[发明专利]一种液氧输送管振动试验装置及其试验方法

说明书

本发明提出一种液氧输送管振动试验装置及其试验方法，所述液氧输送管为大致呈Y型的三通管，其具有第一端、第二端、第三端；所述第一端固定连接在上支撑架上，上支撑架固定连接在龙门架的顶梁下方；所述第二端与工装固定连接，工装固定连接在振动台上；所述第三端固定连接在侧支撑架上，侧支撑架固定连接在龙门架的一侧臂上；所述悬吊系统分别在水平方向和竖直方向将所述工装弹性连接至龙门架；所述低温加载平衡系统向所述液氧输送管输送低温流体介质并保持所述液氧输送管内的压力平衡。其能安全有效的为大内径液氧输送管施加低温、高压、高量级振动的复合环境载荷，有效模拟液氧输送管在箭上飞行过程中的复杂工况。

技术领域

本发明涉及一种液氧输送管振动试验装置及其试验方法，属于振动工程领域。

背景技术

新一代运载火箭增压输送系统采用新型无污染的液氧作为燃料，液氧输送管在工作状态中要经受低温、高压，高量级的振动等复合环境应力。为能更加真实的模拟箭上安装状态、边界条件，以及发动机工作时液氧输送管所处的真实工况环境，需要对该液氧输送管进行振动试验，该液氧输送管的振动试验过程中需要解决以下问题：

1、试验需要模拟液氧输送管内燃料介质状态及及其严苛的环境工况(80K温区、1.1MP压力)。因此，需要考虑的问题包括：选择相对安全且能够代替燃料的低温介质以保证该试验的真实性；设计及应用低温加载系统以确保试验具备低温极限工况，加载及平衡压力以确保试验过程中管路系统内压力始终处于动态平衡状态。

2、安装管路时，为使边界条件与箭上保持一致需要将管路上端固定，下端与激励端相连接用以施加振动，但由于振动台所受静载荷有限，当管路管径较大时，加载低温和充压后管路内压值很大，很容易超出振动台动圈最大静载荷，无法施加振动且极易损坏设备，因此，需要考虑如何分担管路的内压载荷问题，以保证设备安全。

3、由于液压输送管设计中含一段用以补偿位移的金属软管，在加载低温和压力的过程中，该金属软管会由于低温和内压的作用产生较大的变形甚至失稳，因此，需要在试验过程中考虑如何防止管路的变形、失稳的问题。

4、由于试验考核综合工况作用下液压输送管极限位移补偿能力，因此，如何在低温加载和压力加载的过程中始终保持液压输送管的初始位形，如何在温度和压力施加到位后精确加载液压输送管的轴向位移和径向位移，均关系到试验质量和试验效果。

5、振动过程中需要考虑如何确保液氧输送管在四个水平方向上均保持平衡。

综上所述，积极探索大内径液氧输送管在复合载荷作用下振动试验技术，是具有重大意义的。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有技术中的上述需求，本发明提出一种液氧输送管振动试验装置及其试验方法，其能安全有效的为大内径液氧输送管施加低温、高压、高量级振动的复合环境载荷，有效模拟液氧输送管在箭上飞行过程中所受到的预位移、低温、高压、振动的复杂工况。

(二)技术方案

一种液氧输送管振动试验装置，所述液氧输送管为大致呈Y型的三通管，其具有第一端、第二端、第三端；所述振动试验装置包括龙门架、低温加载平衡系统、悬吊系统、振动台、工装；所述第一端固定连接在上支撑架上，上支撑架固定连接在龙门架的顶梁下方；所述第二端与工装固定连接，工装固定连接在振动台上；所述第三端固定连接在侧支撑架上，侧支撑架固定连接在龙门架的一侧臂上；所述悬吊系统分别在水平方向和竖直方向将所述工装弹性连接至龙门架；所述低温加载平衡系统向所述液氧输送管输送低温流体介质并保持所述液氧输送管内的压力平衡。

所述低温流体介质为氮气。