一体化运载火箭卫星整流罩的静力试验方法
【专利说明】-体化运载火箭卫星整流罩的静力试验方法
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及静力试验技术领域，具体涉及一体化运载火箭卫星整流罩的静力试验 方法。
【背景技术】
[0003] 卫星整流罩是运载火箭的重要舱段。在火箭飞行过程中，卫星整流罩会承受轴力、 剪力、弯矩、外压等多种载荷。其中，弯矩载荷是主要载荷。常规卫星整流罩采用球头-锥 段-筒段设计方案，由于球头便于拆除，静力试验采用了传统的设计方案，即将弯矩、轴压 等效为当量轴压或同时考虑弯矩、轴压载荷，在双锥段上方施加载荷，进而进行静力试验考 核。
[0004] 随着设计和工艺的进步，卫星整流罩有时会采用球头-锥段-筒段一体化设计方 案，比如全复合材料整流罩。送类产品的球头无法拆除，轴压和弯矩无法直接施加，传统的 当量轴压或弯矩-轴压组合试验方案受到了很大限制，必须寻找一种新的静力试验设计方 法。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本发明公开了一种简单、可靠的卫星整流罩静力试验方法， 该方法利用当量剪切载荷代替了当量轴压载荷，可W广泛应用于对于一体化卫星整流罩的 静力试验设计。
[0006] 本发明的技术解决问题；针对传统的当量轴压试验方法不能应用于一体化运载火 箭卫星整流罩静力试验设计，提出一种利用当量剪切代替当量轴压载荷的方法，该方法包 括如下步骤： 步骤1 ;确定剪力加载截面，加载截面需涵盖原始载荷截面。加载截面编号由球头驻点 依次往下分别为〇，1，2, 3, 4…… 步骤2 ;根据原始载荷截面的外压、轴力、弯矩确定各剪力加载截面的当量弯矩，当量 弯矩的确定方法是：
其中，巧.为i截面的半径；巧为i-1到i截面之间的最大外压或最小内压；燕J为i截 面的轴力，为i截面的初始弯矩。
[0007] 步骤3 ;根据i-1截面(含）W上的剪力和i+1截面的弯矩确定i截面的当量剪切 载荷，当量剪力的确定方法是：
其中，J，.为i截面到球头驻点的距离。
[0008] 步骤4 ;连接卫星整流罩与剪力传递装置，剪力传递装置可为帆布拉带，但不限于 帆布拉带； 步骤5 ;卫星整流罩通过固定工装固定； 步骤6 ;力源加载装置与剪力传递装置连接，并连接测力传感器； 步骤7 ;力源加载装置连接载荷加载控制设备，并逐步同时施加剪力载荷。
[0009] 进一步，所述步骤6中力源载荷加载装置为作动筒。
[0010] 进一步，所述步骤7中力源载荷加载装置为手动或自动控制。
[0011] 与现有技术相比，本发明针对一体化卫星整流罩的结构特点，提出了一种利用当 量剪切载荷设计静力试验的方法。当量剪切载荷可W通过当量弯矩的方法得到，能够充分 考虑外压、轴力、弯矩的综合影响，达到卫星整流罩强度全面考核的目的；通过选择合适的 剪力传递装置，很容易实现当量剪切载荷的施加，载荷的大小及方向易于控制，可W代替卫 星整流罩传统的当量轴压静力试验方法。
【附图说明】
[0012] 图1为本发明的实施例所确定的卫星整流罩剪力加载截面； 图2为本发明实施例所提供的卫星整流罩剪力试验系统布置图。
[0013] 图3为一体化运载火箭卫星整流罩的静力试验方法流程图。
【具体实施方式】
[0014] 参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。为了达成充分及完 整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。
[0015] 下文结合附图1~3和实施例对本发明所提供的采用当量剪切代替当量轴压载荷 的卫星整流罩静力试验方法作进一步说明。
[0016] 如图1所示，本发明的一个实施例所提供的卫星整流罩含有I ^ VI六个原始载荷 截面，原始截面的尺寸与载荷为： 表1
卫星整流罩静力试验方法包括： 步骤1 :确定加载截面，I ^111截面锥度较大大，为缓和剪力，防止剪力传递装置与整流 罩滑移，分别在I~II、II~III球头之间等距离插入2个截面，由球头驻点到筒段下端面共 有0、个剪力加载截面； 步骤2 ;根据初始的外压、轴力、弯矩载荷，确定的各截面当量弯矩见表2。3截面的弯 矩由1、4截面的弯矩线性插值得到；5、6截面的弯矩由4、7截面的弯矩线性插值得到。
