一种运载火箭用膜盒组件低温刚度测量装置及测量方法
【专利摘要】一种运载火箭用膜盒组件低温刚度测量装置及测量方法，装置中下底板（2）放置在材料试验机底座（1）上，通过下固定板（15）采用底板固定螺栓（16）将下底板（2）的位置固定；下底板（2）上安装支撑杆（3），支撑杆（3）顶端固定安装上底板（4），上底板（4）上固定安装绝热槽（5），绝热槽（5）内部通过膜盒支架（11）固定膜盒组件，膜盒组件中的膜盒（12）连接膜盒拉压工装（9），膜盒组件中的膜盒外壳体的一个接管嘴堵住，一个接管嘴连接孔板（6），孔板（6）另一端连接氦气气源；转接工装（7）与材料试验机的拉压机构连接，膜盒拉压工装（9）与转接工装（7）之间安装绝热法兰（8），排液嘴（14）安装在绝热槽（5）的底部。
【专利说明】一种运载火箭用膜盒组件低温刚度测量装置及测量方法
【技术领域】
[0001]本发明属于一种运载火箭地面模拟试验装置，具体涉及一种运载火箭用膜盒组件低温刚度测量装置。
【背景技术】
[0002]中国用于“长征”系列运载火箭中的金属膜盒式蓄压器技术也已经成熟化、产品化。随着低温推进剂推力大、环保性高等优势的逐渐凸显，中国发展大型低温运载火箭的计划也早已日程化，低温蓄压器的研制工作也随之成为重点课题项目。
[0003]芯一级低温蓄压器用于抑制火箭结构和火箭发动机及管路系统之间的振动耦合引起的整个火箭的纵向振动，即POGO振动，安装于芯一级发动机氧化剂泵口启动活门前。低温膜盒组件为低温蓄压器关键部件，在研制过程中需要掌握膜盒组件实际低温环境下的机械刚度数据，故需进行膜盒组件低温机械刚度测量试验。
[0004]目前国内没有见到测量金属膜片式膜盒低温刚度，存在低温测量弹簧刚度的试验，采用的是低温试验箱模拟低温试验环境，环境箱内充满氦气实现气封，本发明采用简易的绝热结构模拟低温环境，所需空间及成本均有所降低，并定量的计算了避免影响试验结果所需的氦气量。
【发明内容】
[0005]本发明的技术解决问题是:提供一种运载火箭用膜盒组件低温刚度测量装置，该装置可测量膜盒组件低温刚度参数。
[0006]本发明的技术解决方案是:一种运载火箭用膜盒组件低温刚度测量装置，包括下底板、支撑杆、上底板、绝热槽、孔板、转接工装、绝热法兰、膜盒拉压工装、膜盒支架、排液嘴、下固定板和底板固定螺栓；
[0007]下底板放置在材料试验机底座上，通过下固定板采用底板固定螺栓将下底板的位置固定；下底板上安装支撑杆，支撑杆顶端固定安装上底板，上底板上固定安装绝热槽，绝热槽内部通过膜盒支架固定膜盒组件，膜盒组件中的膜盒连接膜盒拉压工装，膜盒组件中的膜盒外壳体的一个接管嘴堵住，一个接管嘴连接孔板，孔板另一端连接氦气气源；转接工装与材料试验机的拉压机构连接，膜盒拉压工装与转接工装之间安装绝热法兰，排液嘴安装在绝热槽的底部。
[0008]本发明方法的技术方案是:一种运载火箭用膜盒组件低温刚度测量方法，步骤如下:
[0009](I)将膜盒组件安装在上述测量装置上；膜盒拉压工装与绝热法兰之间暂不连接;
[0010](2)对膜盒组件进行氦气置换，置换完成后向膜盒与膜盒组件外壳体之间腔体充入一定压力氦气，使膜盒处于极限压缩状态；
[0011](3)向绝热槽内倒入液氮，待膜盒组件换热稳定；[0012](4)排出膜盒内氦气，保持一定氦气流量实现膜盒与膜盒外壳体之间腔体实现气封；
[0013](5)调节底板固定螺栓，使膜盒组件与材料试验机拉压机构对中，对中完成后手动控制材料试验机使绝热法兰下端面与膜盒拉压工装上端面贴合并连接，将材料试验机力、位移清零，认为此时为膜盒平衡位置；
[0014](6)设置材料试验机测量参数，通过材料试验机对膜盒组件进行拉伸、压缩刚度测量试验,试验完成后通过排液嘴排出液氮槽内液氮。
[0015]所述步骤中实现气封的条件为孔板后氦气流量qm2大于膜盒拉压内腔流量qml:
[0016]
【权利要求】
1.一种运载火箭用膜盒组件低温刚度测量装置，其特征在于:包括下底板(2)、支撑杆(3)、上底板(4)、绝热槽(5)、孔板(6)、转接工装(7)、绝热法兰(8)、膜盒拉压工装(9)、膜盒支架(11)、排液嘴(14)、下固定板(15)和底板固定螺栓(16)；下底板(2)放置在材料试验机底座(1)上，通过下固定板(15)采用底板固定螺栓(16)将下底板(2)的位置固定；下底板(2)上安装支撑杆(3)，支撑杆(3)顶端固定安装上底板(4),上底板(4)上固定安装绝热槽(5)，绝热槽(5)内部通过膜盒支架(11)固定膜盒组件，膜盒组件中的膜盒(12)连接膜盒拉压工装(9)，膜盒组件中的膜盒外壳体的一个接管嘴堵住，一个接管嘴连接孔板(6 )，孔板(6 )另一端连接氦气气源；转接工装(7 )与材料试验机的拉压机构连接，膜盒拉压工装(9)与转接工装(7)之间安装绝热法兰(8)，排液嘴(14)安装在绝热槽(5)的底部。
2.一种运载火箭用膜盒组件低温刚度测量方法，其特征在于步骤如下: (1)将膜盒组件安装在权利要求1所述的测量装置上；膜盒拉压工装与绝热法兰之间暂不连接； (2)对膜盒组件进行氦气置换，置换完成后向膜盒与膜盒组件外壳体之间腔体充入一定压力氦气，使膜盒处于极限压缩状态； (3)向绝热槽内倒入液氮，待膜盒组件换热稳定； (4)排出膜盒内氦气,保持一定氦气流量实现膜盒与膜盒外壳体之间腔体实现气封； (5)调节底板固定螺栓，使膜盒组件与材料试验机拉压机构对中，对中完成后手动控制材料试验机使绝热法兰下端面与膜盒拉压工装上端面贴合并连接，将材料试验机力、位移清零，认为此时为膜盒平衡位置； (6)设置材料试验机测量参数，通过材料试验机对膜盒组件进行拉伸、压缩刚度测量试验，试验完成后通过排液嘴排出液氮槽内液氮。
3.根据权利要求2所述的一种运载火箭用膜盒组件低温刚度测量方法，其特征在于:所述步骤(4)中实现气封的条件为孔板后氦气流量qm2大于膜盒拉压内腔流量qml:
【文档编号】G01M13/00GK103674516SQ201310577057
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月18日 优先权日:2013年11月18日
【发明者】张连万, 雒宝莹, 张苏力, 赵涛, 周炎, 王道连, 赵春宇, 石峰 申请人:北京宇航系统工程研究所, 中国运载火箭技术研究院