[发明专利]一种测量固体火箭发动机自由装填药柱粘接强度的装置

说明书

一种测量固体火箭发动机自由装填药柱粘接强度的试验装置，包括：前转接工装、药柱组合件、卡键和后转接工装。前转接工装为两个轴对称分体式结构，通过其上下方的凸台作为螺栓安装接口，并通过螺栓紧固的方式完成两个分体结构的对接及对药柱组合件的周向固定；药柱组合件由前封头与药柱粘接而成，并保证粘接面与发动机实际状态一致，且在其前封头外型面沿圆周方向有一个槽；卡键为半圆环体结构，通过将两个卡键一起放置于前转接工装与药柱组合件的前封头之间的槽中，完成对药柱组合件的轴向固定；后转接工装内型面作为与药柱的粘接面，其粘接面轴向长度为前封头与药柱粘接面轴向长度的2.5倍，其后端通过一段圆柱段作为拉伸试验机的安装接口。

技术领域

本发明涉及固体火箭发动机领域，具体涉及一种测量固体火箭发动机自由装填药柱粘接强度的装置。

背景技术

对于固体火箭发动机而言，自由装填结构是一种高装填系数的装药形式，与直接在发动机壳体内浇注成型（贴壁浇注）不同，药柱采用装填方式装入发动机中，头部与壳体前封头粘接固定，其余部分处于自由状态。由于药柱独立浇注成型，不需考虑固化降温产生的应力应变，因此可以直接采用实心药柱进行装填，能够有效提升发动机的质量比。

然而当导弹采用垂直冷发射时，由于自由装填药柱在发动机内部处于半自由状态，因此在承受过载时的变形较贴壁浇注形式大幅增加，同时壳体前封头粘接强度也会经受考核。药柱变形超出预期将会改变发动机内腔结构，影响发动机性能；药柱与壳体前封头粘接界面强度不够则会导致药柱脱粘分离，严重影响发动机可靠性。

基于自由装填结构的物理特性，准确地对其药柱与前封头粘接强度进行测量是决定其在导弹垂直冷发射条件下结构完整性、环境适应性及工作可靠性的关键。目前采用的大多是试件级的静态拉伸试验，因为其在拉伸速率、边界条件等诸多方面与实际产品有较大的区别，故导致存在较大的误差。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在的问题，提供一种测量固体火箭发动机自由装填药柱粘接强度的装置，可以准确地测量药柱与前封头的粘接强度。

为了解决上述技术问题，本发明提供的解决方案是提供一种测量固体火箭发动机自由装填药柱粘接强度的装置，包括：前转接工装、药柱组合件、卡键和后转接工装。所述前转接工装为两个轴对称分体式结构，通过其上下方的凸台作为螺栓安装接口，并通过螺栓紧固的方式完成两个分体结构的对接及对药柱组合件的周向固定，在其内型面沿圆周方向有一个槽，同时在其前端通过一段圆柱段作为拉伸试验机的安装接口；所述药柱组合件由前封头与药柱粘接而成，并保证粘接面与发动机实际状态一致，且在其前封头外型面沿圆周方向有一个槽；所述卡键为半圆环体结构，通过将两个卡键一起放置于前转接工装与药组组合件的前封头之间的槽中，完成对药柱组合件的轴向固定；所述后转接工装内型面作为与药柱的粘接面，其粘接面轴向长度为前封头与药柱粘接面轴向长度的2.5倍，而其后端通过一段圆柱段作为拉伸试验机的安装接口。

进一步，所述前转接工装在距后端面20mm的位置沿圆周方向有一个宽4.5mm深2.5mm的槽，前端通过一段直径Ф10mm、长30mm的圆柱段作为拉伸试验机安装接口。

进一步，所述前转接工装的槽底径为Ф228mm，外径Ф223mm。

进一步，所述药柱组合件的粘接面轴向长度为38mm。

进一步，所述药柱组合件的前封头在距其前端11mm的位置沿圆周方向有一个宽4.5mm深2.75mm的槽。

进一步，所述药柱组合件的前封头上的槽底径为Ф217.5mm，外径Ф223mm。

进一步，所述卡键为内径Ф218.6mm、外径Ф228mm、宽度4.1mm的半圆环体。

进一步，所述后转接工装的粘接面轴向长度为95mm。

进一步，所述后转接工装的后端通过一段直径Ф10mm、长30mm的圆柱段作为拉伸试验机安装接口。