【摘要】：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)射箱內的貯存壓力,保證箱內惰性氣體不外泄,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的時間內箱蓋從開始承壓到破壞。建立發(fā)射箱蓋整體模型,校核在保壓氣密工況、外壓工況和內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;對其進行內壓沖破試驗,根據(jù)試驗結果對比兩種易碎蓋優(yōu)劣,并討論產生原因,確定本文最終研制結果。
【圖文】：

南京航空航天大學碩士學位論文第一章 緒論1.1 引言導彈發(fā)射易碎箱蓋作為整個發(fā)射系統(tǒng)的關鍵組件，在導彈平時正常存放中，箱蓋可以保護彈頭避免受到外部損傷并防止發(fā)射箱內的惰性氣體外泄。當導彈發(fā)射時，箱蓋須及時打開保證導彈的正常發(fā)射，這些使用要求就使得導彈箱蓋在能承受一定壓力的同時，還要具有良好的封閉性能、耐腐蝕和耐老化性能[1][2][3]。傳統(tǒng)機械發(fā)射箱蓋通常使用機械打開或是爆破打開[4][5][6][7]，其制作材料常為金屬材料。機械打開式箱蓋通常質量較大，增加了整個發(fā)射系統(tǒng)負載的同時還需要專門的動力系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)，完成開啟時間較長，不利于導彈的快速反應。爆破打開式箱蓋雖然沒有伺服控制開啟，反應較為迅速，但一次性使用的成本較高，維護也相對復雜。爆破時彈頭內部的電子元件容易受到損傷。與此同時傳統(tǒng)機械發(fā)射箱蓋都受到長期儲存后發(fā)生機械故障、火工品失效等問題的制約。

壓力方向與多瓣式易碎蓋表面的法線方向一致。本文所氣密壓力為 0.05MPa，即在 0.05MPa 的內壓作用下，易碎蓋易碎蓋沖破壓力為 0.4MPa，即在 0.4MPa 的內壓作用下，易跡完全破壞，，各子蓋四散飛出；導彈發(fā)射裝置多是并聯(lián)式發(fā)射碎蓋要求在相鄰導彈發(fā)射時的尾氣作用下不發(fā)生損傷，通常簡用下不發(fā)生破壞。具體技術要求見表 2.1。表 2. 1 方形多瓣易碎蓋技術要求壓力/MPa 技術要求0.05 薄弱區(qū)無損0.4 薄弱區(qū)完全破-0.1 薄弱區(qū)無損式易碎蓋結構設計形設計外形和多瓣式易碎蓋技術指標要求，本文提出了易碎蓋的外型
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TJ768

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本文編號：2694728