[发明专利]一种固体推进剂应变量加载器及其使用方法

说明书

本发明提供了一种固体推进剂应变量加载器及其使用方法，包括带有滑块的刚性框架，滑块两端分别配合在刚性框架的两根侧梁上；还包括位移调节机构，用于将滑块调节至预设位置并固定；在刚性框架上设置有用于卡合固体推进剂样品的卡部和百分表，百分表的测头接触滑块并与滑块的滑动方向一致。使用方法步骤包括：计算应变加载量；将滑块调至初始位置，卡放样品，根据加载量调节滑块位置，将带有固体推进剂样品的加载器转移至试验环境中，开展相关试验。本发明以极其简单和巧妙的结构实现了模拟固体推进剂在固体火箭发动机中的受力情况，所提供的固体推进剂应变量加载器具有非常高的精确度、稳定性和可靠性，同时使得试验操作非常简单、快速。

技术领域

本发明属于固体推进剂试验技术领域，具体涉及一种固体推进剂应变量加载器及其使用方法。

背景技术

在固体火箭导弹结构中，固体火箭发动机是其核心部分，占整个导弹质量和体积的40%～60%。固体推进剂作为固体火箭发动机的动力源，以高聚物为架构，化学活性相对较高，极易受到贮存环境因素作用而发生开裂、变形等老化失效，失去使用价值。由于固体推进剂的生产工艺主要为贴壁浇注，其更换、维修困难，维修费用高，一旦发生老化失效，会引起固体火箭导弹发射失败。

固体火箭发动机具有“长期贮存、一次使用”的特点，在长期贮存过程中，性能变化最为明显的就是固体推进剂药柱的力学性能，因此，本领域常常通过监测固体推进剂力学性能好坏来预估固体火箭发动机贮存寿命。目前，国内外大多针对无应变状态下的固体推进剂开展力学性能变化规律研究，不能真实反映固体推进剂在固体火箭发动机中的实际受力状态，由此外推固体火箭发动机贮存寿命的实用性不高。研究认为，固体推进剂在有应变和无应变条件下的力学性能变化情况是有区别的，在显微电镜下观察发现，固体推进剂内的氧化剂、铝粉等固体颗粒与粘合剂之间总存在空隙，在应变作用下，这些细观缺陷会扩展、聚集、最后发展成宏观裂纹。因此，模拟固体推进剂在固体火箭发动机中的受力情况下开展相关试验是未来的主流趋势。对此，首先需要解决的问题是模拟固体推进剂在固体火箭发动机中的受力情况。

发明内容

本发明目的之一在于提供一种能够模拟固体推进剂在固体火箭发动机中受力情况的固体推进剂应变量加载器。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种固体推进剂应变量加载器，其特征在于：所述加载器包括耐腐蚀的刚性框架，刚性框架呈矩形结构，在刚性框架内设置有滑块，滑块两端分别配合在刚性框架的两根侧梁上；所述加载器还包括位移调节机构，用于将滑块调节至预设位置并固定；在刚性框架的下梁内侧和滑块上相向设置有用于卡合固体推进剂样品的卡部，固体推进剂样品被卡合后，固体推进剂样品的轴线平行于滑块的滑动方向，在刚性框架的上梁上固定设置有百分表，百分表的测头垂直接触滑块，且百分表的测头轴线与滑块的滑动方向平行。

为进一步提高固体推进剂应变量加载的准确性，在刚性框架的上梁上设置有通孔，百分表穿设在通孔中，且百分表固定在上梁上。

为进一步提高固体推进剂应变量加载效率，百分表、位移调节机构和卡部分别平行、并列设置有多套/多个。

为更进一步提高固体推进剂应变量加载过程中的稳定性，滑块两端与两根侧梁内壁的配合方式为小间隙配合，通常认为间隙量小于0.5mm的为小间隙。

为进一步提高固体推进剂在加载过程中的稳定性和准确性，所述加载器的刚性框架、滑块、卡部、位移调节机构均采用304L不锈钢材料制得，且各部件表面经除油和酸洗工序。采用这样的方案，还能够多次重复使用加载器且不会影响加载过程及相关试验过程的准确性。

作为本发明优选方案之一，位移调节机构包括设置在下梁上的螺孔一，螺孔一轴线平行于滑块的滑动方向，在螺孔一中配合设置有调节螺杆，调节螺杆顶部抵靠滑块，通过转动调节螺杆带动滑块移动。