CN1844839B - 整体冲破式复合材料薄膜盖 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种整体冲破式复合材料薄膜盖，属导弹发射技术领域。该薄膜盖，以玻璃纤维布和环氧树脂为主体材料，其内表面粘贴有铝箔作为电磁波屏蔽层，其特征在于：由外围向内包括框架(1)、薄弱区(2)、主体(3)；主体(3)采用[(0°90°)(±45°)(0°90°)(±45°)]准各向同性层板的铺叠方法，以保证薄膜盖周边强度基本相同并通过胶接与框架(1)连接，胶接处即为薄弱区(2)；主体(3)与框架(1)的胶接处上下面还粘贴有起增加薄弱区(2)强度作用的整布或布条。通过调节其层数、宽度来调节薄弱区强度，以满足不同压力指标。本发明具有效果好，反应迅速，结构简单、制作工艺简单的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种整体冲破式复合材料薄膜盖，属导弹发射技术领域。
背景技术
导弹发射盖的设计是影响导弹快速反映能力的重要因素之一。因此，在研制导弹贮运发射箱时，箱盖的设计非常重要。主要要求是能承受一定的压差，密封性能好，在发射导弹时迅速打开。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，参见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，贮存困难。
国外已经研制出易碎薄膜盖，参见美国专利US Pat.4498368，1985，该种薄膜盖以玻璃纤维和环氧树脂为基本组成材料，在不同铺层上刻制撕裂线形成薄弱区，薄膜盖能承受一定的均布压力且在较小的集中力下就可使薄膜盖以预定的轨迹破碎，反应迅速，提高了导弹发射效率。但是，该种复合材料薄膜盖有其克服不了的不足之处，即薄膜盖须在导弹端部的作用下破坏，薄膜盖必然会对接触薄膜盖的导弹端头产生不利影响；J.H.WU、T.Y.Kam等研制出另一种结构形式的复合材料薄膜盖。参见J.H.Wu，W.T.Wang，T.Y.Kam Failure analysis of a frangible laminated compositecanister cover.Proc Inst Mech Eng，1999，vol.213，Part G：187-95；T.Y.Kam，J.H.Wu，W.T.Wang External failure pressure of a frangible laminated compositecanister cover.Composite Structure.1999，vol.47：563-569。如图1所示，利用发射前导弹引擎产生的气流冲击薄膜盖，薄膜盖以预定的四瓣形式整体飞掉，不会对导弹发射产生不利影响。如图2所示，其薄膜盖由内向外凸起，主体与框架采用树脂胶接而成，主体部分则由四块对称板胶接形成整体结构。通过增加胶接厚度，降低胶层应力水平以达到承压指标。该种薄膜盖结构复杂，主体与框架采用纯树脂进行胶接，承压能力较小，且采用纯树脂连接的薄弱区制作困难，工艺复杂。成型过程中不可避免将气泡带入树脂区，薄弱区易形成内部缺陷，造成整体强度下降，质量的稳定性得不到满足。薄膜盖内外结构不对称，内外承压能力不一致，因此，这种类型的薄膜盖实际应用有一定的局限性。
发明内容
本发明的目的在于提供结构简单、承载能力强的整体冲破式复合材料薄膜盖。
一种整体冲破式复合材料薄膜盖，以玻璃纤维布和环氧树脂为主体材料，其内表面粘贴有铝箔作为屏蔽层，用来防止电磁波的干扰，其特征在于：该薄膜盖由外围向内包括框架、薄弱区、主体；主体采用[(0°90°)(±45°)(0°90°)(±45°)]准各向同性层板的铺叠方法，以保证薄膜盖周边强度基本相同；主体是通过胶接与框架连接的，胶接处即为薄弱区；主体与框架的胶接处上下面还粘贴有起增加薄弱区强度作用的整布或布条。
本使用新型的整体冲破式复合材料薄膜盖，具有结构简单、制作工艺简单的特点.并且实验证明，该薄膜盖以预定轨迹整体破坏，破坏后没有任何残渣留下，因此，薄膜盖不会对导弹的发射产生任何不利影响，且反应迅速.另外，可以通过调节整布或布条的层数、宽度来调节薄弱区强度，以满足不同压力指标的要求.
