液氧箱后底静应力测量系统设计与应用.pdf

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1、液氧箱后底静应力测量系统设计与应用刘秀芳，等液氧箱后底静应力测量系统设计与应用DesignandAppIicationoftheStaticStressMeasurementSystemfOrBOttOmEndOfLiquidO×ygenTank纠秀芳扬洋磊凤姣邦互在(上海航天设备制造总厂，上海200245)摘要：为了验证新材料新工艺在运载火箭液氧箱后底中应用的可行性和安全性，针对承压能力这一重要指标，设计了液氧箱后底静应力测量系统。考虑到内表面应力测试需要在水下进行，提出了应变片水下密封的方法，设计了应变片信号传输线缆密封引出的堵头。为了消除温度以及导线电阻对测量精度的影响，采用了半桥

2、温度补偿和导线误差修正的方法。实验证明，测量系统能够用来检验焊缝质量，为新工艺新材料的应用提供了可靠的试验数据和试验方法。关键词：液氧箱静应力试验应变片密封焊缝检测水下应力测试中图分类号：JI殴06+．1；TH82文献标志码：ADOI：lO．16086／i．cnki．issnlooO—0380．201512018Abs岫哦：T0V址datethefe髂ibilityandsecIlrityof印plyingnewnmterialsandnewprocesstechniqLlesforbottomendofcarrierrockethqIlidoxygenta】【lk-inaccordaI

3、lcewinlthecri廿calindexofpressurecapaci哆．thestatics眦ss皿【easurementsystemforbonomendofliquidoxygentarlkhasbeendesigned．Co璐ideriIlgtlles吮sstestsofinnersur】‰eneedtobeconductedundert量Iewater，tIIeunderwatersealingmetllodfors岫98ugeisproposed。锄dtIlele础IlgplugfortllesealedsigIlal咖smissioncableofs舶曲gaugeis

4、desi印ed．IIlordert0elimi眦le山ei玎丑uenceoftempemtIlre锄dwireresistanceontheme踮urememacc啪cy，themethodsofhmbridgetemperaturecompen阻donandcoⅡectionofwireerrorareadopted．TheexperimentsshowtIlattlleweldqu址tycanbeinspectedbytllemeasurementsystem；lheseprovidereliableexperimentaldataandtestmetIlodsforappdjcat

5、ionofnew哪terialsaIldnewpFocesslec岫qIles．KI聊ds：UqllidoxygenS叫c—s骶ssexperimentS嘶ng叫gesealingWeldjointtesdIlgstraillgaugetest衄derwaterO引言新一代运载火箭采用了液氢液氧(或者液氧煤油)做推进剂。针对其工作特性与传统推进剂(四氧化二氮和偏二甲肼)的不同，我厂在新一代运载液氧箱后底(即推进剂储箱)的研制中，应用了新材料和新工艺。运载火箭助推模块是关系火箭运输能力的关键部件，其承压能力直接影响可加注的助推剂容积，对火箭能否发射成功并进入预定的轨道具有重要的影响。因此，

6、必须通过大量的承压能力试验，即压力试验来验证新工艺和新材料应用的可行性和稳定性。为适应研制生产试验要求，设计了该液氧箱后底静应力测量系统。1液氧箱后底静应力测量的难点液氧箱后底采用新材料铝材2219，其结构如图l所示，箱底结构为椭球回转体。根据型号不同，箱底大小不同，我厂承接的型号任修改稿收到日期：2014一09一19。第一作者刘秀芳(198l一)，女，2006年毕业于东北大学机械工程与自动化专业，获硕士学位，高级工程师；主要从事航天嚣综合测试技术的研究。《自动化仪表》第36卷第12期加15年12月务中，箱底最大直径为3350-m，最大高度为1160-m。箱底由顶盖、圆环和型材框组成，其

7、中圆环由6块瓜瓣拼焊而成，主要焊缝包括圆环瓜瓣纵焊缝、顶盖环焊缝、型材框环焊缝和法兰焊缝。除型材框拼接焊缝和法兰焊缝采用了传统变极性非熔化极惰性气体钨极保护焊(tun伊teninertgaswelding，TIG)方法外，其余焊缝，包括瓜瓣纵焊缝、顶盖环焊缝和型材框环焊均采用了新的工艺方法(即搅拌摩擦焊方法)¨1。图l液氧箱后底结构图Fig．1MechaIlicalstmctureofthebottomendofliquidoxyg