沖破式方形多瓣易碎蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究.pdf

1、作為導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)的重要組成，導(dǎo)彈蓋既需要承受導(dǎo)彈貯存時(shí)發(fā)射箱內(nèi)的貯存壓力，保證箱內(nèi)惰性氣體不外泄，同時(shí)也需要在沖破壓力值破壞，及時(shí)打開(kāi)讓導(dǎo)彈發(fā)射。傳統(tǒng)發(fā)射箱蓋通常是金屬制成，采用機(jī)械打開(kāi)或是爆破打開(kāi)的方式開(kāi)啟。該種導(dǎo)彈蓋不但存在質(zhì)量大、機(jī)構(gòu)復(fù)雜、反應(yīng)慢等缺陷，而且故障率高、容易損傷內(nèi)部彈頭。使用復(fù)合材料替代原金屬制作導(dǎo)彈蓋具有質(zhì)量輕、耐腐蝕、開(kāi)啟迅速等優(yōu)點(diǎn)，所以成為研究的熱點(diǎn)。但由于復(fù)合材料易碎蓋需要導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)尾部發(fā)出的燃?xì)饬鳑_開(kāi)，飛出

2、的分離體攜帶著很大的能量，會(huì)對(duì)周圍的人或設(shè)備造成危險(xiǎn)，所以本文針對(duì)方形的發(fā)射箱提出了方形多瓣復(fù)合材料易碎蓋，對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、力學(xué)性能分析和試驗(yàn)研究。
　　本文第一部分設(shè)計(jì)了發(fā)射箱蓋的外形尺寸，將多瓣易碎蓋結(jié)構(gòu)分成了底邊法蘭、薄弱區(qū)和分離體三部分，其中分離體由4瓣子蓋通過(guò)薄弱區(qū)結(jié)構(gòu)膠結(jié)而成。根據(jù)不同的分離體分割方式將發(fā)射箱蓋分成了兩種。初步通過(guò)有限元計(jì)算考察了發(fā)射箱蓋的應(yīng)力水平，對(duì)整體箱蓋進(jìn)行了鋪層設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)比不同膠接結(jié)構(gòu)選擇

3、雙面搭接對(duì)接膠結(jié)接頭作為薄弱區(qū)結(jié)構(gòu)。
　　第二部分對(duì)薄弱區(qū)兩個(gè)主要影響強(qiáng)度的參數(shù)進(jìn)行了量化模擬和趨勢(shì)影響分析，通過(guò)有限元和試驗(yàn)結(jié)合分析的方法，發(fā)現(xiàn)了搭接厚度與搭接長(zhǎng)度的變化對(duì)強(qiáng)度影響的規(guī)律，為本文選取具體的復(fù)合材料膠接接頭的具體形式提供了數(shù)據(jù)參考和選取依據(jù)。
　　第三部分采用有限元研究了多瓣易碎蓋的剛度和強(qiáng)度。采用高壓氣體流動(dòng)沖擊的方法模擬了導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)燃?xì)饬鲗?duì)發(fā)射箱蓋的沖擊，1ms的時(shí)間內(nèi)箱蓋從開(kāi)始承壓到破壞。建立發(fā)射箱蓋整

4、體模型，校核在保壓氣密工況、外壓工況和內(nèi)壓沖破工況下的剛度和強(qiáng)度。對(duì)兩種薄弱區(qū)位置的易碎蓋建立有限元模型進(jìn)行三種工況下的模擬計(jì)算，兩種易碎蓋同時(shí)滿足保壓氣密條件，沖破壓力下正切式易碎蓋受載時(shí)應(yīng)力分布均勻，應(yīng)力水平更小，因此更容易控制。
　　第四部分制作了正切式和對(duì)角式多瓣易碎蓋數(shù)個(gè)，用模擬發(fā)射裝置對(duì)兩種易碎蓋進(jìn)行了保壓氣密試驗(yàn)，結(jié)果表明兩種易碎蓋氣密性良好；對(duì)其進(jìn)行外壓試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)兩種易碎蓋并未發(fā)生損傷；對(duì)其進(jìn)行內(nèi)壓沖破試驗(yàn)，根據(jù)試