一种基于包带的测力支撑装置的制作方法

本发明涉及一种基于包带的测力支撑装置，属于自由边界模拟技术领域。

背景技术：

航天运载器的稳定系统设计、全箭结构动载荷计算以及箭/器动力学耦合分析的基础和依据之一是掌握其动力学特性，因此如何准确获取航天运载器的结构动力学参数，直接关系到航天运载器的飞行的成败。

目前最为有效直接的获取手段是开展航天运载器的全箭模态试验。而航天运载器动力学特性试验的实施需要模拟航天飞行器飞行状态的自由-自由边界条件。我国对于常规尺寸航天飞行器结构自由边界模拟的相关技术已经成熟，并积累了丰富的经验。国内现有技术已经达到了国外相关试验技术的领先水平。但是随着国家研制新型运载器型号的发展，传统经典的钢丝绳悬吊技术出现了一些弊端，如随着新型运载器尺寸大，需要配套建设更大尺寸的全箭模态试验场地，即全箭振动塔，增加成本；另外钢丝绳悬吊在个别状态会出现由于钢丝绳弦振动导致影响结构动特性参数精度的问题。因此一种新型的边界模拟技术得到发展，即基于油气支承原理的自由边界模拟技术。相对于经典的竖直悬吊方式，其需要一套更为复杂的横向稳定装置保证系统的居中状态和竖立稳定性，同时横向稳定装置的刚度设计也需满足相关标准中规定的附加质量和附加刚度要求。

基于油气支承的自由边界模拟系统，需配套横向稳定分系统才可工作，横向稳定分系统由三部分构成，上支撑系统、下支撑系统和安全环。上支撑系统主要功能是防止试件倾倒的能力，还需具备限制试验件相对油气支承空间相对位置的能力，即居中功能。目前国内对于悬吊自由边界上支撑系统的工程经验丰富，但是基于油气支承的上支撑系统的工程技术应用还是空白。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

针对现有技术中的上述不足和需求，本发明提出一种基于包带的测力支撑装置，其通过两半圆扣合的金属包带对试验件进行围合约束，通过拉耳、弹性元件、测力传感器和长度调节装置等元件构成一种支撑刚度可控的弹性支撑装置。

(二)技术方案

一种基于包带的测力支撑装置，包括包带、牵引绳、柱块；所述包带包括半圆状的金属钢带、连接结构、连接螺栓、拉耳；所述金属钢带两端均设置连接结构，两对应连接结构通过连接螺栓固定连接；金属钢带上均布若干拉耳，每个所述拉耳均依次连接相应的弹性元件、测力传感器、牵引绳；各牵引绳另一端连接至相应柱块，每个所述牵引绳上还设置有相应的长度调节装置；各牵引绳沿包带围成的圆的圆心径向布置。

所述金属钢带内侧设置薄毛毡。

所述弹性元件为弹簧。

一种基于包带的测力支撑装置的安装方法，包括以下步骤：

S1、将对称的金属钢带环绕试验件后，两相应连接结构对齐，通过连接螺栓安装就位，安装就位后各拉耳指向防护框架内的相应柱块；

S2、在每个拉耳上安装其相应的弹性元件，进而将各弹性元件依次连接相应的测力传感器、牵引绳，在牵引绳上穿设长度调节装置，长度调节装置的另一端与防护框架的柱块固定连接；

S3、利用长度调节装置对所述测力支撑装置施加预紧拉力，施加过程中采用对称分级加载方式进行加载，同时监测各测力传感器的信号输出，确保若干方位的预紧力一致；

S4、将测力传感器的信号输出连接数据采集设备，实时监测所述测力支撑装置的支撑状态。

(三)有益效果

本发明的一种基于包带的测力支撑装置，通过两半圆扣合的金属包带对试验件进行围合约束，通过拉耳、弹性元件、测力传感器和长度调节装置等元件构成一种支撑刚度可控的弹性支撑装置。在满足一定预紧力状态下，所述测力支撑装置主要表征弹性元件的刚度特性，弹性元件的刚度特性在试验方案策划阶段即可进行前期设计，进而实现试验件空间位置的横向稳定支撑。与现有技术相比，本发明安装使用方便、系统支撑刚度可控、附加影响小、装置成本低，具有广泛的应用前景和较高的推广价值。

附图说明

图1本发明的一种基于包带的测力支撑装置中包带结构示意图。

图2本发明的一种基于包带的测力支撑装置的连接示意图。

图3本发明的一种基于包带的测力支撑装置的使用示意图。

图中，1-金属钢带；2-连接结构；3-连接螺栓；4-拉耳；5-试验件；6-弹性元件；7-测力传感器；8-长度调节装置；9-柱块；10-牵引绳。

具体实施方式

参见图1-3，本发明的一种基于包带的测力支撑装置，包括包带、牵引绳10、柱块9；所述包带包括半圆状的金属钢带1、连接结构2、连接螺栓3、拉耳4；所述金属钢带1两端均设置连接结构2，两对应连接结构2通过连接螺栓3固定连接；金属钢带1上均布若干拉耳4，每个所述拉耳4均依次连接相应的弹性元件6、测力传感器7、牵引绳10；各牵引绳10另一端连接至相应柱块9，每个所述牵引绳10上还设置有相应的长度调节装置8；各牵引绳10沿包带围成的圆的圆心径向布置。

所述金属钢带1内侧设置薄毛毡。

所述弹性元件6为弹簧。

本发明的一种基于包带的测力支撑装置的安装方法，包括以下步骤：

S1、将对称的金属钢带1环绕试验件5后，两相应连接结构2对齐，通过连接螺栓3安装就位，安装就位后各拉耳4指向防护框架内的相应柱块9；

S2、在每个拉耳4上安装其相应的弹性元件6，进而将各弹性元件6依次连接相应的测力传感器7、牵引绳10，在牵引绳10上穿设长度调节装置8，长度调节装置8的另一端与防护框架的柱块9固定连接；

S3、利用长度调节装置8对所述测力支撑装置施加预紧拉力，施加过程中采用对称分级加载方式进行加载，同时监测各测力传感器7的信号输出，确保若干方位的预紧力一致；

S4、将测力传感器7的信号输出连接数据采集设备，实时监测所述测力支撑装置的支撑状态。