[發明專利]一種適用于低溫貯箱帶環向變形補償的大剛度防晃結構

有效

• 申請號: 201811424573.1
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109625671B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 張健;郭彥明;胡正根;劉德博;潘楨;田建東;王非凡;吳會強;鄢東洋
• 申請（專利權）人: 北京宇航系統工程研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: B65D90/52
• 分類號: B65D90/52
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了屬于結構技術領域的一種適用于低溫貯箱帶環向變形補償的大剛度防晃結構，包括筒段壁板，所述筒段壁板上固定連接有焊接角片，且焊接角片上固定連接有角撐，所述角撐上固定連接有防晃板。本發明設計新穎，結構合理，整圈防晃板進行分塊設計，可以消除拉扯變形，降低脫焊和焊點折痕的風險，同時在防晃板靠近箱體殼體一側沿半徑方向設計了優化槽，在貯箱增壓膨脹后，防晃板上的細槽會隨箱體張開或閉合，可以補償防晃板的環向變形，抵消掉變形應力，采用耳片與角撐預先安裝，最后進行防晃板的安裝方式，不存在安裝過程中的變形協調問題，使裝配流程和難度大大簡化，大剛度防晃板結構設計，可以更有效的降低液體晃動能量。

技術領域

本發明涉及結構技術領域，尤其涉及一種適用于低溫貯箱帶環向變形補償的大剛度防晃結構。

背景技術

防晃結構安裝在液體貯箱內部，是用于抑制液體晃動運動和改變晃動頻率的一種機械裝置，防止發生液體晃動頻率與控制頻率耦合現象。新一代運載火箭采用低溫推進劑，貯箱直徑從3.5m跨越到5m，與傳統防晃板結構相比除晃動載荷外還要經受更大的內壓變形及推進劑加注時的低溫變形，對于防晃板面板、焊點節點強度都是考驗。目前防晃結構主要為以下兩種：1、整體環向防晃板應用于大型貯箱壁面的防晃裝置，能夠增強貯箱結構剛度。是防晃裝置與貯箱結合元件，其阻尼值可按邁爾斯公式估算，環板所提供的總阻尼在設計中取平均值，環板鉆孔面積達到3％時，阻尼略有增加，當達到6％時，阻尼有所降低。曾用于直徑5m貯箱內部，其主要依靠一字型拉條與貯箱內壁焊接連接，環向通過搭接板進行連接。環向防晃裝置面板沿環向覆蓋面積較大，2、非對稱型扇形防晃板布置在箱體橫截面上，對箱體的軸線不對稱，板面呈現半圓扇形，其設計原理是利用非對稱設計使得激勵產生傳遞，將第一階振型的能量轉移到二階振型上。一階振型非對稱而到二階振型即為對稱，且二階模態頻率為一階頻率的1.95倍。故而非對稱扇形防晃板使液體產生高頻且對稱的頻率振型。目前多用于直徑3.35米直徑的貯箱結構內部，連接方式通過撐板與貯箱壁板焊接連接，以上結構在防晃措施上已經取得顯著效果，但是面臨新一代運載火箭采用低溫推進劑，在加注中箱內熱環境降低200℃以上，箱體結構出現收縮變形，箱體軸向變形量可達90mm,徑向單邊收縮量達到15mm；在充壓后，由于箱體剛度不同，變形分布不均勻在防晃結構與貯箱連接處以及放晃結構搭接部分會出現變形不協調問題，會出現防晃板面失穩褶皺，或者焊點及連接結構失效。若防晃結構失效，不僅無法抑制液體晃動，脫落的焊點、螺栓等會在箱內形成多余物，導致飛行失敗，為此，我們提出了一種適用于低溫貯箱帶環向變形補償的大剛度防晃結構投入使用，用以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出一種適用于低溫貯箱帶環向變形補償的大剛度防晃結構。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：一種適用于低溫貯箱帶環向變形補償的大剛度防晃結構，包括筒段壁板，所述筒段壁板上固定連接有焊接角片，且焊接角片上固定連接有角撐，所述角撐上固定連接有防晃板。

優選的，所述焊接角片通過點焊焊接在筒段壁板上，所述焊接角片包括有直角角片和斜角片，所述直角角片與斜角片焊接位置互相垂直。

優選的，所述焊接角片為四組，所述角撐為兩組，四組所述焊接角片通過螺栓分別與兩組角撐固定連接。

優選的，所述防晃板在靠近筒段壁板一側沿半徑方向設有補償縫，所述補償縫長度為120mm，寬度為4mm。

優選的，所述防晃板角度為20度，所述防晃板通過四排鉚釘與角撐固定連接。

優選的，所述焊接角片采用可焊接性能好的高強鋁合金板材加工而成，所述角撐采用高強鋁合金板材加工而成，所述防晃板采用鋁合金板材加工而成。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：