Способ испытания изделий незамкнутой конфигурации на прочность



Способ испытания изделий незамкнутой конфигурации на прочность
Способ испытания изделий незамкнутой конфигурации на прочность

 


Владельцы патента RU 2428669:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" (RU)

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано для испытаний головных обтекателей ракет-носителей на прочность и несущую способность. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности испытания с обеспечением заданного графика или программы изменения нагрузки на испытуемый объект, максимально приближенный к той, которой оно подвергается при реальной эксплуатации, что обеспечивается за счет того, что образуют замкнутую полость путем присоединения к испытуемому изделию элемента, замыкающего эту полость, с организацией входа-выхода рабочего тела в полученную замкнутую полость. Обеспечивают нагрузку на испытуемое изделие в виде перепада давления путем откачки рабочего тела из образованной замкнутой полости с помощью вакуумной системы. По результату испытания судят о соответствии испытуемого изделия необходимым техническим условиям. При этом вакуумную откачку осуществляют как с учетом функции изменения негерметичности объекта испытания, так и с учетом функции изменения газовыделения со стенок объекта посредством программного управления расходом откачиваемого рабочего тела. 2 ил.

 

Изобретение относится к области испытаний изделий незамкнутой конфигурации, в частности, к испытаниям головных обтекателей ракет-носителей на прочность и несущую способность.

Из патентной литературы известен способ испытания изделий типа незамкнутых оболочек, например, полых незамкнутых корпусов в форме тела вращения, описанный в авт. св. СССР №1185175, МКИ G01 3/12, 3/02, 1982 г. и заключающийся в том, что образуют замкнутую полость путем присоединения к испытуемому изделию конструктивного элемента, замыкающего эту, до того не замкнутую, полость, с организацией входа-выхода рабочего тела в полученную замкнутую полость, обеспечивают нагрузку на испытуемое изделие в виде перепада давления на испытуемое изделие и по результату испытания судят о соответствии испытуемого изделия необходимым техническим условиям.

Однако в этом способе перепад давления создают за счет избыточного давления в созданной замкнутой полости, что затрудняет получение достоверной информации о прочности изделия, т.к. не полностью учитываются реальные условия эксплуатации изделия.

Также из патентной литературы известен способ испытания изделий незамкнутой конфигурации на прочность, заключающийся в том, что образуют замкнутую полость путем присоединения к испытуемому изделию конструктивного элемента, замыкающего эту, до того негерметичную, полость, с организацией входа-выхода рабочего тела в полученную замкнутую полость, обеспечивают нагрузку на испытуемое изделие в виде перепада давления путем откачки рабочего тела из образованной внутренней замкнутой полости с помощью вакуумной откачной системы и по результату испытания судят о соответствии испытуемого изделия необходимым техническим условиям (см., например, описание к авт. свид. СССР №1840411, МКИ G01M 3/08, 1990 г.)

Недостатком указанных известных способов является то, что они не используют заданный график или программу изменения нагрузки на испытуемый объект, воздействующие на изделие в процессе его эксплуатации, что не дает полного представления о соответствии испытуемого изделия заданным техническим условиям, обеспечивающим его надежность в процессе эксплуатации.

Задачей данного изобретения является создание способа испытания изделий незамкнутой конфигурации на прочность и/или несущую способность с достижением технического результата в виде возможности проверки или испытания с обеспечением заданного графика или программы изменения нагрузки на испытуемый объект, максимально приближенной к той, которой подвергается изделие при реальной эксплуатации, а также расширение арсенала технических средств при обеспечении нормальной эксплуатации изделий данного вида.

Данная задача решается таким образом, что в способе испытания изделий незамкнутой конфигурации на прочность, заключающемся в том, что образуют замкнутую полость путем присоединения к испытуемому изделию конструктивного элемента, замыкающего эту, до того незамкнутую, полость, обеспечивают нагрузку на испытуемое изделие в виде перепада давления путем откачки рабочего тела из образованной замкнутой полости с помощью вакуумной откачной системы и по результату испытания судят о соответствии испытуемого изделия необходимым техническим характеристикам. В соответствии с изобретением вакуумную откачку осуществляют как с учетом функции изменения негерметичности объекта испытаний, так и с учетом функции изменения газовыделения со стенок объекта посредством программного управления расходом откачиваемого рабочего тела.

Далее предлагаемое изобретение поясняется более подробно с использованием графических материалов.

На фиг.1 показано устройство и технические средства, используемые при реализации заявленного способа.

На фиг.2 показан график изменения нагрузки на испытуемое изделие в процессе его эксплуатации.

Устройство или технические средства (фиг.1), используемые для реализации заявленного способа, содержит следующие элементы:

оснастка или стендовое оборудование 1, на которое устанавливается испытуемое изделие 2 (объект испытаний), конструктивный элемент, замыкающий испытываемое изделие, например в нашем случае этот конструктивный элемент представляет крышку 3, которая закрывает открытую часть испытуемого изделия, в нашем случае, носовой обтекатель 2 ракеты-носителя. Крышка 3 (или сначала одна или уже в собранном с обтекателем 2 виде) устанавливается на оснастке 1.

К сборке - носовой обтекатель 2 и крышка 3, имеющей замкнутую (не обязательно полностью герметичную) полость, подсоединяется трубопровод 4 откачной вакуумной системы. На трубопроводе 4 монтируются дроссели 5, 6, 7, позволяющие изменять характеристики откачной вакуумной системы, в частности производительность.

Количество дросселей зависит от принятой программы испытаний,

Способ реализуется следующим образом.

