复合材料多瓣易碎盖设计与实验研究

发布时间：2024-03-23 08:46

　　发射箱盖是导弹发射系统的重要组成部分,需要有一定的强度以保证箱内惰性气体不外泄,同时在导弹点火的气流作用下需要先于导弹与发射箱分离。传统的发射箱盖因其质量大、反应慢、机构复杂等缺陷已经逐渐被复合材料发射箱易碎盖所替代,但整体易碎盖分离体质量大,为了解决该问题,本文提出了多瓣式复合材料发射箱易碎盖,并对其进行了结构设计和力学性能分析。本文第一部分根据发射箱盖使用条件和冲破性能要求,将多瓣易碎盖结构分为框架、薄弱区和分离体三部分,其中分离体由4瓣子盖通过薄弱区结构胶接而成。初步提出了三种多瓣易碎盖方案,通过有限元计算考察了三种易碎盖形状的刚度和强度性能,其中平板型易碎盖由于内外压差一致、变形和应力集中严重,不适合作为多瓣易碎盖方案。对圆帽型、球面型易碎盖的分离体结构进行了初步设计,通过对比不同胶接结构选择双面搭接对接胶接接头作为薄弱区结构,并对两种易碎盖进行了铺层设计。第二部分主要研究了薄弱区结构的强度和破坏形式。建立薄弱区结构的细观模型,计算了9种不同参数的薄弱区结构在11种比例拉弯耦合载荷作用下的力学性能,拟合了强度包络线;通过最大应力强度准则,建立了不同参数薄弱区结构在不同载荷下的强...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1不同结构的复合材料发射箱盖

(a)顶破式发射箱盖(b)整体冲破复合材料箱盖图1.1不同结构的复合材料发射箱盖复合材料不仅兼顾各组分材料的有点，并且能改善材料组分的性能，如：刚度、强度、热学等性能。复合材料在航空航天领域的成功应用仅有几十年的历史，但因其在比强度、比刚度可设计性和便于大面积整体成形等方....

图2.1多瓣式易碎盖和冲破示意图

(a)多瓣易碎盖结构示意图(b)发射箱冲破示意图2.1多瓣式易碎盖和冲破示意图复合材料制品应该尽可能的将结构设计为整体件，因此将发射箱盖结构分为边框、薄弱离体三个部分，其中分离体由多瓣形式的子盖组成，多瓣子盖通过薄弱区连接在一起，分同样通过薄弱区与框架连接在一起。在发射前....

图2.2三种盖体结构

复合材料多瓣易碎盖设计与实验研究2.3.1易碎盖外形设计根据导弹发射箱盖的技术指标和压力容器的结构要求，本文提出了三种箱盖外型方案：平板型、圆帽型和球面型，如图2.2所示。

图2.3平板型盖体变形和应力云图

通过二维壳单元对模型进行离散，为了单纯考察不同箱盖外形的变形和应力分布情况，将材料属性定义为各项同性材料，厚度3mm，弹性模量17GPa，泊松比＝0.15，边框外沿进行固支约束，在盖体表面施加沿法线方向的均布压力载荷P=0.01MPa，计算后变形和应力分布见图2.3图2....

本文编号：3935670