QJ 2717.1-1995 导弹与运载火箭模态试验 支承方法.pdf

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1、.J 中国航天工业总公司航天工业行业标准QJ 2717.1 2717.3-95 导弹与运载火箭模态试验1995制26发布1995 10-26实施中国戴天工业层、公毒发布 m 飞J1111J 与HitU” J 11112 1引与i引kHIH与川”1 川J 1111J 1引与lkllI引tj” 中阁航天工业总公司航天工业行业标准导弹与嚣载火箭模恋试验Si:承方法1 窒息盟内窑与适用re阁QJ 2717.1-95 本标准规定了导弹与运载火箭模态试验时发承系统没计的服始依据与技术要求、承方式与选择、文承方法与选择、支承系统分析模lli与计;I革方法、支承系统的组成和l安装与调试婆求以及文承系统对童在构

2、动特性的影响与修正本标樵适用于导弹（战术导弹与战略导掰）和运载火箭及子结构的模态试验，大骂自航天器的模$试验也可参照使用2引用标准QJ 1169研究试验文件的编El规定QJ 2686 地（舰）空导弹模态试骏规税3术语3. 1 频罪事准则试件和支承系统的运动频率必须低于试件3单位阶固有频凉1I 5的频率要求回3. 2稳定准则支承系统的恢复力矩土司试件的倾倒力矩之比必须大于1.2的稳定要求4 1l求系统设计的原始依据与技术要求4. 1原始依据试验任务书是文承系统设计的版始依据，内容一般包括：也试验任务书必须给出试件的总体尺寸质；盈利质心位置等街关数据；b.试骏f圭务书中E注明确规定被试结构的文承状

3、态（如水平状态统穆宜状态）、文承方式（如！竖立固交自Fil或自向自由交承方式）以及试验对交承系统设计的特殊要求；试骏怅务书中Iii明确规定不间交承方式下的产品试骏状态，如！接lL力口法或未加l1状态以及不可飞行秒状态下的产品加注状态中因航天工业总公司1”50426批准1995-10币26实施QJ 2717.1 95 4. 2技术要求4. 2. 1试验总位制定的试验方案（成大纲）应明确规定对交承系统设计的详细技术要求：a.试件的支承方式，直日竖立固支囱阙x承方式或自由自由交承方式；b.试件文承点的位置量以及对文承系统设计的载荷要求；c.满足试验方案规定的文系系统设计的频凉准则和稳定准则要求；d.

4、支承系统带纷纷构的附加质嚣，刚度和阻尼的限额要求ie. 51:承系统对络构振动特性影响的修正要哥求4. 2. 2 阁体火箭振动试尊贵时，推进剂一般用等比容介质模拟，并按试验任务书确定的试验状态设计文承系统4. 2. 3 3在承系统设计的特殊要求应考虑采用发射架（箱）成过渡段作为文承边界情况，柔性试件的文承边界可采用多个弹性约3校或消除重力的装置模拟4. 2. 4 3定承系统的设计必须满足以下要求：L支承系统必须具有足够的强度与刚度，b. x承系统用1J!f设计必须满足频丑事准则和稳定樵则，对于导弹频事液则JL小子I I 10，稳定准则应大于1.2；对于运载火箭频感准则应小子1I 5，稳定准则应

5、大于1.5;c. x承系统的承载能力必须考虑包括结构弹性振动在内的所有动载荷；d.支承部件强度设计的安全系数对于导弹般取23，对于运载火箭般取56;队交承系统纷试件附加的质豫、刚度和阪尼应尽矮小；f.为防止在文承点上产生过大的干扰结构拨动的约束力或动载衍，文点应尽篮选在E试件基频振骂自节点附近，王室耍的零件或组件必须进行静力试验考核，青争力试验载荷值般取使用载街值的1.5倍；h.某些特殊交承边界设计必须满足试验任务书中指定的具体姿求5支方式与选捺5. 1 交t捷方式的分类按导弹、主运载火箭的发射方式或飞行状态，可分为!li:il:支自由支承方式和自由一自由交方式自囱自由交承方式还可分成水平和垂

