CN112378608A - 一种加载预应力的箭载设备振动试验系统及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加载预应力的箭载设备振动试验系统及试验方法，解决现有箭载设备同时模拟静载和动载时，存在试验系统复杂、试验成本较高、实际操作复杂的问题。该加载预应力的箭载设备振动试验系统包括振动台、夹具、弹性绳、测力计、力传递绳、龙门架、砝码和定滑轮；箭载设备通过夹具安装在振动台上，振动台用于提供试验动载荷；弹性绳的一端与箭载设备的预应力加载位置连接，另一端与测力计连接；定滑轮为N个，其设置在龙门架上，且能够沿龙门架上下或左右移动，从而调节预应力的加载方向；力传递绳的一端与测力计连接，另一端穿过N个定滑轮，末端悬挂砝码，砝码用于提供试验静载荷。

Description

一种加载预应力的箭载设备振动试验系统及试验方法

技术领域

本发明属于箭载设备振动试验领域，具体涉及一种加载预应力的箭载设备振动试验系统及试验方法。

背景技术

箭载设备在火箭飞行过程中，除了要经受气动噪声或发动机振动产生的动态载荷外，还需要承受因自身过载、相连设备过载或安装等带来的静态载荷。为了在试验室考核箭载设备在静态和动态载荷环境下的结构可靠性，一般采用静力试验或加速度试验考核静态载荷作用下的结构可靠性，采用振动试验来考核动态载荷环境下的结构可靠性，由于这两种试验分开进行，导致无法暴露箭载设备在静载和动载同时作用下的结构缺陷，从而给箭载设备的结构可靠性带来隐患。目前，虽然有将振动台固定在加速度试验机上同时模拟静载和动载的试验装置，也有在振动台上安装液压加载系统施加静载来同时模拟静载和动载的试验方法，但是，由于这两种方式试验系统复杂、试验费用昂贵、实际操作复杂，导致箭载设备极少能够进行静载和动载同时加载的试验。

发明内容

本发明的目的是解决现有箭载设备同时模拟静载和动载时，存在试验系统复杂、试验成本较高、实际操作复杂的问题，提供一种加载预应力的箭载设备振动试验系统及试验方法。

为实现以上发明目的，本发明的技术解决方案是：

一种加载预应力的箭载设备振动试验系统，包括振动台、夹具、弹性绳、测力计、力传递绳、龙门架、砝码和定滑轮；所述箭载设备通过夹具安装在振动台上，振动台用于提供试验动载荷；所述弹性绳的一端与箭载设备的预应力加载位置连接，另一端与测力计连接；所述定滑轮为N个，其设置在龙门架上，且能够沿龙门架上下或左右移动，从而调节预应力的加载方向，其中，N≥1；所述力传递绳的一端与测力计连接，另一端穿过N个定滑轮，末端悬挂砝码，砝码用于提供试验静载荷。

进一步地，所述预应力加载方向的调节范围为0～90°。

进一步地，所述龙门架设置在振动台上方，所述定滑轮安装在龙门架横梁或龙门架立柱上。

进一步地，所述龙门架上设置有两个定滑轮，分别为第一定滑轮和第二定滑轮，所述力传递绳依次穿过第一定滑轮和第二定滑轮，通过第一定滑轮和第二定滑轮的位置调节调节预应力加载方向。

进一步地，所述力传递绳穿过定滑轮后至少延伸10cm，使得测力计与定滑轮的距离不少于10cm，所述砝码与地面的距离在10cm～50cm之间。

进一步地，所述弹性绳(3)的伸长量不超过5cm。

同时，本发明还提供一种加载预应力的箭载设备振动试验方法，包括以下步骤：

步骤一、将箭载设备通过夹具安装到振动台上；

步骤二、根据预应力大小和方向搭建龙门架，并在龙门架上安装满足预应力大小和方向要求的定滑轮；

步骤三、按照弹性绳的伸缩量选择一股或多股弹性绳，将弹性绳一端与箭载设备的预应力加载位置连接，另一端与测力计连接，测力计的另一端与力传递绳连接；

步骤四、将力传递绳穿过定滑轮后向地面垂下，在垂向地面的力传递绳末端按照预应力大小连接合适质量的砝码，根据测力计测得的拉力大小调整砝码质量，使得拉力满足预应力要求；

