固体火箭发动机壳体联合加载试验装置及其使用方法

本发明涉及试验设备，特别是涉及一种固体火箭发动机壳体联合加载试验装置及其使用方法。

背景技术：

1、固体火箭发动机壳体的强度可以通过对其进行加载试验以进行检验，目前现有的加载试验装置多仅设置有轴向加载机构、剪力加载机构和弯矩加载机构中的一种，只能够进行简单的轴向压缩加载、剪力加载或弯矩加载等单一加载试验，不能够实现多载荷联合加载，若需要对固体火箭发动机壳体等结构进行不同加载试验，需要频繁更换不同类型的加载试验设备，效率较低，且无法实现多种载荷的耦合加载，试验过程与固体火箭发动机壳体等结构的真实受力情况相差较大，试验准确性较低。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种固体火箭发动机壳体联合加载试验装置及其使用方法，以解决上述现有技术存在的问题，结构较为简单、紧凑，能够对试件进行多种形式的加载，有利于提高工作效率，提高试验的准确性。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种固体火箭发动机壳体联合加载试验装置，包括：

4、第一加载机构，所述第一加载机构包括第一连接组件、第一加载本体和第二加载本体，所述第一加载本体和所述第二加载本体设置于所述第一连接组件同一侧的两端，所述第一连接组件远离所述第一加载本体的一侧用于与试件固定连接，所述试件设置于所述第一加载本体和所述第二加载本体之间，所述第一加载本体和所述第二加载本体均能够通过沿第一方向伸缩对所述第一连接组件进行压力加载或拉力加载，所述第一方向与所述试件的长度方向相互平行；

5、第二加载机构，所述第二加载机构能够与所述试件的外侧壁接触，所述第二加载机构能够通过沿第二方向伸缩对所述试件的外侧壁进行推力加载或拉力加载。

6、优选的，所述第一加载机构还包括第一驱动机构；所述第一连接组件包括第一连接板，所述第一连接板靠近所述第一加载本体的一侧设置有加载滑槽；所述第一加载本体和所述第二加载本体的输出端均与所述加载滑槽滑动连接，所述第一加载本体和所述第二加载本体均与所述第一驱动机构连接，所述第一驱动机构能够通过驱动所述第一加载本体沿所述加载滑槽滑动以改变所述第一加载本体与所述试件之间的距离，所述第一驱动机构能够通过驱动所述第二加载本体沿所述加载滑槽滑动以改变所述第二加载本体与所述试件之间的距离。

7、优选的，所述第二加载机构包括第二连接组件、第三加载本体和第二驱动机构，所述第三加载本体与所述第二驱动机构连接，所述第三加载本体与所述第二连接组件活动连接，所述第二连接组件能够与所述试件接触，所述第二驱动机构能够带动所述第三加载本体沿所述第一方向移动，所述第三加载本体能够通过沿所述第二方向伸缩向所述第二连接组件进行推力加载或拉力加载。

8、优选的，所述第二连接组件包括第二连接板、第三驱动机构和连接环组件，所述第二连接板与所述第三加载本体活动连接，所述第三驱动机构与所述第二连接板连接，所述连接环组件与所述第三驱动机构连接，所述第三驱动机构能够带动所述连接环组件沿所述第一方向移动，所述连接环组件用于套设在所述试件外，所述连接环组件用于与所述试件固定连接。

9、优选的，所述第二加载机构还包括第一螺杆，所述第三驱动机构包括第一驱动本体和至少一个第二螺杆，所述第一螺杆和所有所述第二螺杆均与所述第一驱动本体连接，所述第一螺杆和所有所述第二螺杆均与所述第二连接板转动连接；所述第一螺杆与所述第三加载本体螺纹连接，所述第三加载本体与所述第二连接板滑动连接；各所述第二螺杆与所述连接环组件螺纹连接，所述连接环组件与所述第二连接板滑动连接；所述第一驱动本体能够驱动所述第一螺杆绕所述第一螺纹的轴线转动，所述第一驱动本体能够通过所述第一螺杆带动所述第三加载本体以第一速度移动，所述第二驱动机构能够带动所述第三加载本体以第二速度移动，所述第一速度与所述第二速度相同；所述第一驱动本体能够驱动各所述第二螺杆绕各所述第二螺纹的轴线转动。