6、直两种交承方式5. 2 x添方式的选拷a.模拟导弹或运载火箭竖在发射台（架）上的文承方式JL选择竖立阻文囱囱交承方式；b.模拟导弹或运载火箭不同飞行秒状态的文承方式应选择自幽自幽垂直文承方式；2 QJ 2717.1 - 95 对小事型战术导弹草草团体火箭也可选择自由一自fl!水平灾款方式；d.对于发射车（包极发射箱或发射筒）上发射的导弹或团体火箭，m:Jtt试验任务书的要求选择文承方式；e.导弹拴机状态的文承方式分两种情况，叫个是直接把导弹悬挂子飞机翼阳之下，一个是较实验室内采用适当的连接方式模拟娃机状态的边界条件；f.导弹部件试验的交ffe.方式，必须考虑部件与弹体的实际连接条件，通常把弹身

7、最于托架之上部件处于1章愣状态；II:采用怆段作为:x承边界时，可QI2686中的6.2.2.2条的规定执行6 3配承方法与选择6. l :i:乏民方法的分类按试件的构型、文承系统设计时所选择的弹性元件的做质，对各类文承方法进行分类各类文承方法的特点及适用于臣阙见附放D（参考件）6. 2 支承方法的选择6. 2; 1 世蓝锋1i:.承方法的基本原则选择交款方法取决于试件的构坝、尺寸和质量因素L必须满足4.2条规定的技术要求；b.尽震减少附加质墨、刚度和阻尼（包括劝摩擦力）对试件劝特性的影响；充分考虑试件的承力佼ft（点）和l承载能力；d. 坦选用橡胶缓冲绳m件时，应尽最减少非线性影响，通常按Q

8、J2686中的6.2.1.1条的规定执行；结构紧凑，操作简单，维护方便；t具有随时调节试件的高度与李往直度的能力；E阳在试件对孩丽连接刚II!.较1fl:时，必须选择穆直支承方法6. 2. 2常用交承方法的选择a.通常根据实际需要，按附滚D（参考件）推荐的各类文方法和适用范围选择合适的文承方法；b.对于有特殊要求的试件，如：kll吕梁然体可采用多边界约联的文革是方法或消除重力的悬吊方法7 1i:.承系统分析模型与计算方法7. 1 :i:承系统分析模型的简化方法a. 景立固支一白白支系方式应简化成试件很？那阴灾的弹性梁模型，必要时按试骏任务书的要求处理网文连接条件，3 QJ 2717.1 - 9

9、5 b.自由一自由水平艾承方式应简化成承受两组或多组弹性力，叮绕质心转动，并按臻军方向平动的刚体模型自；c.自由自囱垂直交承方式应根据所选用的文承方法进行受力分析，并在小扰动(.ljl-动或转动）情况下建立合臻的分析槟坝，试件均做刚体处理7. 2分桥模型的计算方法7. 2. 1 自由一自由水平发承系统模骂自计算方法自由自由水平文承筷型应按试件的质量、发承点的位置，并在满足平稳定的悄况下，选择弹簧刚度，拨给定刚度参数后按附录A（补充仲）计算文承系统的运动特恢7. 2. 2 自由一自由垂直支承系统楼型计算方法7. 2. 2. 1 汹气弹簧支承汹气弹簧x承一般位于导弹线运载火箭1成部，为保证侧向稳定

10、性，必须加横向约束，在小角度运动情况下，系统的运动特性和刚度的计算方法见附录B（补充件）7. 2. 2. 2钢弹簧钢缆1i:j#:钢弹簧一钢缆艾承系统，在小角度运动情况下可简化成单摆，按试件刚体摆动！l型计算交承刚体运动频率与振型，自纵向运动频率姿求计算悬吊弹簧刚Jt(K2），由e稳定准则计算横向弹簧刚度（KI），支承参数的详细计算见附录c（补充件）7” 2. 3其它分衍筷型计算方法其它有特殊要求的支承方法与建模分析应按试件的具体受力情况进何计算，建模分析的主基本原则是能预示支承对试件:i9J特性的影响8 1i:承系统的组成和安装与调试要求8. 1 可选择以下部件组成不同文承系统：.与试件相连