附图说明
图1是国外研制的薄膜盖破坏形式图。
图2是国外研制的薄膜盖结构形式示意图。
图3是本发明的整体冲破式复合材料薄膜盖结构示意图。
图4是本发明的整体冲破式复合材料薄膜盖成型模具俯视图。
图5是本发明的整体冲破式复合材料薄膜盖成型模具侧视图。
图6是本发明的整体冲破式复合材料薄膜盖冲破试验装置示意图。
图7本发明的整体冲破式复合材料薄膜盖薄弱区结构形式图。
图3中标号名称：1、框架，2、薄弱区，3、主体。
图4中标号名称：4、起模扶手。
图5中标号名称：5、上模，6、下模，7、薄膜盖，8、预制刻痕。
图6中标号名称：9、压力表，10、法兰圈，11、气泵。
图7中标号名称：12、贴布层。
具体实施方式
根据图3所示，本发明的一种整体冲破式复合材料薄膜盖，以玻璃纤维布和环氧树脂为主体材料，其内表面粘贴有铝箔作为屏蔽层，用来防止电磁波的干扰，其特征在于：薄膜盖由外围向内包括框架1、薄弱区2、主体3；主体3采用[(0°90°)(±45°)(0°90°)(±45°)]准各向同性层板的铺叠方法，以保证薄膜盖周边强度基本相同；主体3是通过胶接与框架1连接的，胶接处即为薄弱区2；主体3与框架1的胶接处上下面还粘贴有起增加薄弱区2强度作用的整布或布条。
实施例1
本实施例，是一个薄膜盖的制作过程。薄膜盖成型采用手糊+模压成型工艺，经过三次成型固化后完成薄膜盖制作。根据设计方案，成型模具采用上、下模形式，模具如图4、5所示，其中下模一面在其周圈带有预制刻痕用的凸块，另一面为光滑平板。
薄膜盖结构形式
1、薄膜盖主体与框架
由数层0.2平纹机织玻璃布和环氧树脂复合而成，铺层为[(0°90°)(±45°)(0°90°)(±45°)]准各向同性对称结构；
2、薄弱区结构形式
主体与框架间直接胶接，为一圈胶层，上下表面各粘贴1-3层0.1平纹机织玻璃布条，薄弱区结构形式如图7所示(上下表面各粘贴两层玻璃布条)。
薄膜盖制作工艺
薄膜盖制作通过三次成型固化后完成薄膜盖制作。
1、薄膜盖一次固化工艺
1)清理一面带凸块的下模和上模板；
2)在下模上涂抹低温油脂，按照下模形状剪好聚酯薄膜塑料纸，并贴在下模上；
3)按要求配制胶液；
4)按要求预先剪好0.2平纹机织布；
5)将第一层布沿0°90°方向铺在下模上并刮好胶，沿着下模刻痕将第一层剪开；
6)将第二层布沿±45°方向铺在下模上并刮好胶，沿着下模刻痕将第二层剪开；
7)依次按照[(0°90°)(±45°)(0°90°)(±45°)]顺序铺设好指定层数的机织玻璃布，并刮好胶；
8)盖上聚酯薄膜，用塑料刮刀把多余的胶和气泡刮出；
9)将上模盖在铺好布的下模上，并加重物压紧。
10)待24小时薄膜盖固化后进行脱模。
2、二次固化成型工艺
1)采用下模另一面作为模具下表面，清理好下模和上模板；
2)在下模上涂抹低温油脂，并按照下模形状剪好聚酯薄膜塑料纸；
3)在下模上铺上铝箔按下模的外形修剪好，用沾有丙酮的棉纱将铝箔上的油污清理干净，并画好十字线以确定后铺纤维布的方向；
4)按要求配制胶液；
5)按要求预先剪好0.1平纹机织布；
6)在薄膜盖的一面沿刻缝方向用胶带将刻缝封住；
7)将第一层布沿0°90°方向铺在预制好刻缝的薄膜盖另一面上，刮好胶，再依次将指定层数的布沿0°90°方向铺上；
8)沿着刻缝将玻璃布刻开，刻开位置离刻缝10-20mm；
9)然后在贴好铝箔的下模上刷上胶，将铺好布的一面盖在下模上；
10)将上模盖在铺好布的下模上，并加重物压紧
11)待24小时薄膜盖固化后进行脱模。
3、三次固化成型工艺
1)将二次成型过程中的胶带撕掉后，将刻缝用胶添满；
2)按要求预先剪好0.1平纹机织布；
3)将第一层布沿0°90°方向铺在薄膜盖上，刮好胶，再将指定层数的0.1平纹玻璃布铺上，并刮好胶；
4)沿着刻缝将玻璃布刻开，刻开位置离刻缝10-20mm；
5)盖上聚酯薄膜，用塑料刮刀把多余的胶和气泡刮出；
6)将上模盖在铺好布的下模上，并加重物压紧；
7)待24小时薄膜盖固化后进行脱模。
将三次固化成型后的薄膜盖放置于烘箱中，在温度为50℃的环境中后处理3小时，待冷却后取出。
实施例2
本实施例，是一个薄膜盖冲破试验具体过程.试验装置如图6所示.按要求将薄膜盖装在试验筒上，开启空气压缩机，待加到0.8MPa压力后关掉空气压缩机，打开进气阀缓慢的充压并仔细观察薄膜盖变形.待充压至一定压力后保持一段时间，观察薄膜盖是否有声响，是否有分层，同时观察压力表读数在保压过程中是否有下降，然后卸载至0.00MPa，观察薄膜盖是否有残余变形，是否有损坏.重复以上过程，观察薄膜盖变形及卸载后残余变形情况.待确定没有损坏，气密性良好的情况下进行薄膜盖冲破试验.缓慢充压，仔细观察压力表读数，记录试验破坏压力，同时在远处观察薄膜盖飞行轨迹.待薄膜盖破坏后进行照相和记录最后试验现象，完成试验.
Claims (1)
1.一种整体冲破式复合材料薄膜盖，以玻璃纤维布和环氧树脂为主体材料，其内表面粘贴有铝箔作为屏蔽层，用来防止电磁波的干扰，其特征在于：该薄膜盖由外围向内包括框架(1)、薄弱区(2)、主体(3)；主体(3)采用[(0°90°)(±45°)(0°90°)(±45°)]准各向同性层板的铺叠方法，以保证薄膜盖周边强度基本相同；主体(3)是通过胶接与框架(1)连接的，胶接处即为薄弱区(2)；主体(3)与框架(1)的胶接处上下面还粘贴有起增加薄弱区(2)强度作用的整布或布条。
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| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
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