采用應(yīng)變儀分析火箭箱式發(fā)射中箱體的動態(tài)應(yīng)力應(yīng)變

箱式發(fā)射裝置是火箭導(dǎo)彈武器系統(tǒng)經(jīng)常采用的裝置之一，主要是用來提高戰(zhàn)時(shí)反應(yīng)速度。但是在箱式發(fā)射時(shí)，導(dǎo)彈從點(diǎn)火到運(yùn)動出箱過程中，火箭發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的燃?xì)馍淞鲗ο潴w產(chǎn)生的沖擊和干擾嚴(yán)重時(shí)會造成箱體損壞。所以在箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮此方面因素的影響。

箱式發(fā)射時(shí)燃?xì)馍淞鲗ο潴w影響進(jìn)行理論分析是一個(gè)復(fù)雜的過程，在火箭燃?xì)馍淞鲃恿W(xué)的研究中，雖然可以通過流場計(jì)算軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，得到發(fā)射流場（壓強(qiáng)、溫度、速度場等）對發(fā)射箱的影響，但若能借助試驗(yàn)的方法，研究火箭導(dǎo)彈從點(diǎn)火到運(yùn)動出箱整個(gè)發(fā)射過程中的動態(tài)變形情況，可以更直觀地反映發(fā)射過程對箱體的影響，并驗(yàn)證數(shù)值模擬計(jì)算的可信度。

本文主要是介紹用采用應(yīng)變儀測量箱體外表面動態(tài)應(yīng)力應(yīng)變的過程，對測量結(jié)果進(jìn)行初步分析，并對箱體設(shè)計(jì)提出一些建議。

動應(yīng)力測量方法

發(fā)射箱蒙皮材料為特種鋁（LF6R GB3139-82），其彈性模量E值為67GPa，泊松比μ值為0.3,厚度為2mm。

箱體內(nèi)部截面近似于正方形，頂面是發(fā)射橫梁，其余三面均有加強(qiáng)蒙皮，左右面的加強(qiáng)蒙皮結(jié)構(gòu)相同，強(qiáng)度較大，由于位置關(guān)系，底面蒙皮與左右面加強(qiáng)蒙皮不同，強(qiáng)度稍弱些。測試時(shí)，根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和需要在關(guān)鍵位置可以布置多個(gè)測點(diǎn)，在箱體外壁共布置5個(gè)測點(diǎn)，頂面1點(diǎn)，底面和左側(cè)面各2點(diǎn)，且均粘貼在外壁對稱軸面上。

測量系統(tǒng)和設(shè)備簡介

電測法測量應(yīng)變的原理是通過粘貼在試件表面上的電阻應(yīng)變片感受試件的受力變形，經(jīng)電路轉(zhuǎn)化為可以測量的電信號，根據(jù)電信號的變化得到試件表面的應(yīng)變值。測量系統(tǒng)主要由應(yīng)變片、應(yīng)變儀和計(jì)算機(jī)組成。

應(yīng)變片是非電量電測法中一種常用的轉(zhuǎn)換元件。試件變形的應(yīng)變量與粘貼在其上的應(yīng)變片的阻值變化之間存在線性關(guān)系，利用這一特性將應(yīng)變量轉(zhuǎn)換成電信號。

應(yīng)變儀用于獲得并放大動靜態(tài)應(yīng)變電橋輸出的微弱信號。其配套軟件可采集和記錄應(yīng)變值，對構(gòu)件進(jìn)行應(yīng)力分析。

試驗(yàn)測量中應(yīng)變片采用120Ω直角形應(yīng)變花，橋路按照一片工作片，一片補(bǔ)償片組成半橋接入動態(tài)應(yīng)變儀。

結(jié)論

經(jīng)過分析研究后得出，電測法可以測量箱體外表面動態(tài)應(yīng)力應(yīng)變的過程，通過測試處理曲線能夠分析發(fā)射過程的不同階段和箱體的受力。從測試應(yīng)力和應(yīng)變的幅值可以看出發(fā)射梁間點(diǎn)變形*小，側(cè)面變形較大，越靠近尾部變形越大，整個(gè)發(fā)射過程對尾部影響*大。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)通過對加強(qiáng)蒙皮的合理優(yōu)化，盡可能使得同一截面的應(yīng)力應(yīng)變等同。