平面整体冲破式易碎盖结构设计及有限元分析
2021-03-04徐澧明范棋鑫蔡登安南博华周光明
上海航天 2021年1期
徐澧明,范棋鑫,蔡登安,南博华,周光明
(1.南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,江苏南京 210016;2.上海航天设备制造总厂有限公司,上海 200245)
0 引言
导弹发射箱盖是导弹发射系统的重要部件,在导弹储运时需在一定的气压内保持气密性,并在导弹发射时需及时开启,确保导弹正常发射。传统的导弹发射箱盖大多为金属盖,其开启方式采用机械开启或爆破开启。其中,机械开启方式存在重量大、开启机械结构复杂、易发生机械故障和开启时间长等缺点,而爆破开启方式存在使用维护成本高、爆炸螺栓爆破时损伤弹头内电子设备等缺点。
随着复合材料的发展,纤维增强复合材料的重量轻、强度高、环境适应性好、可设计性强等优点凸显。其中,连续纤维增强方式在力学性能方面表现出特有的优越性,与短纤维、颗粒、晶须相比,它不但具有高强度还具有高韧性[1]。而环氧树脂基复合材料在成型过程中可选用的固化剂类型多,工艺适应性好,成本较低,便于推广使用,是最常用的先进树脂基复合材料[2]。为克服传统金属发射箱盖的缺点,利用连续纤维增强环氧树脂基复合材料,将发射箱盖设计为既可承受一定范围内气压,又可被特定气压冲破的易碎结构,已经成为国内外导弹发射箱盖的研究热点。
DOANE 等[3]研制了穿透式复合材料易碎盖,在导弹发射时,利用弹头顶破易碎盖预置的薄弱区,使其迅速破碎,确保导弹快速发射。这种易碎盖的设计方案,需充分考虑弹头的抗冲击性能,严格控制易碎盖薄弱区结构的强度,以避免损坏弹头。……
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