一种外压加载用气囊的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及航空航天技术领域，具体涉及一种外压加载用气囊。
【背景技术】
[0002]火箭受到外压载荷的结构部件很多，如整流罩、仪器舱、箱间段、级间段、波纹管等。这些部件在研制、设计和生产过程中均需进行试验。
[0003]外压试验就是以气体或液体为冲压介质，模拟火箭结构在某种工作状态下，承受的外部压力达到最大时的设计情况。如火箭在大气层中飞行时，仪器舱和头部各截锥壳承受气动力形成的外压；液体火箭在发射井内发动机点火时产生的井内压力脉冲造成的箭体外压；二级发动机点火喷出的燃气对一级箱体前底造成的外压等。
[0004]传统的外压实现方法是，设计加工一个外压筒，钢筒由上、下、园环板和筒壳焊接而成，筒内放一个内径和试验件外径相同并带上、下翻边的橡皮筒，用上、下压环将橡皮筒上、下翻边压紧与钢筒上，并用螺栓紧固连接，使橡皮筒和钢桶之间形成一个封闭的空间。通过管嘴向桶内加载气压以实现对试验件加载外压载荷。可见传统的外压实现方法较为繁琐，且成本较高，需要耗费大量的钢材和天然橡胶。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是解决进行外压试验时，传统的外压实现方法较为繁琐，成本高的技术问题，提供了一种采用耐磨材料制成，能够节约成本，且可以极大地缩短试验准备时间的外压加载用气囊。
[0006]本发明是这样实现的:
[0007]—种外压加载用气囊，包括气囊、箍带和筋条；气囊套装在试验件的外表面上；箍带套装在气囊的外壁上；筋条内侧与气囊外壁固定连接，外侧与箍带的内侧固定连接。
[0008]如上所述的气囊整体为中空的圆柱体形，横截面为双圆环形，外侧圆环的厚度大于内侧圆环的厚度；气囊的高度与试验件的高度匹配，气囊的内径大于试验件的外径；在气囊的外壁设置有接口。
[0009]如上所述的箍带整体为绳状，沿水平方向缠绕在气囊的外侧；箍带大于等于两条，沿气囊外壁高度方向均匀分布。
[0010]如上所述的箍带共有九条。
[0011]如上所述的筋条整体为长方体形，沿竖直方向固定在气囊的外壁上；筋条大于等于两条，沿气囊宽度方向均匀分布。
[0012]如上所述的筋条共有三十二条。
[0013]如上所述的气囊采用PVC材料制成，箍带采用合成纤维材料制成，筋条采用槽钢制成。
[0014]本发明的有益效果是:
[0015]本发明采用耐磨材料制作的气囊，气囊外壁套装有箍带，箍带和气囊外壁之间通过筋条固定连接。对气囊与传统外压筒加载方法进行比对验证试验，分别用外压筒和新气囊对相同一个筒段加载至45KPa外压载荷，并测量关键点应力值。对比几次试验的测量结果并拟合曲线，测量结构重复性很好，新气囊达到了传统外压筒的加载效果。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的一种外压加载用气囊的结构原理图；
[0017]图2是本发明的一种外压加载用气囊进行外压试验时拧紧力矩与箍带拉力关系曲线。
[0018]其中:1.气囊，2.箍带，3.筋条，4.接口，5.试验件。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。
[0020]如图1所示，一种外压加载用气囊，包括气囊1、箍带2和筋条3。气囊1套装在试验件5的外表面上，用于对试验件5加载外压。箍带2套装在气囊1的外壁上，用于保持气囊1的外形，并保证气囊1外壁的强度。筋条3内侧与气囊1外壁固定连接，外侧与箍带2的内侧固定连接，筋条3用于限制箍带2的位移，防止气囊1上下两端发生翻卷。
