沖破式復(fù)合材料易碎蓋破壞機(jī)理研究.pdf

1、隨著國(guó)防事業(yè)快速發(fā)展的需要,導(dǎo)彈部隊(duì)快速反應(yīng)能力要求越來(lái)越高,先進(jìn)的發(fā)射系統(tǒng)對(duì)提升部隊(duì)的反應(yīng)能力有重要的作用。作為發(fā)射系統(tǒng)的重要組成部分,發(fā)射箱蓋近些年來(lái)一直是研究的重點(diǎn),特別是對(duì)復(fù)合材料易碎蓋的研究越來(lái)越多,但是實(shí)際應(yīng)用卻落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。因此,本文針對(duì)復(fù)合材料易碎蓋,研究其破壞機(jī)理,以期為易碎蓋的設(shè)計(jì)應(yīng)用提供一定的參考。
　　首先,對(duì)典型復(fù)合材料易碎蓋進(jìn)行有限元分析,得到了側(cè)邊薄弱區(qū)承受的主要載荷及分布情況,總結(jié)出承壓時(shí)對(duì)于薄弱

2、區(qū)接頭強(qiáng)度最危險(xiǎn)的載荷是周向彎矩,即沖破工況下的薄弱區(qū)接頭破壞是周向彎矩引起的。
　　其次,使用 RTM工藝成型制作了不同型式的易碎蓋薄弱區(qū)接頭試驗(yàn)件,進(jìn)行了四點(diǎn)彎試驗(yàn)研究,通過(guò)觀察現(xiàn)象和分析結(jié)果,總結(jié)得到了接頭的承彎特性。
　　接著,綜合復(fù)合材料漸進(jìn)損傷方法和Cohesive接觸理論,采用了一種漸進(jìn)損傷分析方法來(lái)模擬薄弱區(qū)接頭承彎的過(guò)程和預(yù)測(cè)接頭的強(qiáng)度。其中不僅使用 ABAQUS Contact模塊的Cohesive Be

3、haviour來(lái)模擬膠接界面的力學(xué)行為,還使用Umat子程序編寫了復(fù)合材料的本構(gòu)關(guān)系;通過(guò)上述方法建立了接頭承彎的有限元模型,研究得到不同型式接頭承彎時(shí)的破壞機(jī)理,包括損傷的起始位置及成因、損傷擴(kuò)展方向、破壞模式及失效的全過(guò)程,還考察了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和結(jié)構(gòu)型式對(duì)于接頭強(qiáng)度和剛度的影響。
　　最后,應(yīng)用易碎蓋破壞機(jī)理,提出新的薄弱區(qū)設(shè)計(jì)方法,改善了以往偏重于經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)流程。針對(duì)已有整體方案的易碎蓋,進(jìn)行了不同工況的有限元分析,得到了相