易碎式密封盖的设计和制作

论文摘要

导弹发射盖的开启是影响导弹快速反应能力的重要因素之一,因此箱盖的设计显得非常重要,这就要求盖体能够承受一定的压力,密封性能好,在发射导弹时能迅速打开,而且还应具有良好的密闭性能,装拆方便,自熄性、耐腐蚀性和耐老化性能。为满足上述要求,导弹发射箱盖过去常采用机械盖,爆炸螺栓开启盖等,但这些箱盖均存在着不同程度的缺点,如机械打开盖需要用液压系统打开,机构复杂不仅增加了箱的重量且耽误操作时间;爆炸盖反应较机械盖打开迅速,但是重新装弹和维修比较复杂且采用火工品运输,贮运困难。使用易碎式密封盖可使导弹运载工具轻质化。通常结构复合材料设计以满足承载结构的强度和刚度要求为准则,在国防工业中,存在着这样一类结构:在一定的工作阶段,它应具备一定的刚度和强度以满足该阶段的工作要求;而在另一个工作阶段,却要求它能够在一定的触发条件下按要求自行断裂。因此密封盖的设计有着矛盾的两方面,一方面要求盖体能承受一定的压力,即需要有足够的强度,另一方面又要求在较小的顶破力下破裂。本文通过寻找这两方面的最佳结合点进行设计,使所做的密封盖既容易形成规则的断裂,又能承受所要求的压力。论文主要研究了6种不同结构类型的密封盖,使用复合工艺人工成型规则裂纹以产生应力集中,使结构能满足定向断裂的要求,然后模拟在承压工况的条件下,通过有限元计算给出各模型中心点的最大位移、应力和应变,从而说明盖体的承压性能;在动态模拟中,运用LS-DYNA给出盖体破坏的过程图、阻力时程曲线以及将要破坏时的最大位移、应力、应变,验证密封盖是否符合设计要求。最后,通过实际试验结果与数值仿真结果相比较,从而进一步证实盖体是否符合设计要求。研究结果表明:用复合材料制作的密封盖是可以达到设计要求的。在特定冲击力的作用下,密封盖沿薄弱区撕裂,破裂成有规则的四块,破裂的碎片能够在很短的时间内飞离,同时,由于撞击力小于安全标准,因而能够满足碰撞的安全性和可靠性,不会产生不良影响,因此可以预见此种设计是可以实现既定目标的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 设计要求
• 1.3 材料及成型工艺选择
• 1.4 论文研究的内容及目标
• 第二章 结构设计及成型工艺
• 2.1 结构设计
• 2.1.1 密封盖主体
• 2.1.2 薄弱区设计
• 2.2 成型工艺
• 2.2.1 手糊成型
• 2.2.2 真空辅助成型
• 2.2.2.1 树脂系统
• 2.2.2.2 增强材料
• 2.3 成型工艺效果比较
• 第三章 承压及冲击仿真模拟
• 3.1 承压工况结果分析
• 3.2 动态冲击仿真模拟
• 3.2.1 程序的基本原理
• 3.2.2 仿真模型的建立
• 3.2.3 动态冲击的仿真
• 3.3 仿真结果比较
• 第四章 实验结果冲击分析
• 4.1 冲破实验
• 4.1.1 支撑框架的制作
• 4.1.2 实验过程准备
• 4.2 实验冲击结果
• 4.3 结果分析
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录