RU2195642C1

RU2195642C1 - Shell structure test stand

Info

Publication number: RU2195642C1
Application number: RU2001114915A
Authority: RU
Inventors: С.В. Огнев; С.А. Бурдин; В.Н. Степанов
Original assignee: Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра"
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2001-05-30
Publication date: 2002-12-27

Abstract

FIELD: testing technology; testing structures for strength by loading them with internal pressure at simultaneous action of compressive stresses and bending moment on joint area of shell structure. SUBSTANCE: test stand includes bearer frame with floating piston mounted on its upper portion and bedplate mounted on its lower portion. Bedframe has profile of cylindrical segment in cross section. Convex side of bedplate is directed towards piston. Bedplate is articulated on one side; on other side, hoisting unit is mounted under bedplate. Hoisting unit makes it possible to place bedplate in position for forming bending moment of required magnitude. EFFECT: simplified construction of test stand; extended functional capabilities. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области испытаний машиностроительных конструкций на прочность при действии комплекса нагрузок и может быть использовано при исследовании прочности конструкций при нагружении их внутренним давлением с одновременным действием сжимающих усилий и изгибающего момента на стыковочный узел оболочечной конструкции в изделии в целом. The invention relates to the field of testing mechanical structures for strength under the action of a complex of loads and can be used to study the strength of structures when loaded with internal pressure with the simultaneous action of compressive forces and bending moment on the docking unit of the shell structure in the product as a whole.

Известен способ гидроиспытаний оболочек (А.с. СССР 714220, кл. G 01 N 3/12, 1980 г. ), по которому изгибающий момент М создается при помощи плавающего поршня за счет создания усилия Рб на определенном плече L относительно плоскости закрепления конструкции. A known method of hydrotesting shells (A.S. USSR 714220, class G 01 N 3/12, 1980), in which the bending moment M is created using a floating piston by creating a force Pb on a specific arm L relative to the plane of the structure.

Известно также техническое решение (А.с. СССР 1631348, кл. G 01 N 3/12, 3/20, 1988г.), по которому для испытаний на прочность и устойчивость оболочечных конструкций при нагружении их давлением и изгибающим моментом используется сложная система силовозбудителей (прототип). A technical solution is also known (A.S. USSR 1631348, class G 01 N 3/12, 3/20, 1988), according to which a complex system of power exciters is used to test the strength and stability of shell structures when loaded with pressure and bending moment (prototype).

В качестве существенного недостатка прототипа следует отметить невозможность испытания конструкции с одним стыковочным узлом на сжимающие нагрузки. Определенным недостатком является также сложность воспроизведения при нагружении реальной картины усилий для широкого класса конструкций, например, типа корпуса навесного ускорителя космического ракетоносителя (сжимающие нагрузйки Т и изгибающий момент М на узле стыка от тяги и эксцентриситета подвеса и растягивающие усилия на корпусе, возникающие от действия внутреннего давления). As a significant disadvantage of the prototype should be noted the impossibility of testing the design with one docking station for compressive loads. A certain disadvantage is the difficulty in reproducing a real picture of the forces under loading for a wide class of structures, for example, the type of the body of a mounted accelerator of a space rocket carrier (compressive loads T and bending moment M at the joint site from the thrust and eccentricity of the suspension and tensile forces on the body arising from the action of the internal pressure).

Технической задачей настоящего изобретения является снижение трудоемкости проведения испытаний и номенклатуры используемого оборудования за счет отказа от дополнительных силовозбудителей, повышение точности соответствия параметров нагружения заданным за счет создания нагрузок изменением только одного силового параметра - внутреннего давления. The technical task of the present invention is to reduce the complexity of testing and the range of equipment used due to the rejection of additional exciters, improving the accuracy of matching load parameters specified by creating loads by changing only one power parameter - internal pressure.

