二級帶罩自由邊界和整流罩在振動塔內固支邊界實施方法
2023-10-31 17:02:32
二級帶罩自由邊界和整流罩在振動塔內固支邊界實施方法
【專利摘要】本發明公開了一種二級帶罩自由邊界和整流罩在振動塔內固支邊界實施方法，其中二級帶罩自由邊界實施的步驟包括：設置自由懸吊工裝——將箭體吊裝和整流罩先後吊入塔體——將整流罩與箭體對接——確定吊籃安裝位置——整流罩分離——固定吊籃半籃等步驟；整流罩在振動塔內固支邊界實施方法的步驟包括：固支工裝和固支邊界實施兩大步驟。本發明和現有技術相比，具有試驗準備周期短、有效利用現有資源、降低了試驗成本、同時配套的風險處理方案降低了試驗風險的優點。
【專利說明】二級帶罩自由邊界和整流罩在振動塔內固支邊界實施方法
【背景技術】
[0001]結構動特性試驗是是產品研製過程中一項常規且重要的環節，試驗的一般目的是考核產品真實狀態下結構的動特性參數；對於運載太空飛行器、飛彈武器來說，可以為其提供姿態控制穩定系統重要的設計參數，同時也可提供重要參數用於理論預示模型修正；也可用於結構健康檢測，發現結構設計缺陷等。而產品邊界條件是決定結構動特性參數的一個決定性因素。因此如何安全高效低成本的實現試驗產品特定的邊界條件在結構動特性試驗實施前期策劃和試驗實施過程中都是一個重要的環節。
[0002]對於常規結構自由邊界條件的相關技術已經相當的成熟，積累了豐富的經驗。隨著國內相關試驗技術的發展，現有技術已經達到了國外相關試驗技術先進水平。特別是對於運載器、飛彈武器類大型梁模型結構件，使用經典的豎直懸吊方式模擬產品的自由飛行狀態，技術經驗相當豐富。同時水平懸吊方式模擬產品的自由飛行狀態，同樣也積累了相當的技術經驗。
[0003]其中彈性模擬結構要保證系統的剛體彈性頻率與產品的第一階彈性頻率滿足結構動特性試驗規範規定的強度和剛度要求，不同的行業對此有不同的要求。以《飛彈與運載火箭模態試驗規範》中規定的強度和剛度要求為例。要求產品的第一階彈性頻率與系統的剛體彈性頻率比值要大於6。
[0004]以上是產品自由懸吊系統基本的技術指標要求。由於產品特性的不同，自由懸吊系統，會根據結構特性進行針對性的設計，滿足任務需求。
[0005]如果應用常規的產品自由懸吊系統設計方案對某型號二級帶罩狀態在振動塔內進行豎直懸吊方案設計及某型號整流罩在振動塔內固支方案設計，存在如下問題:
[0006](I)某型號二級帶罩狀態，當整流罩吊裝進塔與二級箭體對接之後，整流罩吊具的吊籃部分已經不能吊出振動塔，也不能下放到振動塔地下二層地面；而試驗狀態要求試驗件不包含吊籃狀態。
[0007](2)某型號整流罩固支狀態，要求的試驗件狀態存在多個低於固支平面的爆炸螺栓裝置和鉸鏈裝置，如何方便實現其現場安裝及固支邊界實施，固支工裝設計難度較大。
[0008](3)某型號整流罩固支狀態，當整流罩吊裝進塔置于振動塔地下二層固支工裝上時，整流罩吊具的吊籃部分已經不能吊出振動塔，同時吊籃部分此時是主承力結構。如何實現將整流罩吊籃拆除，實施固支邊界狀態。
【發明內容】
[0009]本發明的目的是彌補現有技術的不足，解決二級帶罩自由邊界和整流罩在振動塔內固支邊界實施過程中面臨的技術問題。
[0010]為了實現上述目的，本發明的技術方案為，一種二級帶罩自由邊界和整流罩在振動塔內固支邊界實施方法，具體內容為:
[0011]二級帶罩自由邊界實施的步驟包括:
[0012]步驟I，設置自由懸吊工裝；從振動塔地面第五層處對稱下放若干根自由懸吊工裝鋼絲繩，自由懸吊工裝鋼絲繩末端固定有水平的支撐框，自由懸吊工裝鋼絲繩和支撐框組成自由懸吊工裝；