[0021]气囊1整体为中空的圆柱体形，横截面为双圆环形，外侧圆环的厚度大于内侧圆环的厚度，使得充气后气囊1的内壁与试验件5的外表面紧密接触。气囊1内外两个圆环中间的封闭空间用于填充气体。气囊1的高度与试验件5的高度匹配，气囊1的内径大于试验件5的外径。在气囊1的外壁设置有接口 4，用于实现气囊1的充气和放气。箍带2整体为绳状，沿水平方向缠绕在气囊1的外侧。箍带2大于等于两条，沿气囊1外壁高度方向均匀分布。在本实施例中，箍带2共有九条。
[0022]筋条3整体为长方体形，沿竖直方向固定在气囊1的外壁上。筋条3大于等于两条，沿气囊1宽度方向均匀分布。在本实施例中，筋条3共有三十二条。
[0023]气囊1采用PVC材料制成，箍带2采用合成纤维材料制成，筋条3采用槽钢制成，接口 4采用现有充气装置的充放气接口实现，可从市场上购得。
[0024]进行外压试验时，气体加载装置通过接口 4对气囊1加载气体，使得气囊1完全膨胀，箍带2限制气囊1的过度膨胀，使得气囊1的外形得以保持，筋条3限制箍带2的上下位移，气囊1的内侧与试验件5的外表面紧密贴合，实现载荷的传递，完成了对试验件5外压载荷的施加。
[0025]本发明采用耐磨材料制作的气囊1，气囊外壁套装有箍带2，箍带2和气囊1外壁之间通过筋条3固定连接。对气囊与传统外压筒加载方法进行比对验证试验，分别用外压筒和新气囊对相同一个筒段加载至45KPa外压载荷，并测量关键点应力值。对比几次试验的测量结果并拟合曲线，测量结构重复性很好，新气囊达到了传统外压筒的加载效果。
【主权项】
1.一种外压加载用气囊，其特征在于:它包括气囊(1)、箍带(2)和筋条(3);气囊(1)套装在试验件(5)的外表面上；箍带(2)套装在气囊(1)的外壁上；筋条(3)内侧与气囊(1)外壁固定连接，外侧与箍带(2)的内侧固定连接。2.根据权利要求1所述的外压加载用气囊，其特征在于:所述的气囊(1)整体为中空的圆柱体形，横截面为双圆环形，外侧圆环的厚度大于内侧圆环的厚度；气囊(1)的高度与试验件(5)的高度匹配，气囊⑴的内径大于试验件(5)的外径；在气囊⑴的外壁设置有接口⑷。3.根据权利要求1所述的外压加载用气囊，其特征在于:所述的箍带(2)整体为绳状，沿水平方向缠绕在气囊(1)的外侧；箍带(2)大于等于两条，沿气囊(1)外壁高度方向均匀分布。4.根据权利要求3所述的外压加载用气囊，其特征在于:所述的箍带(2)共有九条。5.根据权利要求1所述的外压加载用气囊，其特征在于:所述的筋条(3)整体为长方体形，沿竖直方向固定在气囊(1)的外壁上；筋条(3)大于等于两条，沿气囊(1)宽度方向均匀分布。6.根据权利要求5所述的外压加载用气囊，其特征在于:所述的筋条(3)共有三十二条。7.根据权利要求1所述的外压加载用气囊，其特征在于:所述的气囊(1)采用PVC材料制成，箍带(2)采用合成纤维材料制成，筋条(3)采用槽钢制成。
【专利摘要】本发明涉及航空航天技术领域，具体涉及一种外压加载用气囊，目的是提供一种采用耐磨材料制成，能够节约成本，且可以极大地缩短试验准备时间的外压加载用气囊。其特征在于，它包括气囊(1)、箍带(2)和筋条(3)；气囊(1)套装在试验件(5)的外表面上；箍带(2)套装在气囊(1)的外壁上；筋条(3)内侧与气囊(1)外壁固定连接，外侧与箍带(2)的内侧固定连接。本发明与传统外压筒加载方法进行比对验证试验，分别用外压筒和新气囊对相同一个筒段加载至45KPa外压载荷，并测量关键点应力值。对比几次试验的测量结果并拟合曲线，测量结构重复性很好，新气囊达到了传统外压筒的加载效果。
【IPC分类】G01M13/00
【公开号】CN105466673
【申请号】CN201410465056
【发明人】陈昊, 刘砚涛, 刘彦毛, 倪径达
【申请人】北京强度环境研究所, 中国运载火箭技术研究院
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2014年9月12日