[发明专利]用于固体推进剂长期低应力压缩蠕变性能测试的试验装置

说明书

本发明公开了一种用于固体推进剂长期低应力压缩蠕变性能测试的试验装置，包括相机、支撑座与单轴加载单元；单轴加载单元包括连接组件、压力测量组件、伸缩组件、第一压头与第二压头，连接组件固定设在支撑座上，且压力测量组件的顶端与连接组件的底端固定相连；伸缩组件的顶端抵接在压力测量组件的底端，第一压头固定连接在伸缩组件的底端，第二压头固定设在支撑座上，第一压头与第二压头之间围成夹持腔，伸缩组件具有伸缩的自由度，相机的镜头朝向夹持腔。通过改变伸缩组件长度控制对试样施加的载荷大小，且能在试验过程中实时调整施加载荷的大小，再通过图像处理的方式实现性能测试，对试样无任何损坏，具有试验成本低和测试效率高等优点。

技术领域

本发明涉及压缩蠕变试验技术领域，具体是一种用于固体推进剂长期低应力压缩蠕变性能测试的试验装置。

背景技术

固体推进剂由于其独特的粘弹效应，在长期重力载荷作用下，会发生较大的蠕变变形，进而影响后期固体火箭点火发射过程。固体推进剂蠕变特性可以为固体推进剂药柱结构设计及其结构完整性分析提供依据。目前，国内外开展的固体推进剂蠕变性能试验主要为拉伸蠕变试验，压缩蠕变性能试验的研究很少，且大多局限于短期压缩蠕变研究。

对于长期压缩蠕变性能的研究，至今没有统一的标准。采用一般万能试验机测试固体推进剂在长期载荷下的响应，实验所需时间较长、实验成本较大；采用机械式砝码的方式加载，则无法保证其在蠕变过程中恒定的应力状态；采用改进后的机械式蠕变实验机虽然可以保证试件受力的恒定，但对于不同材料和试样尺寸，需要设计和计算加载臂的尺寸，且加工精度要求高，加工困难。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种用于固体推进剂长期低应力压缩蠕变性能测试的试验装置，具有结构简单、易于制作、操作方便、适用范围广、制作成本相对低廉等多方面的优先。

为实现上述目的，本发明提供一种用于固体推进剂长期低应力压缩蠕变性能测试的试验装置，包括相机、支撑座以及设在所述支撑座上的单轴加载单元；

所述单轴加载单元包括连接组件、压力测量组件、伸缩组件、第一压头与第二压头，所述连接组件固定设在所述支撑座上，且所述压力测量组件的顶端与所述连接组件的底端固定相连；

所述伸缩组件的顶端抵接在所述压力测量组件的底端，所述第一压头固定连接在所述伸缩组件的底端，所述第二压头固定设在所述支撑座上，且所述第一压头与所述第二压头之间围成能够夹持固体推进剂的夹持腔；

所述伸缩组件具有伸缩的自由度，以调节所述夹持腔内固体推进剂所受的压缩应力，所述相机的镜头朝向所述夹持腔。

在其中一个实施例中，所述支撑座包括主体、第一平台、第二平台与第三平台；

所述第一平台、所述第二平台、所述第三平台从上至下依次间隔设在所述主体的侧部，所述第二压头固定设在所述第三平台上，所述第一平台上设有第一通孔，所述第二平台上设有第二通孔；

所述连接组件的底端穿过所述第一通孔后与所述第一平台固定相连，所述压力测量组件位于所述第一平台与所述第二平台之间，所述伸缩组件的底端穿过所述第二通孔后与所述第一压头固定相连，且所述伸缩组件与所述第二通孔之间为间隙配合。

在其中一个实施例中，所述连接组件包括固定螺杆与固定螺母，所述固定螺杆的底端穿过所述第一通孔后与所述压力测量组件相连；

所述固定螺母的数量为两个且均与所述固定螺杆螺纹相连，其中一个所述固定螺母抵接在所述第一平台的顶部，另一个所述固定螺母抵接在所述第一平台的底部。

在其中一个实施例中，所述压力测量组件包括力传感器与转换接头，所述力传感器的两端设有同轴的第一连接螺杆与第二连接螺杆；

所述固定螺杆的底端设有与所述固定螺杆同轴的第一螺纹孔，所述转换接头为回转体结构，且所述转换接头的顶端设有与所述转换接头同轴的第二螺纹孔；