一种桁条位置可变的柔性工装结构的制作方法
【专利摘要】本发明属于航空航天结构主承力构件实验工装技术领域，涉及提出一种桁条位置可变的柔性工装结构。该结构是由上下端框和位置可变的横纵桁条组成。位置可变的纵向桁条是用于模拟实验载荷分布情况。本发明通过改变纵向桁条的分布角度，实现柔性工装刚度分布具有可设计性，使得柔性工装的刚度分布与真实边界的刚度分布一致，显著改善实验工装的传力路径，并提高筒壳结构校核实验的准确性。此外，本发明具有结构简单，制造成本低的优点。
【专利说明】
一种桁条位置可变的柔性工装结构
技术领域
[0001]本发明涉及航空航天结构主承力构件实验工装设计领域，提出一种桁条位置可变的柔性工装结构。
【背景技术】
[0002]弹箭体部段刚度和强度的实验校核是结构设计过程中必不可少的横节。实验载荷通过实验工装传递到待校核的弹箭体部段上，形式实验载荷分布，而弹箭体结构服役过程中，部段受到的真实载荷由其相邻部段传递而来，形成真实载荷分布。两种载荷分布相同与否关系到校核实验的准确性。传统均匀工装形式的实验载荷分布通常是均匀的，而为满足设备安装、管线铺设、散热等需要，弹箭体结构的薄壁加筋部段中不可避免地存在的开口影响了结构的对称性，这种结构的非对称性使得真实载荷分布不均匀。小直径弹箭体部段结构具有较小的径厚比，其非对称性弱，真实载荷分布较均匀，传统的均匀实验工装满足实验载荷分配需求。但伴随我国重型运载火箭和大飞机的大直径、薄壁、超轻等设计需求，大直径弹箭体具有较大的径厚比，结构的非对称性显著，结构变形不再满足平截面假设，传统的均匀实验工装已经不能满足实验载荷分配需求。因此，新一代的实验工装设计工作迫在眉睫。
【发明内容】
[0003]本发明主要解决我国重型运载火箭实验载荷分布模拟问题，提出一种桁条位置可变的柔性工装结构，实现实验载荷分布的准确模拟的目的。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0005]—种桁条位置可变的柔性工装结构，包括柔性工装上端框、柔性工装下端框、柔性工装横向桁条和柔性工装纵向桁条。上下端框及横纵桁条可由焊接工艺来加工制造。柔性工装横向桁条与柔性工装纵向桁条交错分布，形成格栅型。柔性工装横向桁条的上端延伸出柔性工装上端框，柔性工装横向桁条的下端延伸出柔性工装下端框。
[0006]其中，所述的柔性工装纵向桁条分布根据待模拟的实验载荷分布而确定，柔性工装横向桁条沿着轴向均匀分布。柔性工装纵向桁条分布可变，柔性工装纵向桁条的数目根据待模拟的实验载荷分布而确定。柔性工装横向桁条和柔性工装纵向桁条所在圆柱面直径与其连接的待实验部段的直径相同。
[0007]其中，所述的横向桁条和纵向桁条均为矩形截面。
[0008]本发明的柔性工装结构，针对校核实验采用的均匀实验工装将载荷均匀的分配到待校核部段上，导致了校核实验载荷分配不真实，影响校核实验的准确性问题，提出桁条位置可变的柔性工装结构。该结构通过优化设计技术，改变纵向桁条的分布角度，实现柔性工装刚度分布具有可设计性，使得柔性工装的刚度分布与真实边界的刚度分布一致，大幅改善实验工装的传力路径，并提高筒壳结构校核实验的准确性。
【附图说明】
[0009]图1为本发明的结构示意图。
[0010]图2(a)为本发明实施例柔性工装结构图；
[0011 ]图2(b)为真实边界工装结构图。
[0012]图3(a)为本发明实施例真实边界工装与传统工装的轴向位移指标对比图；
[0013]图3(b)为本发明实施例真实边界工装与柔性工装的轴向位移指标对比图。
[0014]图中:I柔性工装上端框;2柔性工装下端框;3柔性工装纵向桁条;4柔性工装横向桁条;5待校核部段;6柔性工装;7真实边界部段。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
[0016]本发明采用铝合金材料制造一种桁条位置可变的柔性工装结构，实现实验载荷分布的准确模拟的目的。
[0017]参考图1，根据本发明提供的桁条位置可变的柔性工装结构，包括柔性工装上端框
1、柔性工装下端框2、柔性工装横向桁条3和柔性工装纵向桁条4。该柔性结构可由焊接工艺来加工制造。横向桁条与纵向桁条交错分布，形成格栅型。横向桁条的上端延伸出上端框，横向桁条的下端延伸出下端框。
[0018]其中，所述的纵向桁条分布根据待模拟的实验载荷分布而确定，纵向桁条分布可变。
[0019]其中，所述的纵向桁条的数目根据待模拟的实验载荷分布而确定。
[0020]其中，所述的横向桁条沿着轴向均勾分布。
[0021]其中，所述的横向桁条和纵向桁条所在圆柱面直径与其连接的待实验部段的直径相同。其中，所述的横向桁条和纵向桁条均为矩形截面。
[0022]图2(a)和图2(b)为本发明实施例柔性工装结构与真实边界工装结构对比图；参考图2(a)和图2(b)，本发明给出了实施例柔性工装结构与真实边界结构对比图，柔性工装结构包括待校核部段5和柔性工装6;真实边界结构包括带校核部段5和真实边界部段7。待校核部段直径2米，高度2.4米，柔性工装高度0.8米，纵向桁条分布角度为[14.67,16.81,3.54,3.35,7.25,3.92,3.70,3.14,16.78]，真实边界直径2米，高度2.4 米，开口高度0.6米，开口宽度0.6米。
[0023]参考图3(a)和图3(b)，本发明给出的柔性工装结构模拟的载荷分布于真实载荷分布相同，而传统的均匀工装与真实载荷分布明显不同。这说明，本发明使得柔性工装的刚度分布与真实边界的刚度分布一致，大幅改善实验工装的传力路径，并提高筒壳结构校核实验的准确性。
【主权项】
1.一种桁条位置可变的柔性工装结构，其特征在于，包括柔性工装上端框、柔性工装下端框、柔性工装横向桁条和柔性工装纵向桁条;柔性工装横向桁条与柔性工装纵向桁条交错分布，形成格栅型;柔性工装横向桁条的上端延伸出柔性工装上端框，柔性工装横向桁条的下端延伸出柔性工装下端框； 所述的柔性工装纵向桁条分布根据待模拟的实验载荷分布而确定，柔性工装纵向桁条分布可变，柔性工装纵向桁条的数目根据待模拟的实验载荷分布而确定； 所述的柔性工装横向桁条沿着轴向均匀分布； 所述的柔性工装横向桁条和柔性工装纵向桁条所在圆柱面直径与其连接的待实验部段的直径相同。2.根据权利要求1所述的一种桁条位置可变的柔性工装结构，其特征在于，所述的横向桁条和纵向桁条均为矩形截面。
【文档编号】G01N3/08GK105954092SQ201610529077
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年7月6日
【发明人】王博, 郝鹏, 杜凯繁, 毕祥军, 王斌, 张希
【申请人】大连理工大学