CN114414250B - 一种吊耳式安装结构的加速度试验模拟方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吊耳式安装结构的加速度试验模拟方法，一、对待试验试件进行整机加速度响应分析得到试件的结构风险最大部件和最大应力方向；二、将待试验的加速度大小和待试验试件整机质量相乘得到静力拉伸载荷；三、以最大应力方向为静力拉伸载荷的加载方向，针对结构风险最大部件设计静力拉伸试验工装；四、对结构风险最大部件进行静力拉伸试验从而模拟整机加速度试验；本发明方法能够简化加速度试验，缩短试验周期，降低试验成本。

Description

一种吊耳式安装结构的加速度试验模拟方法
技术领域
本发明属于力学环境试验的技术领域，具体涉及一种吊耳式安装结构的加速度试验模拟方法。
背景技术
由于不同试验设备产生加速度载荷的方式不同，所以在选择加速度试验设备时，应仔细分析试件的功能和特性。常用的加速度试验设备有两类：离心机和带滑轨火箭撬。
离心机是通过绕固定轴旋转而产生加速度载荷的，所以加速度方向总是沿径向指向离心机的旋转轴心，而由加速度所产生的载荷方向总是从旋转轴心沿径向向外。当试件直接安装在离心机试验臂上时，则试件同时承受了旋转和平移两种运动。细长结构的发动机进行轴向加速度试验，对于离心机的试验臂长度要求十分高。
带滑轨火箭撬产生与火箭撬加速度方向相同的直线加速度。装于火箭撬的试件均匀地承受与火箭撬相同的加速度值。由于滑轨粗糙不平，这类装置通常会产生明显的振动环境，就算设计夹具对这种振动环境进行隔离，依然会产生一定影响。
这两种加速度试验方式耗费资源大，试验周期长，对于冲压发动机来说，其耗费的试验经费和任务周期远超我们现有的研制预算。同时，发动机整机的长度尺寸较长，很难找到具备试验能力的试验设备。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种吊耳式安装结构的加速度试验模拟方法，能够简化加速度试验，缩短试验周期，降低试验成本。
实现本发明的技术方案如下：
一种吊耳式安装结构的加速度试验模拟方法，包括以下步骤：
步骤一、对待试验试件进行整机加速度响应分析得到试件的结构风险最大部件和最大应力方向；所述结构风险最大部件通过吊耳式主安装结构进行力的传递；
步骤二、将待试验的加速度大小和待试验试件整机质量相乘得到静力拉伸载荷；
步骤三、以最大应力方向为静力拉伸载荷的加载方向，针对结构风险最大部件设计静力拉伸试验工装；
步骤四、对结构风险最大部件进行静力拉伸试验从而模拟整机加速度试验。
进一步地，所述试验工装包括固定工装、夹具工装和加力工装，所述固定工装铰支固定结构风险最大部件的安装吊耳；加力工装与试验部件受力部位连接，施加静力载荷，模拟整机加速度试验中结构风险最大部件的受力情况；夹具工装平衡力矩，防止结构风险最大部件转动，模拟整机试验状态下结构风险最大部件的约束条件。
有益效果：
1.本发明将加速度试验简化为静力拉伸试验，试验成本低，周期短。
2.本发明通过静力拉伸试验模拟加速度试验，环境干扰因素少，试验结果真实可靠。
附图说明
图1为本发明试验方法流程图。
图2为本发明实施例试验部件模型示意图。
图3为本发明实施例试验工装结构示意图。
图4为本发明实施例试验工装零件图，其中，1-固定工装，2-加工工装A，3-加工工装B，4-夹具工装。
图5为本发明实施例试验拉伸示意图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种吊耳式安装结构的加速度试验模拟方法，具体流程如图1所示，以下为本发明方法的一个具体实施例，由简化试验方式、设计试验工装、确定拉伸方案三个步骤组成，其流程关系在于：首先，简化试验方式确定了整机加速度试验简化为部件静力试验；然后，设计试验工装确保试件的试验姿态正确，受力方式合理；最后，确定拉伸方案保证了试验条件和加载方案具有真实覆盖性。
1、简化试验方式
试件主要是通过吊耳式主安装结构进行力的传递，通过对试件进行整机加速度响应分析得出+X方向加速度载荷下的试件的吊耳式安装结构附近出现应力最大值。
通过仿真分析结果，我们可以看出单独对危险部位进行部件试验，可以达到整机试验的效果。把整机结构的加速度载荷等效为部件结构的拉伸载荷，进而把整机加速度试验简化成部件(见图2)的静力拉伸试验。
2、设计试验工装
设计试验工装，做到试验部件约束情况与整机试验状态一致，静力加载位置合理有效。
如图3和图4所示，试验工装由固定工装、夹具工装和加力工装组成。其连接关系在于：固定工装铰支固定主安装节，加力工装与试验部件受力部位连接，夹具工装约束试件Y向位移。其中，固定工装对主安装节进行X、Y、Z方向全约束，Z向转动无约束，与整机主安装节连接方式一致；加力工装施加静力载荷，并传递到试件上，模拟整机加速度试验中试验部件的真实受力情况；夹具工装提供平衡力矩，防止试件转动，模拟整机试验状态下试验部件的真实约束条件。
3、确定拉伸方案
根据《试件交付验收环境试验要求》中提出的加速度结构试验条件和试件的质量，以及其他外部接口的外载荷，选取合适的安全裕度得到P1、P2设计载荷(见图5)，并根据真实情况确定静力加载梯度和保载时间，做到静力试验条件和静力加载方案具有真实覆盖性。
工作原理：首先，通过加速度响应分析确定整机试件的应力集中部位，之后梳理所有部件，选出考核结果可以覆盖整机的部件进行静力试验；然后，合理设计工装对试件进行姿态固定和静力加载，保证部件试验时的约束方式和传力方式与真实情况一致；最后，根据整机质量、验收环境试验要求、其他外部载荷等输入条件计算静力载荷，并根据整机实际过载情况设计加载方案。通过以上步骤，把整机加速度试验简化为部件静力试验。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种吊耳式安装结构的加速度试验模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、对待试验试件进行整机加速度响应分析得到试件的结构风险最大部件和最大应力方向；所述结构风险最大部件通过吊耳式主安装结构进行力的传递；
步骤二、将待试验的加速度大小和待试验试件整机质量相乘得到静力拉伸载荷；
步骤三、以最大应力方向为静力拉伸载荷的加载方向，针对结构风险最大部件设计静力拉伸试验工装；
所述试验工装包括固定工装、夹具工装和加力工装，所述固定工装铰支固定结构风险最大部件的安装吊耳；加力工装与试验部件受力部位连接，施加静力载荷，模拟整机加速度试验中结构风险最大部件的受力情况；夹具工装平衡力矩，防止结构风险最大部件转动，模拟整机试验状态下结构风险最大部件的约束条件；
步骤四、对结构风险最大部件进行静力拉伸试验从而模拟整机加速度试验。
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