序控制器实现信号连接；
均压系统包括：第二高压气瓶、第二过滤器、第二减压阀、第二开关电磁阀、第二电磁比例阀、排气电磁阀；
第二高压气瓶、第二过滤器、第二减压阀、第二开关电磁阀、第二电磁比例阀、排气电磁阀、气压室，依次通过气体管道连接；
第二开关电磁阀、第二电磁比例阀、排气电磁阀均与可编程序控制器实现信号连接。
本发明有益效果如下：
1、本发明的一种模拟水下均压的实验方法，结构简单，所用高压气瓶和电磁阀等器材成本低，易于实现；
2、本发明的一种模拟水下均压的实验方法，用于前盖设计的验证手段，减少前盖设计验证周期与验证成本。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为一种模拟水下均压的实验方法的模拟水下均压实验系统的结构示意图。
图中：1-可编程序控制器、2-第一高压气瓶、3-第一过滤器、4-第一减压阀、5-第一开关电磁阀、6-第一电磁比例阀、7-第二高压气瓶、8-第二过滤器、9-第二减压阀、10-第二开关电磁阀、11-第二电磁比例阀、12-排气电磁阀、13-模拟水压室、14-气压室、15-前盖、16-第一压力传感器、17-第二压力传感器、18-节流阀。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。
一种模拟水下均压的实验方法，该实验方法的步骤为：
s1、构建模拟水下均压实验系统；
s2、模拟外部水压过程；
s3、模拟水下均压过程；
s4、实验结束，关闭仪器。
步骤s1中，模拟水下均压实验系统包括：压力容器、前盖15、水压模拟系统、均压系统、可编程序控制器1；
前盖15设置在压力容器内，并将压力容器分割为模拟水压室13和气压室14；
水压模拟系统与模拟水压室13连接，均压系统与气压室14连接；
可编程序控制器1控制水压模拟系统、均压系统的运转；
模拟水压室13设有第一压力传感器16，二者通过螺纹连接；气压室14设有第二压力传感器17，二者通过螺纹连接；第一压力传感器16、第二压力传感器17均与可编程序控制器1实现信号连接。
水压模拟系统包括：第一高压气瓶2、第一过滤器3、第一减压阀4、第一开关电磁阀5、第一电磁比例阀6；
第一高压气瓶2、第一过滤器3、第一减压阀4、第一开关电磁阀5、第一电磁比例阀6、模拟水压室13，依次通过气体管路连接；
第一开关电磁阀5、第一电磁比例阀6均与可编程序控制器1实现信号连接；
模拟水压室13设有节流阀18，节流阀18与可编程序控制器1实现信号连接。
均压系统包括：第二高压气瓶7、第二过滤器8、第二减压阀9、第二开关电磁阀10、第二电磁比例阀11、排气电磁阀12；
第二高压气瓶7、第二过滤器8、第二减压阀9、第二开关电磁阀10、第二电磁比例阀11、排气电磁阀12、气压室14，依次通过气体管道连接；
第二开关电磁阀10、第二电磁比例阀11、排气电磁阀12均与可编程序控制器1实现信号连接。
步骤s2具体为：
打开第一高压气瓶2的阀门，气体从第一高压气瓶2通过第一过滤器3、第一减压阀4到达第一开关电磁阀5，同时，可编程序控制器1控制打开第一开关电磁阀和第一电磁比例阀6，气体通过第一开关电磁阀5和第一电磁比例阀6到达模拟水压室13，完成模拟水压室13的充压，可编程序控制器1控制第一电磁比例阀6调节通气量，完成前盖15外部水压过程的模拟。
步骤s3具体为：
打开第二高压气瓶7的阀门，气体从第二高压气瓶7通过第二过滤器8、第二减压阀9到达第二开关电磁阀10，可编程序控制器1根据第一压力传感器16和第二压力传感器17反馈的压力信息，控制第二开关电磁阀10、第二电磁比例阀11、排气电磁阀12对气压室14进行均压过程。
步骤s3中，调压过程具体如下：
当气压室14压力小于模拟水压室13时，可编程序控制器1控制打开第二开关电磁阀10、第二电磁比例阀11，气体从第二开关电磁阀10通过第二电磁比例阀11和排气电磁阀12进入气压室14，可编程序控制器1控制第二电磁比例阀11调节通气量，完成模拟水下均压的充压过程；
当气压室14压力大于模拟水压室13时，可编程序控制器1控制关闭第二开关电磁阀10，并打开排气电磁阀12的排气口，气体从气压室14通过排气电磁阀12的排气口排出，完成模拟水下均压的泄压过程；
充压过程与泄压过程反复进行，完成水下均压过程的模拟，可编程序控制器1通过第一压力传感器16和第二压力传感器17实时获取并记录模拟水压室13和气压室14的压力信息，即前盖15在均压过程中受到的外部压力和内部压力信息。
步骤s4具体为：
实验结束后，将节流阀18打开，模拟水压室13气体排出压力降低，气压室14气体随着模拟水压室13压力降低而排出，直至模拟水压室13和气压室14压力等于外界大气压力，取出前盖15。
一种该实验方法使用的模拟水下均压实验系统，该模拟水下均压实验系统包括：压力容器、前盖15、水压模拟系统、均压系统、可编程序控制器1；
前盖15设置在压力容器内，并将压力容器分割为模拟水压室13和气压室14；
水压模拟系统与模拟水压室13连接，均压系统与气压室14连接；
可编程序控制器1控制水压模拟系统、均压系统的运转；
模拟水压室13设有第一压力传感器16，二者通过螺纹连接；气压室14设有第二压力传感器17，二者通过螺纹连接；第一压力传感器16、第二压力传感器17均与可编程序控制器1实现信号连接。
水压模拟系统包括：第一高压气瓶2、第一过滤器3、第一减压阀4、第一开关电磁阀5、第一电磁比例阀6；
第一高压气瓶2、第一过滤器3、第一减压阀4、第一开关电磁阀5、第一电磁比例阀6、模拟水压室13，依次通过气体管路连接；
第一开关电磁阀5、第一电磁比例阀6均与可编程序控制器1实现信号连接；
模拟水压室13设有节流阀18，节流阀18与可编程序控制器1实现信号连接。
均压系统包括：第二高压气瓶7、第二过滤器8、第二减压阀9、第二开关电磁阀10、第二电磁比例阀11、排气电磁阀12；
第二高压气瓶7、第二过滤器8、第二减压阀9、第二开关电磁阀10、第二电磁比例阀11、排气电磁阀12、气压室14，依次通过气体管道连接；
第二开关电磁阀10、第二电磁比例阀11、排气电磁阀12均与可编程序控制器1实现信号连接。
综上所述，本发明实施例提供了一种模拟水下均压的实验方法，本发明模拟出前盖实际的受力情况，结构简单，所用高压气瓶和电磁阀为成熟产品，成本低，易于实现；本发明用于前盖设计的验证手段，减少前盖设计验证周期与验证成本。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。