[发明专利]一种柱形舱段壁板结构模拟静力试验装置及方法

说明书

本发明提供了一种柱形舱段壁板结构模拟静力试验装置及方法，涉及航天力学测试技术领域。该装置包括水平板、竖直框架、舱壁连接结构和加载安装座，水平板模拟舱体内的安装板结构，水平板安装在柱形舱段壁板结构上，舱壁连接结构包括转接块和连接梁，模拟舱体内的纵向和横向传力结构，竖直框架与水平板、舱壁连接结构固定连接，模拟舱体壁板结构的纵向承载，加载安装座固定在水平板或竖直框架上，模拟柱形舱段壁板结构实际承载位置及纵向和横向加载装置安装。利用该装置进行柱形舱段壁板结构静力试验，模拟其结构承载及传力路径，同时模拟舱段壁板结构的横向和纵向载荷，提高了试验精度，保证了试验结构的可靠性和科学性。

技术领域

本发明涉及航天力学测试技术领域，尤其是一种柱形舱段壁板结构模拟静力试验装置及方法。

背景技术

货运飞船、空间站等大型航天器多为柱形舱段，柱形舱段内部的货仓或仪器舱均采用多层壁板结构。为保证航天器在使用过程中的结构可靠性和稳定性，其承载能力结构设计是首要目标。在研制过程中，需要在实验室的条件下，模拟航天器的承载形式，对其结构进行考核和验证。

在静力试验过程中，受柱形舱段内部空间和试验模拟装置条件的限制，柱形舱段壁板结构的静力试验与实际承载形式差异较大。同样载荷条件下，不同的工装、模拟装置的设计形式导致传力路径失真，从而造成舱段结构局部过考核或壁板结构欠考核，为保证柱形舱段内壁板结构的承载考核，必须使用较高可靠性和精度的模拟装置进行静力试验。

现有技术中并没有专门用于柱形舱段壁板结构静力试验的模拟装置，通常是采用真实壁板结构参试，所以在加工周期、成本上通常无法满足试验需求，因此需要从设计、加工、材料等多个方面综合考虑，设计适用于柱形舱段壁板结构的静力试验模拟装置，模拟柱形舱段壁板结构在静力试验中的承载考核。

发明内容

为了解决目前柱形舱段壁板结构静力试验过程中，柱形舱段壁板结构模拟装置传力路径失真给试验考核精度带来的不利影响。本发明提供了一种柱形舱段壁板结构模拟静力试验装置及方法，用于模拟整舱段主结构的传力路径，试验装置满足了整舱段主结构、局部结构的强度和刚度要求，同时还可以模拟结构的纵向和横向受力模式，避免了模拟结构强度、刚度、传力路径与真实结构不同引起的试验精度超差。具体技术方案如下。

一种柱形舱段壁板结构模拟静力试验装置，包括水平板、竖直框架、舱壁连接结构和加载安装座，水平板模拟舱体内的安装板结构，水平板安装在柱形舱段内壁上；所述舱壁连接结构包括转接块和连接梁，模拟舱体内的纵向和横向传力结构；所述竖直框架与水平板、舱壁连接结构固定连接，模拟舱体壁板结构的纵向承载；加载安装座固定在水平板或竖直框架上，模拟柱形舱段壁板结构实际承载位置及纵向和横向加载装置安装。

优选的是，水平板和舱壁连接结构通过螺钉固定在柱形舱段上，所述竖直框架竖向布置，并与水平板和舱壁连接结构可拆卸连接。

优选的是，柱形舱段使用铝材制作，直筒端设置多层壁板；所述水平板采用铝板制作，水平板通过舱壁连接孔固定连接。

还优选的是，柱形舱段呈圆柱状，柱形舱段的直径尺寸大于等于3800mm，柱形舱段的长度尺寸大于等于5000mm。

还优选的是，舱壁连接结构通过铝块、方钢与舱壁上的连接孔固定；所述竖直框架使用方钢制作而成。

还优选的是，加载安装座使用钢板制作，加载安装座固定在水平板上，加载安装座上连接加载装置对壁板结构施加模拟载荷。

一种柱形舱段壁板结构模拟静力试验方法，利用上述的一种柱形舱段壁板结构模拟静力试验装置进行试验，包括：模拟航天器柱形舱段内的舱室设置多层壁板结构，在柱形舱段的两个象限内安装实际产品结构，在另外两个象限内安装模拟试验装置；通过加载装置调整载荷的大小和方向；模拟柱形舱段的实际使用过程，对壁板结构进行承载考核。

进一步优选的是，舱壁连接结构在静力试验中模拟纵向和横向传力结构；所述竖直框架模拟纵向结构板的承载。