[0013]步驟2:將箭體吊裝進入振動塔塔體內，並讓箭體末端的對界面與自由懸吊工裝對接；在箭體外表面與整流罩對接處周向纏繞包帶，然後通過橫向保護裝置將包帶和振動塔塔體連接；
[0014]步驟3:利用整流罩吊籃將整流罩吊裝進入振動塔塔體內；
[0015]步驟4:將整流罩與箭體對接組成二級帶罩箭體；
[0016]步驟5:確定整流罩吊籃在振動塔塔體內的懸吊高度低於整流罩吊籃安裝高度
0.3m和方位順時針旋轉約10度；
[0017]步驟6:在振動塔地面四層處設置承力梁，利用承力梁安裝用於懸掛整流罩吊籃的承重拉繩，同時準備好固定整流罩吊籃的水平固定拉繩，水平固定拉繩的一端固定在振動塔地面二層F2和振動塔地面三層之間的振動塔塔體上；
[0018]步驟7:整流罩吊籃與二級帶罩箭體的整流罩分離，整流罩吊籃分成兩個吊籃半條.ΓΤΤΓ.，
[0019]步驟8:利用承重拉繩將吊籃半籃懸吊在步驟5確定的高度；
[0020]步驟9:利用水平固定拉繩將吊籃半籃與振動塔操作平臺連接，將吊籃半籃固定在步驟4確定的方位；
[0021]步驟10:調整吊籃半籃與二級帶罩箭體、自由懸吊工裝鋼絲繩、振動塔操作平臺之間的活動空間，使其最小距離均大於100_ ；
[0022]整流罩在振動塔內固支邊界實施方法的步驟包括:
[0023]步驟1:固支工裝；
[0024]步驟1.1:根據整流罩對接面處突起物的分布位置及尺寸、對接面形式和對接孔分布尺寸，確定配打孔周徑和用於避免對接面結構幹涉的通孔位置；
[0025]步驟1.2:根據整流罩試驗現場組裝和對接操作所需空間尺寸，確定用於避免對接面結構幹涉的通孔的尺寸；
[0026]步驟1.3:根據振動塔內地下2層的地面上地軌的分布形式和地軌間距Im確定工裝內徑和工裝外徑；
[0027]步驟1.4:固支工裝現場配打孔；整流罩現場配打孔，具有較大的操作難度，同時實施周期較長，為此通過提前使用整流罩的對接結構轉接框，在固支工裝上配打對接螺紋孔，可有效降低實施難度縮短試驗周期；
[0028]步驟2，固支邊界實施
[0029]步驟2.1，對整流罩豎直支撐狀態對接面受力狀態進行分析，確定整流罩墊塊和整流罩吊籃墊塊高度和分布方式；
[0030]步驟2.2:整流罩吊裝進塔，處於豎立支撐狀態，在整流罩墊塊和整流罩吊籃墊塊表面都覆蓋上同等厚度的橡膠墊；
[0031]步驟2.3:裹整流罩中間部位周向纏繞包帶，然後通過橫向保護裝置把包帶和振動塔塔體地下一層連接；
[0032]步驟2.4:整流罩吊籃與整流罩分離，形成兩個吊籃半籃，將吊籃半籃放置在振動塔塔體地下2層的地面上；
[0033]步驟2.5:利用緊固螺栓將整流罩端軸頸安裝在整流罩的端軸頸連接處；
[0034]步驟2.6:利用振動塔吊車和吊帶將整流罩吊起500mm的高度；
[0035]步驟2.7:將整流罩墊塊和整流罩吊籃墊塊從固支工裝上移走，放置到振動塔地下2層的地面上；
[0036]步驟2.8:整流罩與固支工裝對接；
[0037]步驟2.9:固支工裝固定。
[0038]所述整流罩在振動塔內固支邊界實施方法中，步驟2.1中的整流罩墊塊和整流罩吊籃墊塊均布，同時整流罩墊塊與整流罩吊籃墊塊的高度差與整流罩吊籃下端面同整流罩對接面高度差相同，每個墊塊平面面積不小於200mmX200mm。
[0039]本發明和現有技術相比，具有試驗準備周期短、有效利用現有資源、降低了試驗成本、同時配套的風險處理方案降低了試驗風險的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0040]圖1為某型號二級帶罩狀態轉換示意圖。
[0041]圖2為某型號二級帶罩狀態吊籃拆除後狀態示意圖。
[0042]圖3為整流罩吊籃分離後狀態俯視示意圖。
[0043]圖4為整流罩固支工裝示意圖。
