卫星天线热真空环境应变测试并行试验的可行性研究

卫星天线热真空环境应变测试并行试验的可行性研究（精选2篇）

卫星天线热真空环境应变测试并行试验的可行性研究 第1篇

卫星天线热真空环境应变测试并行试验的可行性研究

文章论述了在KM4空间环境模拟器中同时进行两个卫星天线子阵的热真空环境应变测试试验的可行性.利用该可行性研究指导试验,试验结果满足两个子阵的试验要求,证明了这种并行试验的方法可行有效.该项试验的`成功进行,为空间环境试验方法开拓了一个新的思路,可以用来进行类似的并行试验.

作 者：杨晓宁 龚洁 作者单位：北京卫星环境工程研究所,北京,100094刊 名：航天器环境工程 ISTIC英文刊名：SPACECRAFT ENVIRONMENT ENGINEERING年，卷(期)：25(4)分类号：V416.4关键词：热真空 应变测试试验 天线

卫星天线热真空环境应变测试并行试验的可行性研究 第2篇

土工试验中, 分析土的变形与强度特性的最常用的方法是三轴试验方法, 随土体中应变的变化土体的变形特性呈现非线性变化。在应力-应变理论模型研究和土工建筑物的稳定分析中, 必须了解小应变 (10-6～10-1应变范围) 应力-应变关系的连续变化情况及其强度特性, 但是, 常规三轴仪的应变测试精度通常在10-4～10-1, 不能满足需要[1]。何昌荣 (1995年) [2]通过自制的高灵敏度电阻式应变计量测到应变范围在10-6～10-2连续变化的模量阻尼。郭莹、栾茂田等 (2003年) [3]研制与开发的土工设备“土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪”, 该设备能够实现多种静力与循环剪切、多种固结条件的复杂应力路径试验, 具有广泛的应用性。

2 仪器设备

本次试验采用的仪器为“土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪”。此套设备对于转角和竖向变形的测量, 设置了两套不同的测量系统:一套为内置于三轴室内的非接触式的竖向位移计及转角计, 用来测量微小变形, 可使应变测量精度达到10-5量级, 设置了0.3mm、0.75mm和1.5mm三个档次;另一套传感器为最大量程可达到50mm及40°的普通的接触式转角计及竖向位移计, 该传感器适用于大变形与强度特性、孔压特性及液化等问题的研究。

3 试验方案

3.1 试验概况

试验以吉林新力热电厂贮灰场的粉煤灰和福建标准砂为试验土料, 试样的相对密实度为分别为30%和60%, 采用实心圆柱状试样进行初始固结压力为100kPa、200kPa、300kPa的动三轴试验。试样尺寸为直径为61.8mm, 高度为150mm。采用分层干装方法制备试样。控制干密度装好干样后利用通CO2、通无气水并联合施加反压的方法对试样进行饱和, 使孔隙水压力系数B值均达到0.95以上。考虑地震荷载条件, 试验振动频率取为1Hz。

经实验室测定所采用的福建标准砂具有下列物理指标:颗粒比重ds=2.644;最大与最小干密度分别为1.74g/cm3, 1.43g/cm。实验室测定的粉煤灰的物理性质指标为:颗粒比重Gs=2.14;最大与最小干密度分别为0.994g/cm3, 0.697g/cm3。

3.2 位移计与转角计量程的选择

通常三轴仪的应变测试范围通常为10-4～10-1, 本次试验中采用将非接触与接触式竖向位移计联合使用的方法, 以便提高测试精度, 拓宽应变测试范围。为了更加方便的测量轴向位移, 在试样固结过程中, 将内置的竖向位移计置于1.5mm档。开始加荷后, 试样处于微小变形阶段, 随着循环荷载的增大, 竖向变形将超过内置竖向位移计的量程, 为防止超过位移计量程造成损坏, 在振动的间隙将竖向非接触式位移计提起, 继续使用接触式位移计进行测量。这种将接触式位移计与非接触式位移计联合使用的方法提高了量测精度拓宽了量测范围, 量测的连续轴向应变测试范围可达到10-5～10-1, 尽管在10-6～10-5范围之内仍有一些数据, 但离散较大, 不连续。

4 试验技术研究

将非接触式与接触式竖向位移计联合使用的技术能更加精确的获得试样微小变形的数据点。试验中相对密实度为30%的福建标准砂和相对密实度为60%的粉煤灰在初始固结压力为100k Pa时的动弹性模量随动应变幅变化的关系曲线 (E～ε曲线) 如图1所示 (图中非接触式微小位移计测得的数据由空心圆形图标代表, 接触式大位移计测得的数据由实心圆形图标) , 图1中的E～ε曲线为接触式与非接触式位移计联合测定得到的。由图可知, 在E～ε曲线中, Dr=30%的福建标准砂和Dr=60%的粉煤灰由两种位移计测得数据的结合点均为10-4量级。两条E～ε曲线的轴向应变的最小量级均为10-5, 也就是说在轴向应变在10-5～10-4范围内的E～ε曲线是由非接触式位移计测得, 轴向应变在10-4～10-2范围内的E～ε曲线是由接触式位移计测得。可见, 轴向应变在10-5～10-2范围内由两种位移计联合测得的E～ε关系曲线光滑连续, 在结合点处结合的很好。另外, 由于土料的性质不同, 粉煤灰的轴向应变的测试精度要略低于福建标准砂。

以Dr=60%的粉煤灰为土料制备3个独立试样分别在初始固结压力为100k Pa、200kPa、300kPa时进行循环三轴试验。本次试验仅采用非接触式微小位移计进行测量, 以便与采用两种位移计联合测定方法获得的试验结果进行分析比较, 在整个试验过程中始终将非接触式位移计置于最大档。在初始固结压力为100kPa、200kPa和300kPa时由由不同测量方法得到的E～ε关系曲线如图2所示 (图中由两种位移计联合测定的结果由空心图标代表, 单独采用微小位移计测定的结果由实心图标代表) 。相对于初始固结压力为100kPa时轴向应变的测试精度, 初始固结压力为300k Pa时, 使用接触式位移计与非接触式位移计联合使用的方法更能明显的提高轴向应变的测试精度。

使轴向动应变在10-5～10-2范围内连续是使用两种位移计联合测定方法的另一个优点, 这种方法能够获得大小应变两种数据。图3给出了在初始固结压力为100kPa时粉煤灰试样的E～ε关系曲线, 此时竖向位移计置于0.3mm档。如图3可知, 当竖向位移计置于0.3mm档时无法测得大变形的数据, 仅能测得微小变形的数据, 在整个应变测试范围内不能保证E～ε关系曲线光滑连续。因此, 为了提高应变测试精度, 拓宽应变测试范围必须采用非接触式位移计与接触式位移计联合使用的方法。

5 结论

本次试验将接触式与非接触式位移计与转角计联合使用以便提高土工测试精度, 拓宽应变测试范围。研究结果表明:对于粉煤灰和福建标准砂的实心圆柱状试样, 轴向应变在10-5～10-2范围内由两种位移计联合测得的E～ε关系曲线光滑连续, 在结合点处结合的很好。另外, 由于土料的性质不同, 粉煤灰的轴向应变的测试精度要略低于福建标准砂。

参考文献

[1]孔宪京, 张涛, 邹德高.中型动三轴仪研制及微小应变测试技术应用.大连理工大学学报, 2005, 45 (1) :79-84.

[2]何昌荣.动模量和阻尼的动三轴试验研究.岩土工程学报, 1997, 19 (2) :39-48.