Технический результат достигается тем, что в стенде для испытаний оболочечных конструкций при комплексном нагружении внутренним давлением в корпусе, сжимающим усилием и изгибающим моментом на стыковочном узле, содержащем силовую раму, на верхней части которой смонтирован плавающий поршень, а на нижней установлена опорная плита, последняя в поперечном сечении имеет профиль цилиндрического сегмента, выпуклая сторона которого обращена к поршню, при этом с одной стороны опорная плита закреплена шарнирно, а с другой стороны под ней установлено подъемное устройство, например винты. The technical result is achieved by the fact that in the test bench for shell structures under complex loading by internal pressure in the housing, compressive force and bending moment on the docking unit containing the power frame, on the upper part of which is mounted a floating piston, and on the bottom there is a base plate, the last in the cross-section has a profile of a cylindrical segment, the convex side of which is facing the piston, while on the one hand the base plate is pivotally mounted, and on the other hand under it Leno lifting device, such as screws.

Подъемное устройство позволяет устанавливать опорную плиту в положение, обеспечивающее создание изгибающего момента требуемой величины. The lifting device allows you to set the base plate in a position that ensures the creation of a bending moment of the required size.

На фиг.1 показано общее устройство стенда. Figure 1 shows the General structure of the stand.

На фиг.2 приведена схема создания изгибающего момента. Figure 2 shows a diagram of the creation of a bending moment.

Стенд (фиг.1) состоит из основания 1, на котором установлена силовая рама 2, с закрепленным на ее верхней части плавающим поршнем 3. На основании закреплена опорная плита 4, имеющая одну шарнирную опору 5 и одну регулируемую, например с помощью винтов, опору 6. Испытуемая конструкция 7 со стыковочным узлом 8, состыкованным с переходным кольцом 9, имитирующим жесткость соединенной с конструкцией детали, устанавливается кольцом 9 на опорную плиту таким образом, что интегральное усилие Т от плавающего поршня действует вдоль оси симметрии испытуемой конструкции. Оболочечную конструкцию 1 нагружают внутренним давлением р, создаваемым в корпусе 10, при этом на стыковочный узел 8 действует только сжимающее усилие. Изгибающий момент создается плавающим поршнем 3 за счет плеча L от линии действия интегрального усилия Т, появляющегося от поворота опорной плиты 4 вокруг шарнирной опоры 5 и смещения линии контакта опорной плиты 4 и кольца (9) по цилиндрической поверхности с помощью перемещения регулируемой опоры 6 (фиг.2). Интегральное сжимающее усилие Т на узел стыка равно Т=π•R_п ²•р, где R_п - радиус плавающего поршня. Изгибающий момент вычисляется по выражению M=T•L.The stand (Fig. 1) consists of a base 1, on which a power frame 2 is mounted, with a floating piston 3 fixed on its upper part. A base plate 4 is fixed on the base, having one hinge support 5 and one adjustable support, for example by means of screws, 6. The test structure 7 with the docking unit 8, docked with the adapter ring 9, simulating the rigidity of the part connected to the structure, is installed by the ring 9 on the base plate so that the integral force T from the floating piston acts along the axis of symmetry of the test designs. The shell structure 1 is loaded with the internal pressure p created in the housing 10, and only the compressive force acts on the docking unit 8. The bending moment is created by the floating piston 3 due to the shoulder L from the line of action of the integral force T arising from the rotation of the base plate 4 around the hinge support 5 and the displacement of the contact line of the base plate 4 and the ring (9) along the cylindrical surface by moving the adjustable support 6 (Fig. .2). The integral compressive force T at the junction is T = π • R _p ² • p, where R _p is the radius of the floating piston. The bending moment is calculated by the expression M = T • L.

Изменение положения линии контакта 11-11' за счет осевого перемещения Н регулируемой опоры 6 (фиг. 2) может производиться по специальному закону, обеспечивая требуемое соотношение величин р, Т и М. Changing the position of the contact line 11-11 'due to the axial movement H of the adjustable support 6 (Fig. 2) can be made according to a special law, providing the required ratio of p, T and M.

Предлагаемое изобретение позволяет упростить конструкцию стенда с одновременным расширением возможностей испытаний с приложением к оболочечной конструкции комплекса действующих нагрузок. The present invention allows to simplify the design of the stand while expanding the capabilities of the tests with the application to the shell structure of a set of existing loads.

Claims

A test bench for shell structures containing a power frame, on the upper part of which a floating piston is mounted, and on the bottom there is a base plate, characterized in that the base plate in cross section has a cylindrical segment profile, the convex side of which faces the piston, with one the base plate is pivotally fixed, and on the other hand, a lifting device, such as screws, is installed underneath.