一種外壓加載用氣囊的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及航空航天技術領域，具體涉及一種外壓加載用氣囊。
【背景技術】
[0002]火箭受到外壓載荷的結構部件很多，如整流罩、儀器艙、箱間段、級間段、波紋管等。這些部件在研制、設計和生產過程中均需進行試驗。
[0003]外壓試驗就是以氣體或液體為沖壓介質，模擬火箭結構在某種工作狀態下，承受的外部壓力達到最大時的設計情況。如火箭在大氣層中飛行時，儀器艙和頭部各截錐殼承受氣動力形成的外壓；液體火箭在發射井內發動機點火時產生的井內壓力脈沖造成的箭體外壓；二級發動機點火噴出的燃氣對一級箱體前底造成的外壓等。
[0004]傳統的外壓實現方法是，設計加工一個外壓筒，鋼筒由上、下、園環板和筒殼焊接而成，筒內放一個內徑和試驗件外徑相同并帶上、下翻邊的橡皮筒，用上、下壓環將橡皮筒上、下翻邊壓緊與鋼筒上，并用螺栓緊固連接，使橡皮筒和鋼桶之間形成一個封閉的空間。通過管嘴向桶內加載氣壓以實現對試驗件加載外壓載荷。可見傳統的外壓實現方法較為繁瑣，且成本較高，需要耗費大量的鋼材和天然橡膠。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是解決進行外壓試驗時，傳統的外壓實現方法較為繁瑣，成本高的技術問題，提供了一種采用耐磨材料制成，能夠節約成本，且可以極大地縮短試驗準備時間的外壓加載用氣囊。
[0006]本發明是這樣實現的:
[0007]—種外壓加載用氣囊，包括氣囊、箍帶和筋條；氣囊套裝在試驗件的外表面上；箍帶套裝在氣囊的外壁上；筋條內側與氣囊外壁固定連接，外側與箍帶的內側固定連接。
[0008]如上所述的氣囊整體為中空的圓柱體形，橫截面為雙圓環形，外側圓環的厚度大于內側圓環的厚度；氣囊的高度與試驗件的高度匹配，氣囊的內徑大于試驗件的外徑；在氣囊的外壁設置有接口。
[0009]如上所述的箍帶整體為繩狀，沿水平方向纏繞在氣囊的外側；箍帶大于等于兩條，沿氣囊外壁高度方向均勻分布。
[0010]如上所述的箍帶共有九條。
[0011]如上所述的筋條整體為長方體形，沿豎直方向固定在氣囊的外壁上；筋條大于等于兩條，沿氣囊寬度方向均勻分布。
[0012]如上所述的筋條共有三十二條。
[0013]如上所述的氣囊采用PVC材料制成，箍帶采用合成纖維材料制成，筋條采用槽鋼制成。
[0014]本發明的有益效果是:
[0015]本發明采用耐磨材料制作的氣囊，氣囊外壁套裝有箍帶，箍帶和氣囊外壁之間通過筋條固定連接。對氣囊與傳統外壓筒加載方法進行比對驗證試驗，分別用外壓筒和新氣囊對相同一個筒段加載至45KPa外壓載荷，并測量關鍵點應力值。對比幾次試驗的測量結果并擬合曲線，測量結構重復性很好，新氣囊達到了傳統外壓筒的加載效果。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的一種外壓加載用氣囊的結構原理圖；
[0017]圖2是本發明的一種外壓加載用氣囊進行外壓試驗時擰緊力矩與箍帶拉力關系曲線。
[0018]其中:1.氣囊，2.箍帶，3.筋條，4.接口，5.試驗件。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例對本發明進行進一步描述。
[0020]如圖1所示，一種外壓加載用氣囊，包括氣囊1、箍帶2和筋條3。氣囊1套裝在試驗件5的外表面上，用于對試驗件5加載外壓。箍帶2套裝在氣囊1的外壁上，用于保持氣囊1的外形，并保證氣囊1外壁的強度。筋條3內側與氣囊1外壁固定連接，外側與箍帶2的內側固定連接，筋條3用于限制箍帶2的位移，防止氣囊1上下兩端發生翻卷。