步骤五、启动振动台按照试验条件进行振动试验。

进一步地，步骤二中，所述龙门架上设置有两个定滑轮，分别为第一定滑轮和第二定滑轮。

进一步地，步骤四中，所述力传递绳穿过定滑轮后至少延伸出10cm，使得测力计与定滑轮的距离不少于10cm。

进一步地，步骤四中，悬吊砝码后，砝码与地面距离在10cm～50cm之间。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明试验系统简单易搭建，试验方法有效可靠，通过调节砝码质量可调节预应力大小，通过改变定滑轮安装位置可调节预应力加载方向，使得预应力大小和方向方便调节，此外，本发明试验系统和方法操作简单，能够有效模拟箭载设备同时需要施加静态载荷和动态载荷的工况。

2.本发明系统在振动试验过程中，由于弹性绳始终处于拉伸状态且振动引起的箭载设备位移极小，能够始终使预应力保持在一个相对稳定的状态下，测量数据较为准确。

附图说明

图1为本发明加载预应力的箭载设备振动试验系统的示意图；

图2为本发明试验系统中龙门架安装两个定滑轮的结构示意图；

图3为本发明试验系统中龙门架立柱上安装定滑轮的结构示意图。

附图标记：1-力传递绳，2-测力计，3-弹性绳，4-箭载设备，5-夹具，6-龙门架，7-砝码，8-振动台，9-定滑轮，61-龙门架横梁，62-龙门架立柱，91-第一定滑轮，92-第二定滑轮。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述。

本发明提供一种加载预应力的箭载设备振动试验系统及试验方法，该系统和方法不仅能够在箭载设备振动试验过程中施加预应力，而且预应力大小和方向均可方便调节，试验操作简单，能够有效模拟箭载设备同时需要施加静态载荷和动态载荷的工况。

如图1所示，本发明提供的加载预应力的箭载设备振动试验系统包括振动台8、夹具5、弹性绳3、测力计2、力传递绳1、龙门架6、砝码7和定滑轮9；箭载设备4通过夹具5转接后安装在振动台8上，振动台8用于提供试验动载荷，箭载设备4上有预应力加载位置，弹性绳3一端固定在预应力加载位置上，另一端连接测力计2。测力计2一端连接弹性绳3，另一端连接力传递绳1。振动台8上方设有龙门架6，定滑轮9安装在龙门架横梁61或龙门架立柱62上，定滑轮9为N个，能够沿龙门架6上下或左右移动，从而调节预应力的加载方向，其中，N≥1。力传递绳1穿过安装在龙门架6上的定滑轮9后向地面垂下，力传递绳1末端悬挂砝码7，砝码7位于龙门架立柱62与振动台8之间，此时，可通过调节悬挂在力传递绳1末端的砝码7质量来调节预应力大小，通过调节龙门架6上的定滑轮9安装位置来调节预应力的加载方向，预应力加载方向调节范围为0～90°，在本发明实施例中，力传递绳1具体可采用钢丝绳。

如图2所示，当砝码7与振动台8或弹性绳3发生接触时，在龙门架横梁61上安装两个定滑轮9，分别为第一定滑轮91和第二定滑轮92，第一定滑轮91用于调节预应力加载方向，第二定滑轮92用于悬挂砝码7，力传递绳1穿过两个定滑轮9后向地面垂下。

如图3所示，当在龙门架横梁61上安装定滑轮9无法满足预应力加载方向要求时，将定滑轮9安装在龙门架立柱62的合适位置。

本发明提供的加载预应力的箭载设备振动试验系统中，按照弹性绳3在预应力加载后伸长量不超过5cm的原则选择合适直径和长度的一股或多股弹性绳3。此时，力传递绳1穿过定滑轮9后至少延伸10cm，使得测力计2与定滑轮9的距离不少于10cm，所述砝码7与地面的距离在10cm～50cm之间。

本发明提供的加载预应力的箭载设备振动试验方法包括以下步骤：

步骤一、将箭载设备4通过夹具5转接后安装到振动台8上；

步骤二、根据预应力大小和方向搭建适宜的龙门架6，并在龙门架6上安装满足预应力大小和方向要求的定滑轮9；

步骤三、按照弹性绳3在预应力加载后伸长量在10～30cm之间的原则选择合适直径和长度的一股或多股弹性绳3，将弹性绳3一端固定在箭载设备4加载位置，另一端连接测力计2，测力计2一端连接弹性绳3后，另一端与力传递绳1连接；

