本发明属于试验加载装置，尤其涉及一种二元喷管机构气动载荷随动加载模拟装置及方法。
背景技术：
1、在进行二元喷管的相关力学实验时，二元喷管扩张片所受的气动载荷是必不可少的，需要实验加载系统去真实的模拟。喷管在运行过程中所受的气动力始终垂直于扩张片的壁面，且扩张片所受的气动力并不能均匀的分布。在二元喷管的相关力学实验中，喷管的扩张片会随着收敛片做翻转运动，加载装置要随着扩张片的动作随时的变化，保证加载装置施加给扩张片的力始终垂直于扩张片的壁面来较为真实的模拟气动载荷。喷管在进行力学相关的实验时需要进行多组工况的模拟，每种工况要求扩张片有不同的动作，因此要求加载装置灵活的达到空间中不同的方位，加载难度较大。目前的加载装置无法满足该二元喷管机构的加载需求。
2、中国专利(公开号：cn 106081157 a，公开日：2018年12月11日)公开了一种垂向随动加载装置，该装置主要由拉杆、杠杆、滚子链、力传感器及液压缸等组成，两加载接头通过杠杆进行连接，然后由拉杆连接加载点与加载装置。该装置结构如图1所示。该垂向随动加载装置主要通过液压缸及伸缩杆进行加载，同时利用杠杆原理使得加载力方向始终垂直于构件表面。该装置的加载底座固定于地面，被加载构件置于地面正上方，并且构件只能沿液压缸伸缩的方向运动。由于轴承滑动距离有限，因此构件的可调运动范围极小，不适用于大范围运动机构，且难以实现复杂空间运动机构的加载。
3、中国专利(公开号：cn 114894615 a，公开日：2022年08月12日)公开了一种随动加载装置，该装置主要由作动筒、底座、滚球及安装平台组成，滚球位于底板和侧壁版的容纳槽内，加载时底座带动作动筒在滚球上移动从而实现随动加载。该装置结构如图2所示。该随动加载装置主要通过底座带动作动筒在滚球上移动从而实现随动加载。但作动筒只能底板的一个平面内移动，且移动距离受到滚球所组成的区域的限制，随动距离较短，不适合大范围运动机构，对于复杂的空间运动机构的加载难以实现。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本发明提供一种二元喷管机构气动载荷随动加载模拟装置及方法，解决了大范围复杂运动机构的随动加载的问题，为开展二元喷管相关的动力学实验提供了一定的基础。
2、一种二元喷管机构气动载荷随动加载模拟装置，包括随动装置、张紧装置和加载装置三大部分，加载装置通过张紧装置为二元喷管的扩张片提供加载力，并通过张紧装置的传感器的反馈闭环控制加载，随动装置随着张紧装置随动加载。
3、所述随动装置包括液压缸组，多个液压缸的固定端固定在固定底座上，伸出端与固定上板连接，固定上板上安装有电缸，电缸的伸缩方向与液压缸组中液压缸的伸缩方向垂直；所述电缸伸出端的末端连接有矩形连接块。
4、所述液压缸组包括三个液压缸，在空间内呈三角形布置在固定底座上。
5、所述液压缸的固定端分别安装有一个固定座，固定座通过螺栓与固定底座固定连接，固定底座通过地脚螺栓固定于地面；固定上板开有三个通孔，液压缸的伸出端穿过该通孔通过法兰与固定上板固定连接。
6、所述电缸的数量为两个，分别安装有两个电缸固定座，每个电缸固定座开有两个固定通孔，固定上板对应位置有八个通孔，电缸固定座通过螺栓与固定上板固定连接；所述电缸的伸缩杆与矩形连接块通过螺栓固定连接。
7、所述张紧装置包括滑轮支架，与矩形连接块固定连接，用于钢丝绳传动和拉紧的滑轮组固定在滑轮支架上，为二元喷管机构提供加载力。
8、所述电缸上的导向杆的头部分别连接矩形连接块和滑轮支架，提高了连接的稳定性，加强了滑轮支架的承载能力。
9、所述滑轮支架上沿着电缸的伸缩方向开有矩形槽，矩形槽两端开有螺纹孔，滑轮组的传动轮连接装置和张紧轮连接装置固定连接在滑轮支架上，传动轮连接装置固定在矩形槽的两端，张紧轮连接装置固定在矩形槽的中部，钢丝绳缠绕在传动轮和张紧轮上，一端与加载装置连接，另一端为二元喷管机构提供加载力；所述钢丝绳上、靠近扩张片一侧设置有拉力传感器、角度传感器。
