[发明专利]一种用于高温轴压复合加载环境下的壳体试验装置

说明书

一种用于高温轴压复合加载环境下的壳体试验装置，包括承力横梁、静力加载试验系统、加载冷却系统、高温烘箱、球头球窝一体化加载系统、对中装置、承力工装、承力立柱、支撑装置、承力地基。本发明的优点在于：解决了壳体在高温轴压复合加载环境下的实现方式问题，以及壳体在高温轴压复合环境下由于加载不均匀和不对中所带来的壳体考核边界不准、试验数据不真实的问题，避免了壳体在高温轴压复合环境下加载设备过热损坏，导致试验中断甚至对试验件造成破坏的情况，本发明突破了标准的拉压试验机所不能达到的试验环境，可以满足壳体在暴露的温度高达500度甚至更高、轴压高达50吨甚至更高的严酷环境下的试验需求。

技术领域

本发明涉及壳体高温轴压复合加载试验领域，尤其涉及一种用于高温轴压复合加载环境下的壳体试验装置。

背景技术

壳体是火箭发动机舱段常用的一种结构，在工作过程中会经受高温、轴压等复杂的力热环境。高温轴压试验是考核火箭发动机壳体在力热环境下强度和可靠性的一种方法，用于确定发动机壳体在高温轴压复合环境下功能的可靠性和结构的完好性。标准拉压试验机配合温度箱可执行材料级的复合拉压试验，以实现产品在工作环境中所遭受的考核，从而验证结构的力学性能。复合加载过程中，复合加载实现装置、轴压环境的均匀性和对中性以及加载设备的高温冷却是需要解决的三个难题，随着飞行器速度的提升，对发动机壳体考核的要求越来越严酷，壳体所暴露的温度高达500度甚至更高，轴压高达50吨甚至更高，标准的拉压试验机并不能满足结构在这种特殊环境下的考核，如何解决上述技术问题为本领域所面临的技术难点。

发明内容

根据以上技术问题，本发明提供一种用于高温轴压复合加载环境下的壳体试验装置，包括承力横梁、静力加载试验系统、加载冷却系统、高温烘箱、球头球窝一体化加载系统、对中装置、承力工装、承力立柱、支撑装置、承力地基，所述承力地基上左、右对称设有承力立柱，所述承力立柱顶部设有承力横梁，所述承力立柱的上、下两端分别通过螺栓实现与承力地基、承力横梁的固定连接，所述承力立柱之间设有高温烘箱，所述高温烘箱底部设有支撑装置，所述支撑装置通过螺栓固定安装在承力地基上；

所述承力横梁底部中间位置设有静力加载试验系统，所述静力加载试验系统底部设有加载冷却系统，所述加载冷却系统底部固定连接有球头球窝一体化加载系统，所述球头球窝一体化加载系统由高温烘箱顶部伸入至高温烘箱内部；

所述高温烘箱底部的承力地基上设有承力工装；

所述承力工装又包括承力台、加力帽、笼形框架，所述笼形框架为圆筒形结构，所述承力台同心设置在笼形框架的顶部，所述承力台中心设有加力帽，所述笼形框架的底部与承力地基固定安装，所述笼形框架的顶部由高温烘箱底部伸入至高温烘箱内部；

所述承力台顶面设有对中装置。

进一步的，所述静力加载试验系统由控制器及伺服作动器两部分构成，所述控制器设置在测控间，其中，所述伺服作动器又包括液压伺服阀、回油口、进油口、液压作动筒、位移传感器、力传感器，所述液压伺服阀设置在液压作动筒上，所述回油口、进油口分别设置在液压伺服阀的两侧，所述力传感器安装在液压作动筒的顶端且通过航空插头与控制器相连接，所述位移传感器设置在液压作动筒的顶部；

进一步的，所述加载冷却系统又包括水箱、潜水泵、进水口、回水口，所述潜水泵设置在水箱内，所述潜水泵分别通过管路连接有进水口、回水口。

进一步的，所述加载冷却系统为一个过渡段结构，一端通过螺纹连接在力传感器上，另一端通过螺纹连接球头球窝一体化加载系统。

进一步的，所述球头球窝一体化加载系统又包括球头、球头压板、球窝，所述球头嵌套在球窝内，通过球窝压板与球窝之间的螺纹连接使三者连接成一体。