[0044]圖5為整流罩進塔置於固支工裝上狀態示意圖。
[0045]圖6為吊籃與整流罩分離後狀態示意圖。
[0046]圖中，1-振動塔塔體，2-二級帶罩箭體，3-整流罩吊籃，自由懸吊工裝，振動塔操作平臺，6-橫向保護裝置，7-吊籃半籃，8-承力梁，9-承重拉，10-水平固定拉繩，11-整流罩，12-自由懸吊工裝鋼絲繩，13-工裝內徑，14-工裝外徑，15-配打孔周徑，16-通孔，17-工裝起吊吊點，18-整流罩墊塊，19-整流罩吊籃墊塊，20-振動塔吊車，21-吊帶，22-整流罩端軸頸，23-箭體，Fl?F6:振動塔地面層數，F-l、F-2:振動塔地下層數。
【具體實施方式】
[0047]下面結合附圖和實施例對本發明進行進一步描述。
[0048]一種二級帶罩自由邊界和整流罩在振動塔內固支邊界實施方法，包括自由邊界實施和固定邊界實施兩方面,其順序由任務確定,具體內容為:
[0049]二級帶罩自由邊界的步驟包括:
[0050]步驟1，設置自由懸吊工裝4 ;從振動塔地面第五層F5處對稱下放若干根自由懸吊工裝鋼絲繩12，自由懸吊工裝鋼絲繩12末端固定有水平的支撐框，自由懸吊工裝鋼絲繩12和支撐框組成自由懸吊工裝4，如圖1和圖3所示；
[0051]步驟2:將箭體23吊裝進入振動塔塔體I內，並讓箭體23末端的對界面與自由懸吊工裝4對接；在箭體23外表面與整流罩11對接處周向纏繞包帶，然後通過橫向保護裝置6將包帶和振動塔塔體I連接，以保持箭體23的穩定；如圖1和圖3所示；
[0052]步驟3:利用整流罩吊籃3將整流罩11吊裝進入振動塔塔體I內，如附圖1所示；
[0053]步驟4:將整流罩11與箭體23對接組成二級帶罩箭體2，如附圖1所示；
[0054]步驟5:考慮振動塔塔體I內部的結構特點及自由懸吊工裝鋼絲繩11所佔空間限制，確定整流罩吊籃3在振動塔塔體I內的懸吊高度低於整流罩吊籃3安裝高度0.3m和方位順時針旋轉約10度，當23和11確定，整流罩吊籃3安裝高度就確定；如附圖2所示；
[0055]步驟6:在振動塔地面四層F4處設置承力梁8，利用承力梁8安裝用於懸掛整流罩吊籃3的承重拉繩9，同時準備好固定整流罩吊籃3的水平固定拉繩10，水平固定拉繩10的一端固定在振動塔地面二層F2和振動塔地面三層F3之間的振動塔塔體I上，如附圖2所示；
[0056]步驟7:整流罩吊籃3與二級帶罩箭體2的整流罩11分離，整流罩吊籃3分成兩個吊籃半籃7，如圖2所示；
[0057]步驟8:利用承重拉繩9將吊籃半籃7懸吊在步驟5確定的高度，如附圖2所示；
[0058]步驟9:利用水平固定拉繩10將吊籃半籃7與振動塔操作平臺5連接，將吊籃半籃7固定在步驟4確定的方位，如附圖2所示；
[0059]步驟10:調整吊籃半籃7與二級帶罩箭體2、自由懸吊工裝鋼絲繩12、振動塔操作平臺5之間的活動空間，使其最小距離均大於100mm，避免因出現相互接觸影響試驗測量結果，如附圖3所示。
[0060]整流罩在振動塔內固支邊界實施方法:
[0061]步驟1:固支工裝，本步驟為公知常識，如附圖4所示；
[0062]步驟1.1:根據整流罩11對接面處突起物的分布位置及尺寸，對接面形式和對接孔分布尺寸，確定配打孔周徑15和用於避免對接面結構幹涉的通孔16位置；
[0063]步驟1.2:根據整流罩11試驗現場組裝和對接操作所需空間尺寸，確定用於避免對接面結構幹涉的通孔16的尺寸為370_X350_ ；
[0064]步驟1.3:根據振動塔內地下2層F-2的地面上地軌的分布形式和地軌間距Im確定工裝內徑13和工裝外徑14 ;為最大限度的利用地軌，保證固支工裝固支剛度，確定工裝內徑13為2.lm、工裝外徑14為4.4m，這可保證固支工裝可以安裝10個壓緊裝置與地軌相連；
