【技术实现步骤摘要】
本申请涉及推进剂性能研究，尤其涉及一种消减推进剂固化残余应力的调控装置和方法。
技术介绍
1、推进剂材料经过热固性浇筑成型，其内部会产生和驻留固化残余应力，是推进剂从原料制备到固化成型过程中自身固有产生的，是推进剂材料的基本物理属性。固化残余应力对全生命周期中推进剂的威力、强度、储存寿命等化学和物理性能有重要影响，具体表现在固体火箭发动机推进剂在存储和服役过程的变形和开裂，给固体火箭发动机的安全性和可靠性带来意外爆炸的极大安全隐患。因此，为了保证航天器材的运行安全，需要消减和均化推进剂内部产生的残余应力。
2、常用的传统消减金属材料残余应力的方法，有热处理法、机械冲击法等，但是对于推进剂固化过程中存在的这种非金属且存在胶体状态阶段的材料的残余应力的消减方法并不多，例如基于推进剂的热敏感性机械敏感性，传统的方法不适用推进剂残余应力的消减。
3、因此，有待提供一种适用于推进剂残余应力的消减的方案。
技术实现思路
1、鉴于现有技术的以上问题，本申请提供一种调控推进剂固化残余应力的装置和方法。
2、为达到上述目的，本申请第一方面提供了一种调控推进剂固化残余应力的装置，包括：底座；底座上方设置有模筒；模筒外筒壁上沿模筒轴向装配有多组应力消减装置，每组应力消减装置包括沿模筒外筒壁周向均匀分布的多个应力消减装置；每个应力消减装置包括高能声束换能器、与高能声束换能器发射端连接的楔块，所述楔块背向高能声束换能器的一端紧贴所述模筒外筒壁；底座下方设置有支撑机构，支撑
3、由上，借助高能声束的高频波动能量，利用塑性诱导效应将其传递到固化过程中的推进剂药浆中，以增强其力学性能，以足以抵抗并消除推进剂固化时致使其产生残余应力的能量，从而有效地消减了推进剂内部产生的残余应力。其次，通过引入高频小振幅的高能声束使得推进剂药浆中的颗粒更加紧密，提高了表面的流平性并有助于推进剂药浆内部气体的顺利逸出，进一步提升了其力学性能和稳定性，从而使其减少甚至不会形成内部残余应力。
4、可见，本申请通过高能声束调控技术的方案，可以快速、有效的对残余应力进行消除和均化，具有对构件表面要求低、易于产生各种波形、耗时短、能耗低、不损伤构件等优势。
5、可选的，所述模筒由多节相同的模筒节拼接组成，拼接的每节模筒节的上筒边和/或下筒边设置有防漏沿。
6、由上，便于组装、拆卸，可适用于不同高度的推进剂的应力消减，该结构不仅有助于提高生产效率，还使得装置更容易维护。并且，通过防漏沿实现了对模筒节拼接处的严密密封，从而可靠地防止液体在固化过程中发生泄漏。
7、可选的，沿着模筒节的轴向方向上，相邻的两组高能声束换能器错列排布。
8、由上，相邻的两层高能声束换能器沿着模筒节的轴向方向上错列排布，提供了模筒在整个空间上更为全面和均匀的声束能量输入。这不仅加强了对推进剂的残余应力的调控，还进一步优化了高能声束的传递效率。
9、可选的，还包括环状的压紧机构，压紧机构包括依次连接成环状的多个压紧机构瓣体，每个应力消减装置通过一个压紧机构瓣体固定于所述模筒外筒壁。
10、由上，所述压紧机构瓣体的结构、形状和数量可根据实际需求进行调整，以满足不同应用场景和模筒的要求。也使得压紧机构在模筒上的装配和拆卸过程中更加便捷和高效。
11、可选的，所述压紧机构瓣体中间设置有用于使高能声束换能器穿过的安装孔，围绕所述安装孔周围设置有多个换能器螺栓孔，换能器螺栓孔用于固定高能声束换能器发射端连接的楔块。
12、可选的，高能声束换能器发射端设有换能器螺纹孔，所述楔块设有匹配的螺纹凸杆，通过该换能器螺纹孔和螺纹凸杆使高能声束换能器发射端连接所述楔块。
13、由上，这种螺纹可拆卸连接方式使得连接楔块的装配和拆卸变得更为便捷，便于更换不同楔块的适应不同的模筒壁曲率。
14、可选的，部分所述高能声束换能器用于起激励作用，部分所述高能声束换能器用于起接收作用；用于起激励作用的高能声束换能器数量与用于起接收作用的高能声束换能器数量为一发多收、多发一收或多发多收。
15、由上，可以实现使得调控装置能够根据不同的需求和实际情况进行调整，以实现最佳的声束激励和接收效果。
16、可选的，每个高能声束换能器电连接至一网络程控超声功率电源，各网络程控超声功率电源与残余应力闭合反馈调控系统电连接；残余应力闭合反馈调控系统用于控制各网络程控超声功率电源的调控信号参数，以及用于配置高能声束换能器用于起激励作用或用于起接收作用。
17、由上，通过闭合反馈方式，可以实现调控信号参数的自动调整。