10、优选的，还包括第一卡盘，所述第一卡盘的一端设置有卡接部，所述一卡盘的另一端用于与所述试件固定连接；所述第一连接组件还包括第一夹持机构，所述第一夹持机构包括第四驱动机构、夹持连接件、导向盘和至少两个卡指，所述第四驱动机构和所述导向盘均与所述第一连接板固定连接，所述夹持连接件的一端与所述第四驱动机构连接，所述夹持连接件的另一端和各所述卡指的一端均设置有传动齿，所述导向盘的外侧壁上设置有至少两个沿所述导向盘径向设置的导向槽，所述卡指与所述导向槽一一对应，各所述卡指与对应的所述导向槽滑动连接，各所述卡指与所述夹持连接件啮合连接，所述第四驱动机构能够通过驱动所述夹持连接件绕自身轴线方向转动带动各所述卡指沿对应的所述导向槽滑动；各所述卡指远离所述夹持连接件的一端设置有卡槽，所述卡接部能够插接于各所述卡槽内。

11、优选的，还包括第二卡盘和第二夹持机构，所述第二卡盘与所述试件远离所述第一卡盘的一端固定连接；所述第二夹持机构包括固定件、第二驱动本体、第三螺杆和两个夹持本体，所述第二驱动本体与所述固定件固定连接，所述第三螺杆与所述固定件转动连接，两个所述夹持本体分别滑动连接于所述固定件的两端，各所述夹持本体与所述第三螺杆螺纹连接，所述第二驱动本体能够驱动所述第三螺纹绕所述第三螺纹的轴线转动，两个所述夹持本体之间用于设置第二卡盘。

12、本发明还提供一种所述的固体火箭发动机壳体联合加载试验装置的使用方法，包括如下步骤：通过所述第一加载机构对所述试件进行轴向加载和/或弯曲加载，通过所述第二加载机构对所述试件进行剪切加载，使所述第一加载机构和所述第二加载机构同时进行加载或分别进行加载；

13、通过所述第一加载机构对所述试件进行轴向加载的方法包括：使所述第一加载本体和所述第二加载本体沿所述第一方向同时伸长或收缩，并通过所述第一连接组件对所述试件进行压力加载或拉力加载；

14、通过所述第一加载机构对所述试件进行弯曲加载的方法包括：使所述第一加载本体和所述第二加载本体中的一个加载本体沿所述第一方向伸长，使所述第一加载本体和所述第二加载本体中的另一个加载本体沿所述第一方向收缩，并通过所述第一连接组件对所述试件进行弯曲加载；

15、通过所述第二加载机构对所述试件进行剪切加载的方法包括：使所述第二加载机构沿第二方向伸缩，以对所述试件的外侧壁进行推力加载或拉力加载。

16、优选的，固体火箭发动机壳体联合加载试验装置还包括第一卡盘，所述第一卡盘的一端设置有卡接部，所述一卡盘的另一端用于与所述试件固定连接；所述第一连接组件还包括第一夹持机构，所述第一夹持机构包括第四驱动机构、夹持连接件、导向盘和至少两个卡指，所述第四驱动机构和所述导向盘均与所述第一连接板固定连接，所述夹持连接件的一端与所述第四驱动机构连接，所述夹持连接件的另一端和各所述卡指的一端均设置有传动齿，所述导向盘的外侧壁上设置有至少两个沿所述导向盘径向设置的导向槽，所述卡指与所述导向槽一一对应，各所述卡指与对应的所述导向槽滑动连接，各所述卡指与所述夹持连接件啮合连接，所述第四驱动机构能够通过驱动所述夹持连接件绕自身轴线方向转动带动各所述卡指沿对应的所述导向槽滑动；各所述卡指远离所述夹持连接件的一端设置有卡槽，所述卡接部能够插接于各所述卡槽内；