[0065]步驟1.4:固支工裝現場配打孔；整流罩11對接面設置環向均勻分布的96個對接孔，如提前打對接孔，然後現場對接，易出現大量對接孔對接不上的情況，固支剛度難以保證，因此為保證整流罩11固支現場對接順利進行，確定固支工裝現場配打對接孔，如附圖4所示；
[0066]步驟2，固支邊界實施
[0067]步驟2.1，對整流罩11豎直支撐狀態對接面受力狀態進行分析，確定整流罩墊塊18和整流罩吊籃墊塊19高度和分布方式；經過分析整流罩11安裝有整流罩吊籃3的狀態，在豎直支撐情況下對接面不可長時間處於集中受力，同時此狀態下整流罩吊籃3也不可長時間處於集中受力狀態，為此需要對整流罩11對接面和整流罩吊籃3同時支撐，並保證都處於近似分布受力狀態；最終確定了整流罩墊塊18和整流罩吊籃墊塊19均布，同時整流罩墊塊18與整流罩吊籃墊塊19的高度差與整流罩吊籃下端面同整流罩對接面高度差相同，每個墊塊平面面積不小於200mmX 200mm,如附圖5所示；
[0068]步驟2.2:整流罩11吊裝進塔，處於豎立支撐狀態，確定整流罩11與整流罩墊塊18、整流罩吊籃墊塊19的接觸面保護措施；為保護整流罩11與整流罩墊塊18和整流罩吊籃墊塊19接觸面，在整流罩墊塊18和整流罩吊籃墊塊19表面都覆蓋上同等厚度的橡膠墊，如附圖5所示；
[0069]步驟2.3:裹整流罩11中間部位周向纏繞包帶，然後通過橫向保護裝置6把包帶和振動塔地下一層F-1連接，如附圖5所示；
[0070]步驟2.4:整流罩吊籃3與整流罩11分離，形成兩個吊籃半籃7，將吊籃半籃7放置在振動塔地下2層F-2的地面上，如附圖6所示；
[0071]步驟2.5:工作人員利用緊固螺栓將整流罩端軸頸22安裝在整流罩11的端軸頸連接處，見附圖6;
[0072]步驟2.6:利用振動塔吊車20和吊帶21將整流罩11吊起約500mm的高度；
[0073]步驟2.7:工作人員將整流罩墊塊18和整流罩吊籃墊塊19從固支工裝上移走，放置到振動塔地下2層F-2的地面上；
[0074]步驟2.8:整流罩11與固支工裝對接；
[0075]步驟2.9:固支工裝固定。
[0076]上述整流罩在振動塔內固支邊界實施方法，固支工裝設計方法適用於試驗對象與固支平面存在結構幹涉和需要現場對試驗對象進行相關操作的情況；固支邊界實施主要考慮試驗對象的安全防護和試驗狀態轉換過程中過渡方式。
[0077]上述總技術方案，試驗場地和試驗對象均不限制，但是要滿足試驗對象吊具在試驗場地內組裝過程中，出現隨試驗對象進試驗場地但是出不去也放不下的情況，試驗對象吊具在試驗場地內懸掛方案的確定，因試驗場地和試驗對象結構變化而有所不同，但考慮的因素都是不幹涉試驗對象和試驗邊界並留有充足的安全活動空間；
[0078]上面對本發明的實施例作了詳細說明，上述實施方式僅為本發明的最優實施例，但是本發明並不限於上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。
【權利要求】
1.一種二級帶罩自由邊界和整流罩在振動塔內固支邊界實施方法，其特徵在於包括二級帶罩自由邊界實施和整流罩在振動塔內固支邊界實施兩部分，具體內容為: 二級帶罩自由邊界實施的步驟包括: 步驟1，設置自由懸吊工裝(4);從振動塔地面第五層(F5)處對稱下放若干根自由懸吊工裝鋼絲繩(12)，自由懸吊工裝鋼絲繩(12)末端固定有水平的支撐框，自由懸吊工裝鋼絲繩(12)和支撐框組成自由懸吊工裝⑷； 步驟2:將箭體(23)吊裝進入振動塔塔體(I)內，並讓箭體(23)末端的對界面與自由懸吊工裝(4)對接；在箭體(23)外表面與整流罩(11)對接處周向纏繞包帶，然後通過橫向保護裝置(6)將包帶和振動塔塔體(I)連接； 