18、本申请第二方面提供了一种调控推进剂固化残余应力的方法，使用上述任一所述的调控推进剂固化残余应力的装置，所述方法包括以下步骤：通过残余应力闭合反馈调控系统设置调控信号参数；网络程控超声功率电源根据调控信号参数，使用于起激励作用的高能声束换能器激发高能声束对推进剂固化过程中产生的残余应力进行调控；在调控的同时，用于起接收作用的高能声束换能器接收回波信号；残余应力闭合反馈调控系统将接收到的回波信号的变化作为反馈信号实时调整调控信号参数，当回波信号变化达到预设标准范围时，结束调控工作。
19、可选的，残余应力闭合反馈调控系统实时调整调控信号参数时，还包括：残余应力闭合反馈调控系统调整部分高能声束换能器为用于起激励作用的高能声束换能器，以及调整部分高能声束换能器为用于起接收作用的高能声束换能器。
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1.一种调控推进剂固化残余应力的装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模筒由多节相同的模筒节拼接组成，拼接的每节模筒节的上筒边和/或下筒边设置有防漏沿。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，沿着模筒节的轴向方向上，相邻的两组高能声束换能器错列排布。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括环状的压紧机构，压紧机构包括依次连接成环状的多个压紧机构瓣体，每个应力消减装置通过一个压紧机构瓣体固定于所述模筒外筒壁。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述压紧机构瓣体中间设置有用于使高能声束换能器穿过的安装孔，围绕所述安装孔周围设置有多个换能器螺栓孔，换能器螺栓孔用于固定高能声束换能器发射端连接的楔块。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，高能声束换能器发射端设有换能器螺纹孔，所述楔块设有匹配的螺纹凸杆，通过该换能器螺纹孔和螺纹凸杆使高能声束换能器发射端连接所述楔块。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，部分所述高能声束换能器用于起激励作用，部分所述高
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，每个高能声束换能器电连接至一网络程控超声功率电源，各网络程控超声功率电源与残余应力闭合反馈调控系统电连接；
9.一种调控推进剂固化残余应力的方法，其特征在于，使用权利要求1至6任一所述的调控推进剂固化残余应力的装置，所述方法包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，残余应力闭合反馈调控系统实时调整调控信号参数时，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种调控推进剂固化残余应力的装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模筒由多节相同的模筒节拼接组成，拼接的每节模筒节的上筒边和/或下筒边设置有防漏沿。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，沿着模筒节的轴向方向上，相邻的两组高能声束换能器错列排布。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括环状的压紧机构，压紧机构包括依次连接成环状的多个压紧机构瓣体，每个应力消减装置通过一个压紧机构瓣体固定于所述模筒外筒壁。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述压紧机构瓣体中间设置有用于使高能声束换能器穿过的安装孔，围绕所述安装孔周围设置有多个换能器螺栓孔，换能器螺栓孔用于固定高能声束换能器发射端连接的楔块。
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐春广，常金鹏，尹鹏，杨双旭，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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