沖破式方形多瓣易碎蓋的結構設計與試驗研究.pdf

1、作為導彈發(fā)射系統(tǒng)的重要組成，導彈蓋既需要承受導彈貯存時發(fā)射箱內(nèi)的貯存壓力，保證箱內(nèi)惰性氣體不外泄，同時也需要在沖破壓力值破壞，及時打開讓導彈發(fā)射。傳統(tǒng)發(fā)射箱蓋通常是金屬制成，采用機械打開或是爆破打開的方式開啟。該種導彈蓋不但存在質量大、機構復雜、反應慢等缺陷，而且故障率高、容易損傷內(nèi)部彈頭。使用復合材料替代原金屬制作導彈蓋具有質量輕、耐腐蝕、開啟迅速等優(yōu)點，所以成為研究的熱點。但由于復合材料易碎蓋需要導彈發(fā)射時尾部發(fā)出的燃氣流沖開，飛出

2、的分離體攜帶著很大的能量，會對周圍的人或設備造成危險，所以本文針對方形的發(fā)射箱提出了方形多瓣復合材料易碎蓋，對其進行了結構設計、力學性能分析和試驗研究。
　　本文第一部分設計了發(fā)射箱蓋的外形尺寸，將多瓣易碎蓋結構分成了底邊法蘭、薄弱區(qū)和分離體三部分，其中分離體由4瓣子蓋通過薄弱區(qū)結構膠結而成。根據(jù)不同的分離體分割方式將發(fā)射箱蓋分成了兩種。初步通過有限元計算考察了發(fā)射箱蓋的應力水平，對整體箱蓋進行了鋪層設計，通過對比不同膠接結構選擇

3、雙面搭接對接膠結接頭作為薄弱區(qū)結構。
　　第二部分對薄弱區(qū)兩個主要影響強度的參數(shù)進行了量化模擬和趨勢影響分析，通過有限元和試驗結合分析的方法，發(fā)現(xiàn)了搭接厚度與搭接長度的變化對強度影響的規(guī)律，為本文選取具體的復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度。采用高壓氣體流動沖擊的方法模擬了導彈發(fā)射時燃氣流對發(fā)射箱蓋的沖擊，1ms的時間內(nèi)箱蓋從開始承壓到破壞。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度。對兩種薄弱區(qū)位置的易碎蓋建立有限元模型進行三種工況下的模擬計算，兩種易碎蓋同時滿足保壓氣密條件，沖破壓力下正切式易碎蓋受載時應力分布均勻，應力水平更小，因此更容易控制。
　　第四部分制作了正切式和對角式多瓣易碎蓋數(shù)個，用模擬發(fā)射裝置對兩種易碎蓋進行了保壓氣密試驗，結果表明兩種易碎蓋氣密性良好；對其進行外壓試驗，發(fā)現(xiàn)兩種易碎蓋并未發(fā)生損傷；對其進行內(nèi)壓沖破試驗，根據(jù)試