10、所述加载装置包括伺服电机，伺服电机的输出端通过联轴器连接有张紧轴，钢丝绳的一端缠绕在张紧轴上的线轮上；线轮的数量与矩形槽的数量一致，等距分布但半径不一。
11、一种二元喷管机构气动载荷随动加载模拟试验，采用上述的二元喷管机构气动载荷随动加载模拟装置进行，具体包括：
12、s1：调试设备，使随动加载模拟装置处于初始状态；
13、s2：同时打开电缸电机和液压缸的供油系统，打开伺服电机，钢丝绳开始有初始的拉力；
14、s3：通过角度传感器反馈数据至电机控制系统，闭环控制液压缸和电缸位置，调节电缸电杆和液压缸液压杆伸出的长度，保证加载方向的精确调整；
15、s4：通过液压缸和电缸调整滑轮支架在空间中的位置，控制加载力方向始终垂直于扩张片；
16、s5：通过力传感器反馈数据至电机控制系统，闭环控制钢丝绳张紧力的大小，通过伺服电机扭矩的大小来调整钢丝绳的拉力。
17、本发明的有益效果是：本发明提供的随动加载模拟装置解决了目前二元喷管的扩张片气动载荷加载难题，实现了扩张片表面气动载荷的高精度模拟，为二元喷管的动力学相关研究试验提供了试验条件，同时也为空间型大范围运动机构的随动加载问题提供设计思路。
1.一种二元喷管机构气动载荷随动加载模拟装置，其特征在于：包括随动装置、张紧装置和加载装置三大部分，加载装置通过张紧装置为二元喷管的扩张片提供加载力，并通过张紧装置的传感器的反馈闭环控制加载，随动装置随着张紧装置随动加载。
2.根据权利要求1所述的一种二元喷管机构气动载荷随动加载模拟装置，其特征在于：所述随动装置包括液压缸组，多个液压缸的固定端固定在固定底座上，伸出端与固定上板连接，固定上板上安装有电缸，电缸的伸缩方向与液压缸组中液压缸的伸缩方向垂直；所述电缸伸出端的末端连接有矩形连接块。
3.根据权利要求2所述的一种二元喷管机构气动载荷随动加载模拟装置，其特征在于：所述液压缸组包括三个液压缸，在空间内呈三角形布置在固定底座上。
4.根据权利要求2所述的一种二元喷管机构气动载荷随动加载模拟装置，其特征在于：所述液压缸的固定端分别安装有一个固定座，固定座通过螺栓与固定底座固定连接，固定底座通过地脚螺栓固定于地面；固定上板开有三个通孔，液压缸的伸出端穿过该通孔通过法兰与固定上板固定连接。
5.根据权利要求2所述的一种二元喷管机构气动载荷随动加载模拟装置，其特征在于：所述电缸的数量为两个，分别安装有两个电缸固定座，每个电缸固定座开有两个固定通孔，固定上板对应位置有八个通孔，电缸固定座通过螺栓与固定上板固定连接；所述电缸的伸缩杆与矩形连接块通过螺栓固定连接。
6.根据权利要求2所述的一种二元喷管机构气动载荷随动加载模拟装置，其特征在于：所述张紧装置包括滑轮支架，与矩形连接块固定连接，用于钢丝绳传动和拉紧的滑轮组固定在滑轮支架上，为二元喷管机构提供加载力。
7.根据权利要求6所述的一种二元喷管机构气动载荷随动加载模拟装置，其特征在于：所述电缸上的导向杆的头部分别连接矩形连接块和滑轮支架，提高了连接的稳定性，加强了滑轮支架的承载能力。
8.根据权利要求6所述的一种二元喷管机构气动载荷随动加载模拟装置，其特征在于：所述滑轮支架上沿着电缸的伸缩方向开有矩形槽，矩形槽两端开有螺纹孔，滑轮组的传动轮连接装置和张紧轮连接装置固定连接在滑轮支架上，传动轮连接装置固定在矩形槽的两端，张紧轮连接装置固定在矩形槽的中部，钢丝绳缠绕在传动轮和张紧轮上，一端与加载装置连接，另一端为二元喷管机构提供加载力；所述钢丝绳上、靠近扩张片一侧设置有拉力传感器、角度传感器。
9.根据权利要求6所述的一种二元喷管机构气动载荷随动加载模拟装置，其特征在于：所述加载装置包括伺服电机，伺服电机的输出端通过联轴器连接有张紧轴，钢丝绳的一端缠绕在张紧轴上的线轮上；线轮的数量与矩形槽的数量一致，等距分布但半径不一。
10.一种二元喷管机构气动载荷随动加载模拟试验，采用1-9任一项所述的二元喷管机构气动载荷随动加载模拟装置进行，其特征在于，具体包括：