步驟3:利用整流罩吊籃(3)將整流罩(11)吊裝進入振動塔塔體⑴內； 步驟4:將整流罩(11)與箭體(23)對接組成二級帶罩箭體(2); 步驟5:確定整流罩吊籃(3)在振動塔塔體(I)內的懸吊高度低於整流罩吊籃(3)安裝高度0.3m和方位順時針旋轉約10度； 步驟6:在振動塔地面四層(F4)處設置承力梁(8)，利用承力梁(8)安裝用於懸掛整流罩吊籃(3)的承重拉繩(9)，同時準備好固定整流罩吊籃(3)的水平固定拉繩(10)，水平固定拉繩(10)的一端固定在振動塔地面二層(F2)和振動塔地面三層(F3)之間的振動塔塔體(I)上； 步驟7:整流罩吊籃(3)與二級帶罩箭體⑵的整流罩(11)分離，整流罩吊籃(3)分成兩個吊籃半籃(7)； 步驟8:利用承重拉繩(9)將吊籃半籃(7)懸吊在步驟5確定的高度； 步驟9:利用水平固定拉繩(10)將吊籃半籃(7)與振動塔操作平臺(5)連接，將吊籃半籃(7)固定在步驟4確定的方位； 步驟10:調整吊籃半籃(7)與二級帶罩箭體(2)、自由懸吊工裝鋼絲繩(12)、振動塔操作平臺(5)之間的活動空間,使其最小距離均大於10mm ； 整流罩在振動塔內固支邊界實施方法的步驟包括: 步驟1:固支工裝； 步驟1.1:根據整流罩(11)對接面處突起物的分布位置及尺寸、對接面形式和對接孔分布尺寸，確定配打孔周徑(15)和用於避免對接面結構幹涉的通孔(16)位置； 步驟1.2:根據整流罩(11)試驗現場組裝和對接操作所需空間尺寸，確定用於避免對接面結構幹涉的通孔(16)的尺寸； 步驟1.3:根據振動塔內地下2層(F-2)的地面上地軌的分布形式和地軌間距Im確定工裝內徑(13)和工裝外徑(14)； 步驟1.4:固支工裝現場配打孔； 步驟2，固支邊界實施 步驟2.1，對整流罩(11)豎直支撐狀態對接面受力狀態進行分析，確定整流罩墊塊(18)和整流罩吊籃墊塊(19)高度和分布方式； 步驟2.2:整流罩(11)吊裝進塔，處於豎立支撐狀態，在整流罩墊塊(18)和整流罩吊籃墊塊(19)表面都覆蓋上同等厚度的橡膠墊； 步驟2.3:裹整流罩(11)中間部位周向纏繞包帶，然後通過橫向保護裝置(6)把包帶和振動塔地下一層(F-1)連接； 步驟2.4:整流罩吊籃(3)與整流罩(11)分離，形成兩個吊籃半籃(7)，將吊籃半籃(7)放置在振動塔地下2層(F-2)的地面上； 步驟2.5:利用緊固螺栓將整流罩端軸頸(22)安裝在整流罩(11)的端軸頸連接處； 步驟2.6:利用振動塔吊車(20)和吊帶(21)將整流罩(11)吊起500mm的高度； 步驟2.7:將整流罩墊塊(18)和整流罩吊籃墊塊(19)從固支工裝上移走，放置到振動塔地下2層(F-2)的地面上； 步驟2.8:整流罩(11)與固支工裝對接； 步驟2.9:固支工裝固定。
2.如權利要求1所述的一種二級帶罩自由邊界和整流罩在振動塔內固支邊界實施方法，其特徵在於整流罩在振動塔內固支邊界實施時，步驟2.1中的整流罩墊塊(18)和整流罩吊籃墊塊(19)均布，同時整流罩墊塊(18)與整流罩吊籃墊塊(19)的高度差與整流罩吊籃下端面同整流罩對接面高度差相同，每個墊塊平面面積不小於200mmX200mm。
【文檔編號】G01M99/00GK104266856SQ201410490279
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月23日 優先權日:2014年9月23日
【發明者】張永亮, 李寶海, 李明選, 楊晉京, 谷志剛, 付肇慶 申請人:北京強度環境研究所, 中國運載火箭技術研究院