[0017] 步骤3 ;根据当量弯矩，确定各截面当量剪力，见表2。如果按照上式计算，广3曲 线段截面的剪力载荷较大，可适当减小，W防止剪力加载设备滑脱等问题。此时，只会使得 1~4截面的静力试验考核不足。但送些截面靠近驻点，载荷较小，同时半径较小，结构刚度较 大，不会首先出现轴压破坏。
[001引 表2
W下结合图2,步骤4 ;按照各截面的位置，将帆布拉带5依次粘接到卫星整流罩1上； 步骤5 ;卫星整流罩1下端与钢框7上端连接，钢框7下端连接到试验平台8上； 步骤6 ;帆布拉带5可W通过杠杆系统6与测力计4、力源加载装置3连接； 步骤7 ;力源加载装置3连接载荷加载控制设备，并逐步同时施加剪力载荷。
[0019] 通过本发明所提供的试验方法实现W当量剪切载荷替代当量轴压载荷对一体化 卫星整流罩进行静力试验的设计。
[0020] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在 不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够W其他的具体形式实现本发明。因此，无论 从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权 利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有 变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
【主权项】
1. 一种运载火箭卫星整流罩的静力试验方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1 :确定剪力加载截面，加载截面需涵盖原始载荷截面； 步骤2 :根据原始载荷截面的载荷确定各剪力加载截面的当量弯矩，当量弯矩的确定 方法是：其中，&为i截面的半径；&为i-i到i截面之间的最大外压或最小内压；A?；为i截 面的轴力，1··^为i截面的初始弯矩； 步骤3 :根据各截面位置和当量弯矩确定当量剪切载荷，当量剪力的确定方法是：其中，$为i截面到球头驻点的距离； 步骤4 :连接卫星整流罩与剪力传递装置； 步骤5 :卫星整流罩通过固定工装固定； 步骤6 :力源加载装置与剪力传递装置连接，并连接测力传感器； 步骤7 :力源加载装置连接载荷加载控制设备，并逐步同时施加剪力载荷。2. 如权利要求1所述运载火箭卫星整流罩的静力试验方法，其特征在于：所述步骤4 中剪力传递装置采用帆布拉带。3. 如权利要求1所述运载火箭卫星整流罩的静力试验方法，其特征在于：所述步骤6 中力源载荷加载装置为作动筒。4. 如权利要求1所述运载火箭卫星整流罩的静力试验方法，其特征在于：所述步骤7 中力源载荷加载装置为手动或自动控制。
【专利摘要】本发明一体化运载火箭卫星整流罩的静力试验方法，步骤包括：根据卫星整流罩的外形特点和原始载荷截面，评估得到施加剪切载荷的截面；根据原始载荷截面的外压、轴压、弯矩确定各截面的当量弯矩，进而确定当量剪切载荷，采用此时的当量剪切载荷进行静力试验，可以涵盖传统的当量轴压载荷，达到卫星整流罩强度全面考核的目的；静力试验的实施时，需要先连接卫星整流罩与剪力传递装置，并将剪力传递装置与力源加载装置连接，力源加载装置通过测力传感器读取载荷数值，并通过加载控制设备实现多个剪切载荷的同时施加。本发明的方法简单、可靠，利用当量剪切载荷代替了当量轴压载荷，可以广泛应用于对于一体化卫星整流罩的静力试验设计。
【IPC分类】G01M13/00
【公开号】CN105628352
【申请号】CN201410607424
【发明人】冀宾, 韩涵, 郑权, 顾铖璋, 张卫东, 唐杰, 李程刚
【申请人】上海宇航系统工程研究所
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年11月3日