11、的过渡件或文承然构；b.橡胶缓冲绳组及连接件；c.形成然摆的钢缆组合件或钢投杆；d.形成弹簧刚腔的弹簧组件或液压或气ffi装置；也用于调节支承摞长的调节投杆；1用于调节试件高度和垂直度的作动简装景（包括液压源），II与建筑物相泼的紧固连接件8. 2 3t承系统的安装与调试应满足以下姿求：试验建筑物必须为支承系统的安装和调试提供必要的承力点与安装夜间或场地，试验现场必须具有试件停放托起装资；b.交承系统中的液ffi或气版作动装置必须连续可词，井有自锁安全机构；c. ；通过xffe系统调节试件肖奇度与垂直度过程中，必须考虑建筑物空间的限制，必须4 QJ 2717.1叫5校建筑物上设安全保护装锻（如

12、安余环）；d.油气交承系统连续工作时间不得少于24h;？重要的承力仲、迹击毒件应在使用前进行必要的物理性能探伤；f，一套新激支承系统在用于薄型号试验前，必须进行余系统的静力试骏考核9 承系统对结构动特性的PJlil与修班队1减少交承系统影响的措施应采用以下措施减少交承系统对结构动特性影响：a.严格控制文承系统带给结构的附加质量置，当附加！赏？最大于结构总质擎的3%时，按不同的秒状态设计几套文承系统连接件，以减小迷接件的动质髦，必要时应从理论上加以修正；b.支承系统设计时，应使弹性元件尽量靠近被试结构以减小J!接件带给结构的附加质最；c.在支承系统总刚皮满足“频率准则”的条件下，应采用多点对称并

13、联安排连燎的文承方案，以减小交承不对称性对试件振动特性的影响；d.当交承钢缆较长出现弦振动时，应采取附加约束以消除钢缆抖动对试件的干扰与影响. 2 承系统影响的理论修正当x碍是系统的附加质盘和刚ll:X才试验结果影响较大时，应对试验结巢进行修跤，一般采用以下方法：a.矩阵搬动法；b.拓广灵敏度i!;特征僚微分法；d.试验曲线拟合技术等m试磁报告试验究成后按QJ1169的规定编写试验报告，在试验报告中应反映文承系统设计分析、安装、调试、使用和混论修正等方腑的内容5 QJ 2717.1呵5附:Ill;A 自由自由水平衷，民系统分析模型与计算方法（补充件）A 1 自由鼠由水平支承系统分析擦到自由一自

14、由水平支承系统分析模型见网Al.叫中一b一一阁Al水平文承系统分析模型A 2 扇由扇白水平支承附体运动翩翩察和报搜讲多事A 2. 1 按育事力平衡条件计算自由一自防水平文承刚度矶和K,A 2. 2计算自由自由水平文承刚体运动频率和:t1m时，解以下特征方程：to zz kk +- IG K1 k rBEE-EL + 吁EEEEEEnv,a mo r-III-L 2 ISEElL:, Jm 川(Al) 式中：m一试件质景，kg;I一试件转动惯量t,kg m2; K，、K，一支承用。度，N/m;b一艾森点到试件质心距离，m;一刚体运动阙频凉，s-1;X刚体-If动饭骂自；。刚体转动振泼6 B 1

15、油气弹簧;R:承模型QJ 2717.1 - 95 附法B油气1带去寄支啄模型与t十多东方法（补充件）汹气弹望着文承分析模型见凶Bl.阁Blf由气弹簧文承分析模费3B 2 油气萨拉箴;R:承附度的确定B 2. 1 按试验指定的纵向朋频率（w，）的要求确定文承刚)jtK,式帽mw；”.”(Bl) B 2. 2按稳定准则要求，解以下方税组，计算侧向刚度x，和x,.7 QJ 2717.1 95 G-B 盟 一K2kt一-1 一VAJ飞“. (B2) I旦uJ 2 . WG = 1.S 油气弹簧3t:iJ主的刚体运动凶频率和报型计算B 3 计算支承系统刚体运动圆频率时，解于3111频率方程：. .r _

