本發(fā)明屬于液體推進劑貯箱技術領域,具體涉及一種對接法蘭補強結構。
背景技術:法蘭是推進劑貯箱的一個重要組成部分,火箭飛行中所需要的推進劑、貯箱內(nèi)的測量電纜、增壓氣體等都是通過法蘭出入推進劑貯箱。目前推進劑貯箱多采用對接法蘭結構,如圖1和圖2所示,這種結構由于將法蘭焊縫布置于箱底開口處,在承受內(nèi)壓載荷時,法蘭焊縫處應力較大,容易出現(xiàn)裂紋等影響結構承載能力的因素,是貯箱可靠性的潛在隱患。相對大型貯箱而言,法蘭是其中的一個很小的部件,但是若其承載能力出現(xiàn)問題則整個貯箱將無法完成使命,造成的損失是巨大的。針對一個成品貯箱能否對其中的法蘭焊縫找到一種補強措施,確保法蘭在服役的過程中安全可靠是結構設計工作者必須面對的一個問題。因此,需要提出一種對接法蘭補強結構,以解決上述問題。
技術實現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的在于現(xiàn)有對接法蘭結構焊縫易裂的技術問題,提供一種對接法蘭補強結構。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案:一種對接法蘭補強結構,其特征在于:在對接法蘭和推進劑貯箱的箱底的內(nèi)表面增加了一個補強環(huán),補強環(huán)的中心軸與對接法蘭中心軸重合;補強環(huán)上表面與對接法蘭和箱底的內(nèi)表面貼合;補強環(huán)上表面的外環(huán)半徑比對接法蘭環(huán)縫形成的圓半徑大10~50mm,補強環(huán)上表面的內(nèi)環(huán)半徑比對接法蘭環(huán)縫形成的圓半徑小10~50mm,在補強環(huán)外尖點和補強環(huán)內(nèi)尖點分別通過補強環(huán)外環(huán)焊縫和補強環(huán)內(nèi)環(huán)焊縫實現(xiàn)補強環(huán)與對接法蘭和箱底的連接。所述補強環(huán)上表面為曲面,補強環(huán)上表面的曲面形狀與對接法蘭和箱底的內(nèi)表面一致.所述補強環(huán)下表面為平面,該平面與補強環(huán)回轉(zhuǎn)軸垂直。所述補強環(huán)下表面與補強環(huán)內(nèi)尖點的距離與箱底的厚度相等。所述補強環(huán)下表面與補強環(huán)內(nèi)尖點的距離為5~10mm。所述補強環(huán)上表面與補強環(huán)外沿的夾角為20°~40°。所述補強環(huán)內(nèi)沿與補強環(huán)上表面的夾角為20°~40°。所述補強環(huán)內(nèi)環(huán)焊縫位于補強環(huán)內(nèi)沿與對接法蘭下表面夾角處,為三角形。所述補強環(huán)外環(huán)焊縫位于補強環(huán)外沿與箱底下表面夾角處,為三角形。本發(fā)明的效果在于:本發(fā)明通過對法蘭焊縫認真分析,結合對焊縫材料性能、對接法蘭傳力路線的認識,針對現(xiàn)有對接法蘭焊縫承載能力差的問題提出了一種對接法蘭補強結構,顯著降低法蘭焊縫處的應力,針對成品貯箱,以簡單的補強結構,成熟焊接工藝,顯著提高了貯箱產(chǎn)品的安全性。與現(xiàn)有技術相比,(1)通過對現(xiàn)有的對接法蘭環(huán)縫處增加補強環(huán),降低了法蘭對接環(huán)縫處的應力,降低了對接法蘭環(huán)縫處的最大塑性應變,顯著提高了法蘭對接環(huán)縫的承載能力,提高了貯箱的可靠性。(2)對接法蘭增強環(huán)結構簡單,焊接工藝成熟,采用成熟工藝便可實施對接法蘭補強。(3)通過對對接法蘭補強,可以使得大型貯箱結構彌補局部強度不足的現(xiàn)實問題,較比以往因為局部法蘭強度不足而導致整箱報廢的做法,能夠顯著的節(jié)省經(jīng)費,縮短型號研制周期。附圖說明圖1為箱底及法蘭示意圖;圖2為對接法蘭結構示意圖;圖3為對接法蘭補強環(huán)結構示意圖;圖4為對接法蘭與補強環(huán)焊接后結構示意圖;圖5為補強前對接法蘭應力分布圖;圖6為補強后對接法蘭應力分布圖;圖7為補強前對接法蘭塑性應變分布圖;圖8為補強后對接法蘭塑性應變分布圖;圖9為補強前對接法蘭對接環(huán)縫塑性應變分布圖;圖10為補強后對接法蘭對接環(huán)縫塑性應變分布圖;圖11為補強環(huán)應力分布圖;圖12為補強環(huán)塑性應變分布圖;圖13為補強環(huán)縫塑性應變分布圖。圖中,1-對接法蘭,2-對接法蘭環(huán)縫,3-箱底,4-補強環(huán),5-補強環(huán)外環(huán)焊縫,6-補強環(huán)內(nèi)環(huán)焊縫,7-補強環(huán)上表面,8-補強環(huán)下表面,9-補強環(huán)外尖點,10-補強環(huán)內(nèi)尖點,11-內(nèi)沿,12-外沿。具體實施方式下面以為例,結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。本實施例在現(xiàn)有對接法蘭1的基礎上,提供了一種對接法蘭補強結構。如圖1和圖2所示,現(xiàn)有對接法蘭1與箱底3的開口焊接,形成對接法蘭環(huán)縫2;如圖3和圖4所示,本實施例在對接法蘭1和貯箱箱底3的內(nèi)表面增加了一個補強環(huán)4,補強環(huán)的中心軸與對接法蘭中心軸重合;補強環(huán)4上表面與對接法蘭1和箱底3的內(nèi)表面貼合;如圖3所示,補強環(huán)上表面7為曲面,補強環(huán)下表面8為平面;從補強環(huán)的軸向切面可以看出,其切面類似等腰梯形或楔形...