17、在对所述试件进行加载之前，对所述试件进行夹持，夹持方法包括：将所述第一卡盘固定连接于所述试件的第一端；通过所述第四驱动机构驱动所述夹持连接件正向转动，通过所述夹持连接件带动各所述卡指沿所述导向槽向靠近所述试件的方向移动，直至所述所述卡接部插接于各所述卡槽内；

18、对所述试件加载完成后，解除对所述试件的夹持，解除夹持的方法包括：通过所述第四驱动机构驱动所述夹持连接件反向转动，通过所述夹持连接件带动各所述卡指沿所述导向槽向远离所述试件的方向移动，直至所述所述卡接部脱离各所述卡槽。

19、优选的，所述固体火箭发动机壳体联合加载试验装置还包括第二卡盘和第二夹持机构，所述第二卡盘与所述试件远离所述第一卡盘的一端固定连接；所述第二夹持机构包括固定件、第二驱动本体、第三螺杆和两个夹持本体，所述第二驱动本体与所述固定件固定连接，所述第三螺杆与所述固定件转动连接，两个所述夹持本体分别滑动连接于所述固定件的两端，各所述夹持本体与所述第三螺杆螺纹连接，所述第二驱动本体能够驱动所述第三螺纹绕所述第三螺纹的轴线转动，两个所述夹持本体之间用于设置第二卡盘；

20、所述夹持方法还包括：将所述第二卡盘固定连接于所述试件的第二端；通过所述第二驱动本体驱动所述第三螺杆绕自身轴线正向转动，以带动两个夹持本体朝向所述试件移动，直至两个夹持本体夹紧所述第二卡盘；

21、所述解除夹持的方法包括：通过所述第二驱动本体驱动所述第三螺杆绕自身轴线反向转动，以带动两个夹持本体向远离所述试件的方向移动，直至两个夹持本体释放所述第二卡盘。

22、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

23、本发明提供一种固体火箭发动机壳体联合加载试验装置及其使用方法，第一加载机构包括第一连接组件、第一加载本体和第二加载本体，第一加载本体和第二加载本体设置于第一连接组件同一侧的两端，第一连接组件远离第一加载本体的一侧用于与试件固定连接，试件设置于第一加载本体和第二加载本体之间，第一加载本体和第二加载本体均能够通过沿第一方向伸缩对第一连接组件进行压力加载或拉力加载，第一方向与试件的长度方向相互平行；第二加载机构能够与试件的外侧壁接触，第二加载机构能够通过沿第二方向伸缩对试件的外侧壁进行推力加载或拉力加载。通过使第一加载本体和第二加载本体沿第一方向同时伸长或收缩，对第一连接组件进行压力加载或拉力加载，并通过第一连接组件将加载力传递至试件，实现对试件的轴向加载；通过使第一加载本体和第二加载本体一个伸长、另一个收缩，能够对试件进行弯曲加载；通过第二加载机构沿第二方向伸缩，能够对试件进行剪切加载。该固体火箭发动机壳体联合加载试验装置能够对试件进行多种加载，仅需要对试件进行一次固定，即可能够满足多种试验需求，无需更换加载试验设备，有利于提高工作效率；通过第一加载机构和第二加载机构同时加载，能够实现轴向加载和剪切加载的耦合加载、弯曲加载和剪切加载的耦合加载等多种联合加载，能够更好地模拟试件的真实受力，有利于提高试验的准确性。同时，仅设置第一加载机构即可进行轴向加载和弯曲加载两种形式的加载，结构较为简单、紧凑。