16、 r B1x.if. 1咱lK.G mml-m U(K, + K.) +mlF去b耐K.WGl+ml E忍UK,+K1) 2 （K,+ K,) (B3) 1年l叫叫）吕乞机叶。r K, (B G) 当Jtx,1盟。时，刊和刷刷自然解剿，平动因频率（叫）附动回频(m，）按F!rJ式子计多事： (B4) 噜K十K剧.1 2 E十且” (B5) Br.K酶喃11兰一bK-WG I 2 L(K,+K2) 2 J m，瞄IW一试件意力，N;m试件质盘，kg;I一试件绕质心转动惯簸，kgm飞K，上部侧向那簧刚度，K，一下部侧向掰策问。度，N/m; Nim; (BS）式中：(Bl) 自QJ 2717.1一x

17、，一单个油气x承续1i弹簧刚度，N/m; B侧向j!ji雷Kt和K2之间的阪离，m;b一支承点问距离，m;G试件质心到J弹簧k2的距离，m;叫一刚体平动阴频率，s-1;(I) 2刚体转劝阻频辙，sl; 叫一用。体纵向自国频率，s-1;系统的刚度圆频率，s-1.9 QJ 2717.1 - 95 附录C锻弹簧一钢缝支承分新模型与计算方法（补充件c E银弹簧一钢缆支承分析模型钢弹簧一钢缆支承分析模型见图Cl.因Cl钢弹簧一钢缆支承分析模型c 2 I毒弹簧一钢结支承网度的确定c 2. 1 由试验指定的纵向运动因频率（m，）的要求，按下式计算支承刚度左2:主2= mw (CI) c 2. 2 由稳定准则

18、要求，按下式计算支承filJ.ti: i室主旷一灿：室主nJ = 1 5 .“C2)Wa 10 QJ 2717.t - 95 C3麟体运动因频率和摄型计算计算月3体平动和转动圆频率及相应的振型时，解下式特征方程：,v a, 寸I+/ K1(b a)-j I O I I I l+I I I J I r;，、NaF、2 Na(a /) . 1 r; I 一一H一一(Cl)（C3）式中：W一试件重力，N;m一试件质量，kg;N一下支承钢弹簧拉力，N;I 试件绕质心转动惯量，kgm2; K，一倾向弹簧限度，N/m;Ki一单个吊点弹簧月3度，N/m;a一试件质心jlj底部吊点距离，m;b一侧向支承弹簧到

19、底部吊点距离，m;f一悬吊弹簧点到底部后点距离，m;D一试件直径，田，叫一附体纵向医频率，s1; 一附体运动圈频率，.；X一刚体乎动振型；。附体转动振型! 仰 (C3) 11 Q.J 2717.1 -9圭附录D支承方法的特点及适用范围参考件）D E各类支承方法的特点及适用范围兑表Dl.表DI支承方法部特点及适用范围支承方法特主L适用范撞弹簧组或橡跤绳组支承结构紧凑，操作简单，使Ill方便，适合小型裁术导弹水平支承或部费咫jlli件振动试验支承空气弹簧支承可遥过改变充气压力改变承载能适合横向尺寸和载荷变化大剖试验伶力，使用维护复杂，非线性大支承适合大型固体火箭和液体运载火钢弹簧一锈缆支承使用维护简单方便，线性度好吉普垂直支承油气弹簧支承承载能力强，操作维护复杂，温尼翁适合重型运载器垂直支承或航天军Ul线性大飞机水平支承钢杆摆式支承机构简单，使用方便，承载能力不大适合中、小型导弹与运载火垂直支承附加说阴：本标准由中国航天工业总公司七O八所提出，本标准函中国航天工业总公司七o所负责起草本标准主要起草人：于海昌、贾文成、王建昆、吴素春B张小达12