CN221173158U - 一种复合材料单向承载高压、反向低压破坏的壳体结构 - Google Patents
一种复合材料单向承载高压、反向低压破坏的壳体结构 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种复合材料单向承载高压、反向低压破坏的壳体结构，壳体结构包括拱形部件以及连接部件，所述连接部件为环形结构，连接部件连接在拱形部件的开口侧；所述拱形部件的中心区域为预制缺陷区，实现一个方向承载高压拉伸，另一方向低压压缩破坏，压缩载荷导致该壳体结构屈曲后的破坏也不会产生大型碎片。
Description
技术领域
本实用新型涉及复合材料结构技术领域，具体涉及一种复合材料单向承载高压、反向低压破坏的壳体结构。
背景技术
在可回收多级火箭分离时，可通过手段产生瞬时高压气体加速分离，若此过程中不进行适当隔离，高压气体会通过火箭喷口进入未工作发动机，影响发动机正常点火，因此设计隔离结构封堵喷口。
该结构需在承载下部高压不破坏的同时，发动机点火之后不能影响气流喷出，因此需在点火之后产生相对低压下结构发生破坏，从而产生气体外喷通道。
为避免大型碎片在发动机气流冲刷下，高速冲击下方可回收一级，壳体结构破坏形式需被限定：不能立即整体脱离，不立即产生大型碎片，后续在高温高速尾焰下逐渐烧蚀，目前市场上尚未有适用于该使用场景的隔离结构。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种复合材料单向承载高压、反向低压破坏的壳体结构。
本实用新型解决上述问题的技术方案为：一种复合材料单向承载高压、反向低压破坏的壳体结构，壳体结构包括拱形部件以及连接部件，所述连接部件为环形结构，连接部件连接在拱形部件的开口侧；
所述拱形部件的中心区域为预制缺陷区。
进一步的，所述拱形部件为内部中空的三分之一类球曲面结构。
进一步的，所述连接部件内壁和外壁为锥面，连接部件的内壁、外壁直径从与拱形部件的连接处向外逐渐增大。
进一步的，拱形部件以及连接部件一体成型，包括多层纤维树脂复合层。
进一步的，相邻的纤维树脂复合层之间预制缺陷区设有薄膜，其他区域胶接。
本实用新型具有有益效果：
本实用新型提供了一种复合材料单向承载高压、反向低压破坏的壳体结构，实现一个方向承载高压拉伸，另一方向低压压缩破坏，压缩载荷导致该壳体结构屈曲后的破坏也不会产生大型碎片。
附图说明
图1为本实用新型的立体图；
图2为本实用新型的剖视图；
图中：1-拱形部件，2-连接部件，3-预制缺陷区。
具体实施方式
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图所示，一种复合材料单向承载高压、反向低压破坏的壳体结构，包括拱形部件以及连接部件，所述拱形部件为内部中空的三分之一类球曲面结构，所述连接部件连接在拱形部件的开口侧，拱形部件与连接部件一体成型，所述连接部件为环形结构，其内壁和外壁为锥面，连接部件的内壁、外壁直径从与拱形部件的连接处向外逐渐增大。
所述拱形部件的中心区域为预制缺陷区。
该壳体结构由多层纤维树脂复合层材料制备而成，其制备方法为：将第一层纤维树脂复合层铺设在模具上，在中心的预制缺陷区铺设薄膜，将第二层纤维树脂复合层铺设在胶层上，在第二层纤维树脂复合层的中心预制缺陷区铺设薄膜，铺设第三层纤维树脂复合层，采用相同的手段铺设其他层纤维树脂复合层，最后整体进行固化处理，这样相邻的纤维树脂复合层之间的预制缺陷区通过薄膜相隔，其他区域在固化过程中会自行胶结一体。该壳体结构在连接部件方向受到拉伸，可充分发挥拉伸性能好的优势，承载该方向极高的压力载荷，而拉伸时，分层缺陷对结构承载能力影响较小。在壳体结构在拱形部件方向受到压缩，压缩性能相比拉伸性能相对较低，承载能力会降低，同时，预制缺陷区降低结构的稳定性，在承载压缩载荷时出现屈曲，从而导致结构出现破坏。壳体结构的压缩承载能力可通过预制缺陷区的层数、预制缺陷区的面积占比来调整。
该壳体结构在承载压缩载荷时结构形式是的胶层压紧无剥离趋势提高胶结强度，压缩载荷导致该壳体结构屈曲后的破坏也不会产生大型碎片。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (5)
1.一种复合材料单向承载高压、反向低压破坏的壳体结构，其特征在于：壳体结构包括拱形部件以及连接部件，所述连接部件为环形结构，连接部件连接在拱形部件的开口侧；
所述拱形部件的中心区域为预制缺陷区。
2.如权利要求1所述的一种复合材料单向承载高压、反向低压破坏的壳体结构，其特征在于：所述拱形部件为内部中空的三分之一类球曲面结构。
3.如权利要求1或2所述的一种复合材料单向承载高压、反向低压破坏的壳体结构，其特征在于：所述连接部件内壁和外壁为锥面，连接部件的内壁、外壁直径从与拱形部件的连接处向外逐渐增大。
4.如权利要求1所述的一种复合材料单向承载高压、反向低压破坏的壳体结构，其特征在于：拱形部件以及连接部件一体成型，包括多层纤维树脂复合层。
5.如权利要求4所述的一种复合材料单向承载高压、反向低压破坏的壳体结构，其特征在于：相邻的纤维树脂复合层之间预制缺陷区设有薄膜。
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2023
- 2023-10-30 CN CN202322909709.0U patent/CN221173158U/zh active Active
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