[0021]氣囊1整體為中空的圓柱體形，橫截面為雙圓環形，外側圓環的厚度大于內側圓環的厚度，使得充氣后氣囊1的內壁與試驗件5的外表面緊密接觸。氣囊1內外兩個圓環中間的封閉空間用于填充氣體。氣囊1的高度與試驗件5的高度匹配，氣囊1的內徑大于試驗件5的外徑。在氣囊1的外壁設置有接口 4，用于實現氣囊1的充氣和放氣。箍帶2整體為繩狀，沿水平方向纏繞在氣囊1的外側。箍帶2大于等于兩條，沿氣囊1外壁高度方向均勻分布。在本實施例中，箍帶2共有九條。
[0022]筋條3整體為長方體形，沿豎直方向固定在氣囊1的外壁上。筋條3大于等于兩條，沿氣囊1寬度方向均勻分布。在本實施例中，筋條3共有三十二條。
[0023]氣囊1采用PVC材料制成，箍帶2采用合成纖維材料制成，筋條3采用槽鋼制成，接口 4采用現有充氣裝置的充放氣接口實現，可從市場上購得。
[0024]進行外壓試驗時，氣體加載裝置通過接口 4對氣囊1加載氣體，使得氣囊1完全膨脹，箍帶2限制氣囊1的過度膨脹，使得氣囊1的外形得以保持，筋條3限制箍帶2的上下位移，氣囊1的內側與試驗件5的外表面緊密貼合，實現載荷的傳遞，完成了對試驗件5外壓載荷的施加。
[0025]本發明采用耐磨材料制作的氣囊1，氣囊外壁套裝有箍帶2，箍帶2和氣囊1外壁之間通過筋條3固定連接。對氣囊與傳統外壓筒加載方法進行比對驗證試驗，分別用外壓筒和新氣囊對相同一個筒段加載至45KPa外壓載荷，并測量關鍵點應力值。對比幾次試驗的測量結果并擬合曲線，測量結構重復性很好，新氣囊達到了傳統外壓筒的加載效果。
【主權項】
1.一種外壓加載用氣囊，其特征在于:它包括氣囊(1)、箍帶(2)和筋條(3);氣囊(1)套裝在試驗件(5)的外表面上；箍帶(2)套裝在氣囊(1)的外壁上；筋條(3)內側與氣囊(1)外壁固定連接，外側與箍帶(2)的內側固定連接。2.根據權利要求1所述的外壓加載用氣囊，其特征在于:所述的氣囊(1)整體為中空的圓柱體形，橫截面為雙圓環形，外側圓環的厚度大于內側圓環的厚度；氣囊(1)的高度與試驗件(5)的高度匹配，氣囊⑴的內徑大于試驗件(5)的外徑；在氣囊⑴的外壁設置有接口⑷。3.根據權利要求1所述的外壓加載用氣囊，其特征在于:所述的箍帶(2)整體為繩狀，沿水平方向纏繞在氣囊(1)的外側；箍帶(2)大于等于兩條，沿氣囊(1)外壁高度方向均勻分布。4.根據權利要求3所述的外壓加載用氣囊，其特征在于:所述的箍帶(2)共有九條。5.根據權利要求1所述的外壓加載用氣囊，其特征在于:所述的筋條(3)整體為長方體形，沿豎直方向固定在氣囊(1)的外壁上；筋條(3)大于等于兩條，沿氣囊(1)寬度方向均勻分布。6.根據權利要求5所述的外壓加載用氣囊，其特征在于:所述的筋條(3)共有三十二條。7.根據權利要求1所述的外壓加載用氣囊，其特征在于:所述的氣囊(1)采用PVC材料制成，箍帶(2)采用合成纖維材料制成，筋條(3)采用槽鋼制成。
【專利摘要】本發明涉及航空航天技術領域，具體涉及一種外壓加載用氣囊，目的是提供一種采用耐磨材料制成，能夠節約成本，且可以極大地縮短試驗準備時間的外壓加載用氣囊。其特征在于，它包括氣囊(1)、箍帶(2)和筋條(3)；氣囊(1)套裝在試驗件(5)的外表面上；箍帶(2)套裝在氣囊(1)的外壁上；筋條(3)內側與氣囊(1)外壁固定連接，外側與箍帶(2)的內側固定連接。本發明與傳統外壓筒加載方法進行比對驗證試驗，分別用外壓筒和新氣囊對相同一個筒段加載至45KPa外壓載荷，并測量關鍵點應力值。對比幾次試驗的測量結果并擬合曲線，測量結構重復性很好，新氣囊達到了傳統外壓筒的加載效果。
【IPC分類】G01M13/00
【公開號】CN105466673
【申請號】CN201410465056
【發明人】陳昊, 劉硯濤, 劉彥毛, 倪徑達
【申請人】北京強度環境研究所, 中國運載火箭技術研究院
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2014年9月12日