Образовав на испытательном стенде замкнутую полость, подсоединяют ко входу-выходу трубопровод откачной вакуумной системы с группой дросселей. Затем производят вакуумную откачку как с учетом функции изменения негерметичности объекта испытаний (носового обтекателя), так и с учетом функции изменения газовыделения стенок объекта испытаний (стенок головного обтекателя) посредством программного управления расходом откачиваемого рабочего тела (воздуха). Главная задача при этом состоит в том, чтобы воспроизвести график (функцию) силового воздействия (перепада давления), действующего в процессе эксплуатации изделия.

Рассмотрим график изменения нагрузки следующего вида (фиг.2).

Для решения вопроса воспроизведения этой зависимости необходимо постоянно по времени решать задачу совместного выполнения следующих функций:

- заданного графика изменения нагрузки;

- изменяющейся в процессе откачки негерметичности объекта с оснасткой;

- при наличии газовыделения объекта - учет изменяющегося газовыделения объекта;

- характеристику откачной системы.

Для простоты задачи рассмотрим объект, в котором газовыделение отсутствует.

Для реализации заданного закона нагрузки (перепада) рассмотрим две функции:

- функцию откачной системы;

- функцию негерметичности.

Изменение давления внутри обтекателя подчиняется следующей зависимости:

где So - основная характеристика откачной системы, которая остается постоянной в довольно широком диапазоне давлений;

P - изменяющееся в процессе откачки давление внутри обтекателя (давление падает).

Таким образом, характеристика So Pdt будет падающей, если не менять искусственно ее параметры.

QΣ - это величина негерметичности объекта (обтекателя), которая со временем увеличивается в связи с тем, что перепад между внешней средой и внутри обтекателя увеличивается, так как давление внутри обтекателя падает в процессе откачки.

V - объем откачиваемой полости.

Таким образом, влиять на форму графика изменения заданной нагрузки можно с помощью изменения комплекса So Pdt и, в частности, изменения So путем изменения проводимости системы откачки путем перекрытия дросселей 5, 6, 7.

Точность воспроизведения функции нагрузки (см. фиг.2) будет зависеть от характеристики системы откачки, негерметичности объекта, требований точности воспроизведения заданной функции нагрузки, а также от количества дросселей 5, 6, 7 и т.д. системы откачки и графика их отключения.

В процессе воспроизведения нагрузки (перепада давления) производится оценка устойчивости и прочности объекта испытаний, в частности по тензодатчикам и датчикам перемещений, как в реальном масштабе времени, так и по результатам анализа и внешнего осмотра изделия (обтекателя) после испытаний.

Испытание считается выполненным успешно, если обтекатель сохранил свою целостность и несущую способность.

Способ испытания изделий незамкнутой конфигурации на прочность, заключающийся в том, что образуют замкнутую полость путем присоединения к испытуемому изделию конструктивного элемента, замыкающего эту, ранее незамкнутую полость, с организацией входа-выхода рабочего тела в полученную замкнутую полость, обеспечивают нагрузку на испытуемое изделие в виде перепада давления путем откачки рабочего тела из образованной внутренней замкнутой полости с помощью вакуумной откачной системы и по результату испытания судят о соответствии испытуемого изделия необходимым техническим условиям, отличающийся тем, что вакуумную откачку осуществляют как с учетом функции изменения негерметичности объекта испытаний, так и с учетом функции изменения газовыделения со стенок объекта посредством программного управления расходом откачиваемого рабочего тела.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля герметичности космических аппаратов и орбитальных станций. .

Изобретение относится к области диагностики энергетических установок и может использоваться преимущественно в атомной энергетике для контроля герметичности парогенераторов, в которых греющим теплоносителем является жидкий металл (натрий, свинец, свинец-висмут), передающий тепло воде и водяному пару через поверхность теплообмена.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в электронной, атомной промышленности, в машиностроении, где испытания изделий связаны с высокими требованиями по герметичности.

Изобретение относится к области измерительной и испытательной техники и предназначено для обнаружения протечки из находящихся под давлением каналов подачи топлива, например, на заправочных станциях.

Изобретение относится к химическому реактору, в котором предусмотрена возможность выявления наличия теплообменников с механическими повреждениями и к способу выявления поврежденных теплообменников.

Изобретение относится к области испытательной техники и направлено на повышение чувствительности определения коэффициента подсоса физиологически активных веществ в подкостюмное пространство.

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано в других областях техники, где возможна эксплуатация емкостей при низких температурах.

Изобретение относится к области испытательной техники и может найти применение в областях техники, где предъявляются повышенные требования к герметичности, долговечности и надежности изделий, например, таких, как трубопроводы, замкнутые отсеки космических кораблей.

Изобретение относится к измерению потребления (расхода) текучей среды оборудованием для управления процессом и, более конкретно, к определению количества питающей текучей среды, расходуемой конкретными приборами в составе системы управления или всей цепью управления процессом

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для диагностики преимущественно подводных магистральных трубопроводов

Изобретение относится к средствам для испытания фильтров и может найти применение в любых отраслях промышленности, где они используются

Изобретение относится к области испытательной техники и направлено на повышение надежности испытания на герметичность подземных резервуаров, например, в каменной соли за счет увеличения точности определения месторасположения дефекта и величины утечки

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и предназначено для использования в диагностике состояния механизмов и машин, испытывающих статические и динамические нагрузки и требующих повышенных мер контроля и обеспечения безопасности, например, погрузо-разгрузочных строительных машин (башенных кранов)

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для дистанционного определения места утечки жидкости или газа из магистрального трубопровода, находящегося в траншее под грунтом

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для диагностики преимущественно подводных магистральных трубопроводов

Изобретение относится к области испытательной техники и может найти применение в тех ее областях, где предъявляются повышенные требования к герметичности, долговечности и надежности изделий, например трубопроводов, замкнутых отсеков космических кораблей

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к конструкциям, обеспечивающим подачу огнетушащего вещества в зону горения по рукавной линии
Наверх