技术特征：

1.一种固体火箭发动机壳体联合加载试验装置，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的固体火箭发动机壳体联合加载试验装置，其特征在于：所述第一加载机构还包括第一驱动机构；所述第一连接组件包括第一连接板，所述第一连接板靠近所述第一加载本体的一侧设置有加载滑槽；所述第一加载本体和所述第二加载本体的输出端均与所述加载滑槽滑动连接，所述第一加载本体和所述第二加载本体均与所述第一驱动机构连接，所述第一驱动机构能够通过驱动所述第一加载本体沿所述加载滑槽滑动以改变所述第一加载本体与所述试件之间的距离，所述第一驱动机构能够通过驱动所述第二加载本体沿所述加载滑槽滑动以改变所述第二加载本体与所述试件之间的距离。

3.根据权利要求1所述的固体火箭发动机壳体联合加载试验装置，其特征在于：所述第二加载机构包括第二连接组件、第三加载本体和第二驱动机构，所述第三加载本体与所述第二驱动机构连接，所述第三加载本体与所述第二连接组件活动连接，所述第二连接组件能够与所述试件接触，所述第二驱动机构能够带动所述第三加载本体沿所述第一方向移动，所述第三加载本体能够通过沿所述第二方向伸缩向所述第二连接组件进行推力加载或拉力加载。

4.根据权利要求3所述的固体火箭发动机壳体联合加载试验装置，其特征在于：所述第二连接组件包括第二连接板、第三驱动机构和连接环组件，所述第二连接板与所述第三加载本体活动连接，所述第三驱动机构与所述第二连接板连接，所述连接环组件与所述第三驱动机构连接，所述第三驱动机构能够带动所述连接环组件沿所述第一方向移动，所述连接环组件用于套设在所述试件外，所述连接环组件用于与所述试件固定连接。

5.根据权利要求4所述的固体火箭发动机壳体联合加载试验装置，其特征在于：所述第二加载机构还包括第一螺杆，所述第三驱动机构包括第一驱动本体和至少一个第二螺杆，所述第一螺杆和所有所述第二螺杆均与所述第一驱动本体连接，所述第一螺杆和所有所述第二螺杆均与所述第二连接板转动连接；所述第一螺杆与所述第三加载本体螺纹连接，所述第三加载本体与所述第二连接板滑动连接；各所述第二螺杆与所述连接环组件螺纹连接，所述连接环组件与所述第二连接板滑动连接；所述第一驱动本体能够驱动所述第一螺杆绕所述第一螺纹的轴线转动，所述第一驱动本体能够通过所述第一螺杆带动所述第三加载本体以第一速度移动，所述第二驱动机构能够带动所述第三加载本体以第二速度移动，所述第一速度与所述第二速度相同；所述第一驱动本体能够驱动各所述第二螺杆绕各所述第二螺纹的轴线转动。

6.根据权利要求2-5任意一项所述的固体火箭发动机壳体联合加载试验装置，其特征在于：还包括第一卡盘，所述第一卡盘的一端设置有卡接部，所述一卡盘的另一端用于与所述试件固定连接；所述第一连接组件还包括第一夹持机构，所述第一夹持机构包括第四驱动机构、夹持连接件、导向盘和至少两个卡指，所述第四驱动机构和所述导向盘均与所述第一连接板固定连接，所述夹持连接件的一端与所述第四驱动机构连接，所述夹持连接件的另一端和各所述卡指的一端均设置有传动齿，所述导向盘的外侧壁上设置有至少两个沿所述导向盘径向设置的导向槽，所述卡指与所述导向槽一一对应，各所述卡指与对应的所述导向槽滑动连接，各所述卡指与所述夹持连接件啮合连接，所述第四驱动机构能够通过驱动所述夹持连接件绕自身轴线方向转动带动各所述卡指沿对应的所述导向槽滑动；各所述卡指远离所述夹持连接件的一端设置有卡槽，所述卡接部能够插接于各所述卡槽内。

