QJ 2068-1991 弹道式导弹弹头碳－碳防热套热刚度与热强度试验方法.pdf

1、Q .J 中华人民共和国航空航天工业部航天工业标准QJ 2068-91 弹道式导弹弹头碳一碳防热套热刚度和热强度试验方法1991-01-14发布1991-09-01实施中华人民共和国航空航天工业部发布中华人民共和国航空航天工业部航天工业标准弹道式导弹弹头碳一碳防热套热刚度和热强度试验方法1主题内容与适用范围QJ 2068-91 本标准规定了弹道式导弹弹头碳碳复合材料防热套热刚度和热强度试验的基本要求、数据测量及试验数据处理的方法.本标准适用于弹道式导弹弹头碳一碳复合材料防热套热刚度和热强度试验B其他碳一碳复合材料的部件或防热套热刚度和热强度试验可参照执行.2 符号T，一沿试验件厚度方向第t点的

2、温度t;T 一沿试验件壁厚度方向的平均温度，t /mm; 1wz 试验件壁外表面第2点的温度t;YWJ 与外表面第i点相对应壁内表面点的温度t;AT, 试验件A区的轴向平均温度与初始温度之差t;. T. 一试验件B区的轴向平均温度与初始温度之差t;. Tc 试验件C区的轴向平均温度与初始温度之差t;ATCP1一试验件轴向平均温度与初始温度之差c .T也一试验件周向平均温度与初始温度之差t;LCPI 试验件轴向膨胀量的平均值，mm. L nl一试验件边界模拟设备轴向膨胀量的平均值，mm. L二试验件A区内的钥炜、长度mm;L.一试验件B区内的初始长度，mm; Lc一试验件C区内的初始长度，mm;

3、 L , L2 Ll一试验件位移测量点(1)、(2)、(3)处的轴向膨胀量mm，L 试验件A区内的初始测量点位置mm，., L 4 L 5一试验件边界模拟设备位移测量点(4)、(5)处的轴向膨胀量mm;.LL -试验件轴向绝对膨胀量.mm; 航空航天工业部1991-01-14批准1师1-09-01实施QJ 2068-91 .L , 试验件周向绝对膨胀量，mm; 8一试验件壁厚度.mm; d，一与T点相对应的试验件的外圆直径.mm; d 与T点相对应的试验件的内圆直径.mm; j ，.)二d，一试验件在壁厚度方向任意一点处的直径mm.L 沿试验件轴向材料的线膨胀系数.1/ C; 沿试验件周向材料

4、的线膨胀系数11 C; Rep 试验件周向位移测量点处的初始平均半径mm;L一试验件总长度.mmo 3基本要求3. 1 试验原始依据以试验委托单位提出并与试验承担单位协商后会签的试验任务书为依据.试验任务书一般应包括下列内容a试验日的，b试验件状态、数量、简图及有关部件的图号ic试验项目及要求，d加热条件及加热程序，e载荷条件及加载程序，f测量项目、测点位置图，E试验精度要求.加热器的热场均匀性、加热控制精度和测量精度，h试验件安装及边界条件要求.3. 2试验方案设计3. 2. 1 根据试验任务书制订试验方案.3. 2. 2 根据试验方案编制各种试验技术文件a试验安装图和安装程序，b试验控制和

5、测量方案，c试验质量和安全保障措施，d试验指挥程序.3. 3试验装置设计3. 3. 1 根据试验方案选用通用设备和设计专用设备及工装夹具-3. 3. 2 加热器在满足热场要求的条件下，必须安全可靠.3. 3. 3 承力装置及连接件的承载能力一般选为试验件承载能力的二点五至四倍.3.3.4按照试验对象的真实连接方式或任务书规定的边界条件模拟要求，设计试验件2 的边界支承件.3.4 测量准备工作3. 4. 1 标校传感器.QJ 2068-91 3. 4. 2 按照测量点位置图在试验件上粘贴应变计-3. 4. 3按照测量点位置图在试验件上粘贴温度计.3.4.4应变计、温度计应严格按照工艺流程进行粘贴

6、和烘烤固化-3. 4. 5 焊接测量导线圄3. 5 试验安装与调试3. 5. 1 组装石英灯加热器，测试绝缘性能，并分区进行通电检查.3.5.2安装试验支架和边界支承件，用模拟试验件遂行位置协调，3.5.3安装正式试验件.3. 5. 4 安装加热器及电力也缆，进行总体绝缘性能测试-3. 5. 5 安装热流密度传感器及冷却管路.3. 5. 6 安装测力计罪11液压伺服机构.3. 5. 7 安装位移传感器.3. 5. 8 根据测量排题表敷设温度、应变、位移.载荷等测量导线，连接捆量通道及测量仪器，并进行通电检查.3. 5. 9调试所有参试的仪器、设备、计算机测试系统和通讯系统，各个环节均应处j正常

7、工作状态.3. 5. 10 正式试验前必须进行预备性试验，施加的最高温度和最大载荷值不超过正式试验应加温度和载荷值的10%.预各位试验次数不超过两次回3. 5. II 进行试验现场技术安全和质量全面检查，首次试验之前应填写试验许可证，逐级签字认可.4试验4. 1 热刚度试验4. 1. 1 只进行单独加温试验.4. 1. 2 预备性试验结果表明各个分系统工作正常后，方可进行正式试验B4. 1. 3按任务书规定的热流密度时间历程对试验件加热.加热反馈元件采用圆馅式辐射热流计，自计算机进行闭路过程控制.热流计tIIJ量精度优于i:5%.加热控制精度优于士10%.4. 1. 4 热刚度试验重复进行三次

