CN104864773B

CN104864773B - 定向抛出复合材料易碎盖及其制备方法

Info

Publication number: CN104864773B
Application number: CN201510230769.7A
Authority: CN
Inventors: 蔡登安; 周光明; 王校培; 于健; 兰天宁
Original assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Current assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date: 2015-05-08
Filing date: 2015-05-08
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2035-05-08
Also published as: CN104864773A

Abstract

本发明涉及一种定向抛出复合材料易碎盖及其制备方法，属导弹发射及防护技术领域。该易碎盖包括：框架（1）和抛出体（4），框架（1）和抛出体（4）结合处分别为分离区（2）和连体区（3）；所述分离区（2）为框架（1）与抛出体（4）分割后胶合处理的区域；该区域中抛出体（4）边缘内侧具有矩形槽（5），矩形槽（5）内填充AB胶，通过AB胶将抛出体（4）边缘与框架（1）边缘胶合；所述的抛出体（4）边缘和框架（1）边在内、外侧分别通过环氧树脂胶贴有内侧纤维布条（6）和外侧纤维布条（7）。本发明结构简单、重量轻、操作简便，在导弹燃气流的作用下可实现定向抛出，解决了复合材料易碎盖抛出体分离方向不确定的潜在危险。

Description

定向抛出复合材料易碎盖及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种定向抛出复合材料易碎盖及其制备方法，属于导弹发射及防护技术领域。

背景技术

导弹发射箱盖的设计是影响导弹快速反映能力的重要因素之一。因此在研制导弹贮存发射箱时，箱盖的设计非常重要。箱盖主要是能承受一定的压差，密封性能好，在发射导弹时能迅速打开。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（详见US Pat.3970006, 1976; US Pat.4333381, 1982）,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，不仅增加了发射箱的重量且耽误时间，爆炸盖打开反应较机械盖迅速，但是重新装弹和维修比较复杂，且采用火工品运输，贮存困难。

为提高导弹发射效率，满足部队快速作战的要求，国外已经研制出一种复合材料易碎薄膜箱盖（详见US Pat.4498368, 1985）。该种箱盖能承受一定的均布压力且在较小的集中力下就可使箱盖以预订轨迹破碎，反应迅速，提高了导弹发射效率。但该种复合材料发射箱盖需在导弹端部的作用下破坏，箱盖必然会对与之接触的导弹弹头产生一定的不利影响。国内的一种整体冲破式复合材料薄膜盖（详见CN 1844839A, 2006），利用导弹发射前引擎产生的气流冲击薄膜盖，薄膜盖以预定轨迹整体破坏，不会对导弹发射产生不利影响。但该种薄膜盖铺设的机织布层数较多，薄膜盖较厚，使用时较为笨重，且分离区范围较大，易形成内部缺陷，造成整体性能下降，质量稳定性较难控制。因此，此类型的发射箱盖实际应用时存在一定的局限性。

同时，复合材料易碎盖抛出区范围大、抛出方向不确定性也会对周边设施造成潜在的威胁。因此，对定向抛出复合材料易碎盖的应用需求将不断扩大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种定向抛出复合材料易碎盖及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种定向抛出复合材料易碎盖，包括：框架和抛出体，框架和抛出体结合处分别为分离区和连体区；其特征在于：所述的框架和抛出体均由玻璃纤维布层通过环氧树脂胶为基体固化成型而成；所述的连体区为框架与抛出体未分割区域；所述分离区为框架与抛出体分割后胶合处理的区域；该区域中抛出体边缘内侧具有矩形槽，矩形槽内填充AB胶，通过AB胶将抛出体边缘与框架边缘胶合；所述的抛出体边缘和框架边在内、外侧分别通过环氧树脂胶贴有内侧纤维布条和外侧纤维布条。

所述的定向抛出复合材料易碎盖，其制备方法包括以下过程：1）清理模具，并在模具上涂抹低温油脂，贴好聚酯易碎塑料纸；2）根据易碎盖设定尺寸剪裁好玻璃纤维布；3）配置环氧树脂胶液；4）按设定的铺层顺序逐层铺设，并使每层的胶液均匀渗透纤维布；5）固化、热处理、冷却、脱模；6）在分离区高度位置将易碎盖预制件分割开，保留连体区不分割；7）对于分离区，在抛出体边缘内侧加工出矩形槽；8）对于分离区，用AB胶将抛出体和框架粘合在一起，在矩形槽内注入AB胶；9）室温固化后，在抛出体和框架胶接处贴两层内侧玻璃纤维布条和一层外侧纤维布条；10）室温固化后、热处理、冷却、打磨光滑，易碎盖制作完成。

本发明采用分离区和连体区结构，可以在易碎盖抛出体边缘四周形成承载能不同的结构分布，达到分离区先破坏，连体区后破坏的效果，从而实现抛出体定向抛出的设计目标。本发明采用玻璃纤维复合材料为易碎盖结构材料，具有重量轻、稳定性好的特点；同时，成型工艺简单易行，方便操作。

上述定向抛出复合材料易碎盖，其特征在于：所述的框架与抛出体采用的材料为玻璃纤维双向斜纹布增强环氧树脂复合材料，选用的铺层顺序为[(0/90)(±45)(0/90)(±45)(0/90)(±45)(0/90)]。本发明采用此铺层顺序可使易碎盖整体结构获得准各向同性的性能特点，从而获得分离区均匀稳定的承载性能，以此确保抛出体能够顺利实现定向抛出。