7.根据权利要求6所述的固体火箭发动机壳体联合加载试验装置，其特征在于：还包括第二卡盘和第二夹持机构，所述第二卡盘与所述试件远离所述第一卡盘的一端固定连接；所述第二夹持机构包括固定件、第二驱动本体、第三螺杆和两个夹持本体，所述第二驱动本体与所述固定件固定连接，所述第三螺杆与所述固定件转动连接，两个所述夹持本体分别滑动连接于所述固定件的两端，各所述夹持本体与所述第三螺杆螺纹连接，所述第二驱动本体能够驱动所述第三螺纹绕所述第三螺纹的轴线转动，两个所述夹持本体之间用于设置第二卡盘。

8.一种基于权利要求1-7中任意一项所述的固体火箭发动机壳体联合加载试验装置的固体火箭发动机壳体联合加载试验装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：通过所述第一加载机构对所述试件进行轴向加载和/或弯曲加载，通过所述第二加载机构对所述试件进行剪切加载，使所述第一加载机构和所述第二加载机构同时进行加载或分别进行加载；

9.根据权利要求8所述的固体火箭发动机壳体联合加载试验装置的使用方法，其特征在于：固体火箭发动机壳体联合加载试验装置还包括第一卡盘，所述第一卡盘的一端设置有卡接部，所述一卡盘的另一端用于与所述试件固定连接；所述第一连接组件还包括第一夹持机构，所述第一夹持机构包括第四驱动机构、夹持连接件、导向盘和至少两个卡指，所述第四驱动机构和所述导向盘均与所述第一连接板固定连接，所述夹持连接件的一端与所述第四驱动机构连接，所述夹持连接件的另一端和各所述卡指的一端均设置有传动齿，所述导向盘的外侧壁上设置有至少两个沿所述导向盘径向设置的导向槽，所述卡指与所述导向槽一一对应，各所述卡指与对应的所述导向槽滑动连接，各所述卡指与所述夹持连接件啮合连接，所述第四驱动机构能够通过驱动所述夹持连接件绕自身轴线方向转动带动各所述卡指沿对应的所述导向槽滑动；各所述卡指远离所述夹持连接件的一端设置有卡槽，所述卡接部能够插接于各所述卡槽内；

10.根据权利要求9所述的固体火箭发动机壳体联合加载试验装置的使用方法，其特征在于：所述固体火箭发动机壳体联合加载试验装置还包括第二卡盘和第二夹持机构，所述第二卡盘与所述试件远离所述第一卡盘的一端固定连接；所述第二夹持机构包括固定件、第二驱动本体、第三螺杆和两个夹持本体，所述第二驱动本体与所述固定件固定连接，所述第三螺杆与所述固定件转动连接，两个所述夹持本体分别滑动连接于所述固定件的两端，各所述夹持本体与所述第三螺杆螺纹连接，所述第二驱动本体能够驱动所述第三螺纹绕所述第三螺纹的轴线转动，两个所述夹持本体之间用于设置第二卡盘；

技术总结
本发明公开了一种固体火箭发动机壳体联合加载试验装置，涉及试验设备领域，第一加载机构包括第一连接组件、第一加载本体和第二加载本体，第一加载本体和第二加载本体设置于第一连接组件同一侧的两端，第一连接组件远离第一加载本体的一侧用于与试件固定连接，试件设置于第一加载本体和第二加载本体之间，第一加载本体和第二加载本体均能够通过沿第一方向伸缩对第一连接组件进行压力加载或拉力加载，第一方向与试件的长度方向相互平行；第二加载机构能够与试件的外侧壁接触，第二加载机构能够通过沿第二方向伸缩对试件的外侧壁进行推力加载或拉力加载。本发明还公开了其使用方法。本发明结构较为简单、紧凑，能够提高工作效率和试验的准确性。

技术研发人员：祖磊,余利斌,张桂明,张骞,扶建辉,刘浩
受保护的技术使用者：合肥工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5