8、，4. 1. 5加热过程中实时测量温度、位移、应变和热流密度.4. 1. 6现场观测试验件受热过程中发生的切现象，并进行屏幕显示和记录圄3 QJ 2068-91 4. 1. 7试验结束后给出试验过程中计算机采集的各点温度、位移和热流密度数据-4. 2 热强度试验4. 2. 1 试验中按试验任务书规定的加热程序和加载程序同时加热、加载.4. 2. 2 当达到最高温度和使用载荷后，停止加热，电压回零，继续按载荷程序曲线进行加载，直至试验件破坏.4. 2. 3加热按照4.1. 3条规定进行.4. 2. 4试验过程中实时测量载荷值，其它测量项同与4.1.5条相同.4. 2. 5观察、记录、屏幕显示试验

9、过程中的载荷变化.位移拐点以及试验件肉失稳、断裂发出的声响及相应的时刻.4.2.6对试验现场和试验件破坏情况进行拍照.有条件的情况下，可用声发射仪器测量和显示试验件破坏过程中的声波变斗七或进行试验过程录相.4. 2. 7 除按4.1.7条要求给出数据外，还要给出各加载点的载荷-5测量5. 1 温度测量5. 1. 1 根据试验任务书规定的加热均匀性及温度计算的要求确定温度测量点数及其位置，见图1(示意图). 5. 1. 2温度传感器一般采用O.05mmx O.6mm媒铅镰硅热电偶届带，最高使用温度应大于试验时最高温度.5. 1. 3测量精度优于士3%.5. 2 位移测量5. 2. 1 位移测量装

10、置(简图)和根据试验任务书确定位移测量点及其位置，见图2.测量试验件的袖向和环向膨胀量时，必须测量起保证试验件边界条件的模拟设备的位移量，以便按下列公式修正实测量的位移数据目ALL EL CPIL EP1-e，、(1) L十/_.+ L 1 -.2 2一一一了一一一甲. (2) ,1 5. 2. 2 根据讨算预测值及预备性试验结果选定位移传感器.一般采用电感式位移传感器，量程为-5-+5mm或10-+10mm，精度优于O.5%FS(FS传感器满量程Il) 4 QJ 2068-91 I 4 -A-A 图11、2，3, 4、5，6、7，8、9、10II、12试验件壁外茬面的温度测量点，13、14、

11、15、16，17、18、1920、21，22, 23 , 24 与试验件壁外茬面点相对应壁内表面点的温度测量点.5 QJ 2068-91 VL 。图21 加载梁2一底座3一底框4试件5石英灯;6 -*冷反射器，7 -3DC/C加载头p载荷;T. 试件茬面温度q热流，(1), (2)、(3)，(的、(5)、(刷、(7)位移测量点位置(均;电箭生顶点处)，6 QJ 20-91 5. 2. 3位移传感器通过直径为3mm的石英玻璃棒直接与试验件测点接触圄5. 3 热流密度控制与测量5. 3. 1 热流密度传感器一般采用圆锚型水冷式热流计，量程选用。-840kW / (m. s) .试验时最大值为670

12、kW/ (m s).传感器精度优于士5%.5.3.2热流计安装在加热器的反射扳上，每个加热区域安装一对热流计.分别对该区域实加的热流密度进行控制与测量，正式试验前应通过预备性试验进行安装位置相关系数的测定，以满足试验任务书中关于试验件表面吸收的热流密度大小及其变化过程的要求-5. 3. 3用计算机按任务书规定的热流密度时间历程进行加热过程控制.5. 4 载荷测量一般采用电阻应变计式力传感器进行载荷测量，精度优于:tO.5%FS. 5.5鼓据采集传感器输出的模拟量信号(电压或电流)经数据采集装置(A/D)变换成数字量输人讨算机，进行处理和换算后变成物理量，通过屏幕显示器对试验件重点部位的实测温度

13、、位移及载荷值进行数据和曲线显示，同时由笔绘记录仪进行记录.6试验数据处理6. 1 由试验件壁厚方向温度分布的计算沿试验件壁厚方向的温度分布是确定轴向平均温度的依据，般按下列公式计算Ir - . . . (4) 8 T_.一T町dT , = T_, - ., ln(-.-) d町d1n(千二.!.) 1 - Wi (5) 6. 2 iS试验件轴向平均温度的计算一般采用下列两种方法之一，计算试验件轴向的平均温度与初始温度之差.方法按下式计算c L CT A一+一B-L-B-L T一A一+-A一L d T A一一P E T A (6) 7 QJ 2068-91 b.方法工按下述方法计算根据实测温度，沿试验件的轴向用样条函数插值的方法计算平均温度与初始温度之差.6. 3 试验件轴向和周向膨胀量的计算试验件轴向和周向绝对膨胀量(IJ.LL IJ.L，)按下列公式计算AE L=aLLATEP1 . (7) AL, = a:，Rp.TP2 . (8) 7试验报告的编写根据试验任务书的要求和试验方案的实施情况，由试验负责人编写试验报告，主要内容应包指8 B.任务来源，b.试验目的和要求，C.试验件及提供状态，试验方案简介，e.试验情况综述;f.试验结果及分析，g.结论及参考性建议.附加说明.本标准由航空航天工业部七O八所提出.本标准由航空航天工业部七O二所负责起草.