上述定向抛出复合材料易碎盖，其特征在于：所述的抛出体边缘内侧的矩形槽宽度为易碎盖壁厚的一半，高度为3~5mm。本发明采用矩形槽填充AB胶形成分离区结构，加工简单，粘接紧密，在保证气密性的同时能够获得稳定的承载性能。矩形槽宽度采用易碎盖一半的壁厚，高度为3~5mm，这样的的尺寸设计确保矩形槽内AB胶充分与易碎盖粘接，同时也不至于在矩形槽内形成无AB胶填充的空隙区域。

上述定向抛出复合材料易碎盖，其特征在于：所述的连体区长度为易碎盖抛出体周长的1/12~1/8。本发明采用连体区结构来实现抛出体定向抛出，连体区的长度可根据设计的承载能力进行调节，保证易碎盖抛出体在达到设计冲破压力时能够及时与框架分离。采用抛出体周长的1/12~1/8作为连体区长度既能实现冲破压力的调节，也可避免连体区长度过大而造成易碎盖无法冲破的危险。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明分离区结构示意图；

图3为本发明连体区结构示意图；

图4为本发明模拟试验时抛出示意图；

图中各标号名称：1、框架，2、分离区，3、连体区，4、抛出体，5、矩形槽，6、内侧纤维布条，7、外侧纤维布条。

具体实施方式

一种定向抛出复合材料易碎盖，其制备过程包括以下步骤：

1）清理模具，并在模具上涂抹低温油脂，贴好聚酯易碎塑料纸；

2）根据易碎盖设定尺寸剪裁好玻璃纤维布，主体结构，即框架1与抛出体4采用的材料为玻璃纤维双向斜纹布；

3）配置环氧树脂胶液；

4）按[(0/90)(±45)(0/90)(±45)(0/90)(±45)(0/90)]的铺层顺序逐层铺设，并使每层的胶液均匀渗透纤维布；

5）室温固化24小时后50℃热处理3小时，冷却后脱模；

6）在分离区高度位置将易碎盖预制件分割开，保留连体区3不分割，连体区3的长度为易碎盖抛出体4周长的1/12~1/8；

7）在抛出体4边缘内侧机加工出矩形槽5，矩形槽5宽度为易碎盖壁厚的一半，高度为3~5mm；

8）用AB胶将抛出体4和框架1粘合在一起，在矩形槽5内注入AB胶；

9）室温固化12小时，在抛出体4和框架1胶接处贴两层内侧玻璃纤维布条6和一层外侧纤维布条7，布条宽度为100mm；

10）室温固化12小时后50℃热处理3小时，冷却后用砂纸打磨光滑，易碎盖制作完成。

本发明在充气试验装置上的模拟抛出方式如图4所示，当装置内气压加载至易碎盖设定冲破压力时，易碎盖抛出体4先从分离区2破坏，并迅速扩展到连体区3，带动连体区3也随之破坏，以此实现易碎盖抛出体4从侧面连体区3处最终与框架1分离，实现按预定方向抛出的设计目标。

本发明采用玻璃纤维复合材料为易碎盖结构材料，具有重量轻、稳定性好的特点；同时，成型工艺简单易行，方便操作。

本发明采用分离区2和连体区3结构，可以在易碎盖抛出体4边缘四周形成承载能不同的结构分布，达到分离区2先破坏，连体区3后破坏的效果，从而实现抛出体4定向抛出的设计目标。

Claims

1.一种定向抛出复合材料易碎盖，包括：框架（1）和抛出体（4），框架（1）和抛出体（4）结合处分别为分离区（2）和连体区（3）；其特征在于：

所述的框架（1）和抛出体（4）均由玻璃纤维布层通过环氧树脂胶为基体固化成型而成；

所述的连体区（3）为框架（1）与抛出体（4）未分割区域；

所述分离区（2）为框架（1）与抛出体（4）分割后胶合处理的区域；该区域中抛出体（4）边缘内侧具有矩形槽（5），矩形槽（5）内填充AB胶，通过AB胶将抛出体（4）边缘与框架（1）边缘胶合；

所述的抛出体（4）边缘和框架（1）边在内、外侧分别通过环氧树脂胶贴有内侧纤维布条（6）和外侧纤维布条（7）。

2.根据权利要求1所述的定向抛出复合材料易碎盖，其特征在于：所述的框架（1）与抛出体（4）采用的材料为玻璃纤维双向斜纹布增强环氧树脂复合材料，选用的铺层顺序为[(0/90)(±45)(0/90)(±45)(0/90)(±45)(0/90)]。

3.根据权利要求1所述的定向抛出复合材料易碎盖，其特征在于：所述的抛出体（4）边缘内侧的矩形槽（5）宽度为易碎盖壁厚的一半，高度为3~5mm。

4.根据权利要求1所述的定向抛出复合材料易碎盖，其特征在于：所述的连体区（3）长度为易碎盖抛出体（4）周长的1/12~1/8。

5.根据权利要求1所述的定向抛出复合材料易碎盖的制备方法，其特征在于包括以下过程：

2）根据易碎盖设定尺寸剪裁好玻璃纤维布；

3）配置环氧树脂胶液；

4）按设定的铺层顺序逐层铺设，并使每层的胶液均匀渗透纤维布；

5）固化、热处理、冷却、脱模；

6）在分离区高度位置将易碎盖预制件分割开，保留连体区（3）不分割；

7）对于分离区（2），在抛出体（4）边缘内侧加工出矩形槽（5）；

8）对于分离区（2），用AB胶将抛出体（4）和框架（1）粘合在一起，在矩形槽（5）内注入AB胶；

9）室温固化后，在抛出体（4）和框架（1）胶接处贴两层内侧玻璃纤维布条（6）和一层外侧纤维布条（7）；

10）室温固化后、热处理、冷却、打磨光滑，易碎盖制作完成。