步骤四、将力传递绳1穿过定滑轮9后向地面垂下，应使得预应力加载后，力传递绳1穿过定滑轮9后的长度使得测力计2与定滑轮9的距离不少于10cm，在垂向地面的力传递绳1末端按照预应力大小连接合适质量的砝码7，根据测力计2测得的拉力大小调整砝码7质量，使得拉力满足预应力要求，悬吊砝码7后应保证砝码7距离地面距离在10cm～50cm之间；

步骤五、启动振动台8按照试验条件进行振动试验。

Claims (10)

1.一种加载预应力的箭载设备振动试验系统，其特征在于：包括振动台(8)、夹具(5)、弹性绳(3)、测力计(2)、力传递绳(1)、龙门架(6)、砝码(7)和定滑轮(9)；

所述箭载设备(4)通过夹具(5)安装在振动台(8)上，所述振动台(8)用于提供试验动载荷；

所述弹性绳(3)的一端与箭载设备(4)的预应力加载位置连接，另一端与测力计(2)连接；

所述定滑轮(9)为N个，其设置在龙门架(6)上，且能够沿龙门架(6)上下或左右移动，从而调节预应力的加载方向，其中，N≥1；

所述力传递绳(1)的一端与测力计(2)连接，另一端穿过N个定滑轮(9)，末端悬挂砝码(7)，砝码(7)用于提供试验静载荷。

2.根据权利要求1所述的加载预应力的箭载设备振动试验系统，其特征在于：所述预应力加载方向的调节范围为0～90°。

3.根据权利要求2所述的加载预应力的箭载设备振动试验系统，其特征在于：所述龙门架(6)设置在振动台(8)上方，所述定滑轮(9)安装在龙门架横梁(61)或龙门架立柱(62)上。

4.根据权利要求1或2或3所述的加载预应力的箭载设备振动试验系统，其特征在于：所述龙门架(6)上设置有两个定滑轮(9)，分别为第一定滑轮(91)和第二定滑轮(92)，所述力传递绳(1)依次穿过第一定滑轮(91)和第二定滑轮(92)，通过调节第一定滑轮(91)或第二定滑轮(92)的位置调节预应力的加载方向。

5.根据权利要求4所述的加载预应力的箭载设备振动试验系统，其特征在于：所述力传递绳(1)穿过定滑轮(9)后至少延伸10cm，使得测力计(2)与定滑轮(9)的距离不少于10cm，所述砝码(7)与地面的距离在10cm～50cm之间。

6.根据权利要求5所述的加载预应力的箭载设备振动试验系统，其特征在于：所述弹性绳(3)的伸长量不超过5cm。

7.一种加载预应力的箭载设备振动试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将箭载设备通过夹具安装到振动台上；

步骤二、根据预应力大小和方向搭建龙门架，并在龙门架上安装满足预应力大小和方向要求的定滑轮；

步骤三、按照弹性绳的伸缩量选择一股或多股弹性绳，将弹性绳一端与箭载设备的预应力加载位置连接，另一端与测力计连接，测力计的另一端与力传递绳连接；

步骤四、将力传递绳穿过定滑轮后向地面垂下，在垂向地面的力传递绳末端按照预应力大小连接合适质量的砝码，根据测力计测得的拉力大小调整砝码质量，使得拉力满足预应力要求；

步骤五、启动振动台按照试验条件进行振动试验。

8.根据权利要求7所述的加载预应力的箭载设备振动试验方法，其特征在于：步骤二中，所述龙门架上设置有两个定滑轮，分别为第一定滑轮和第二定滑轮。

9.根据权利要求7或8所述的加载预应力的箭载设备振动试验方法，其特征在于：步骤四中，所述力传递绳穿过定滑轮后至少延伸出10cm，使得测力计与定滑轮的距离不少于10cm。

10.根据权利要求9所述的加载预应力的箭载设备振动试验方法，其特征在于：步骤四中，悬吊砝码后，砝码与地面距离在10cm～50cm之间。

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