CN117989921A - 一种内外压差异化承载易碎盖 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及导弹或无人机发射结构设计技术领域，尤其是涉及一种内外压差异化承载易碎盖；包括呈矩形设置的方框，方框内部分为至少四个分瓣连接板，相邻两分瓣连接板之一为第一分瓣连接板，另一个为第二分瓣连接板；第一分瓣连接板包括第一梯形板，第一梯形板与方框相邻的一侧设有第一搭接边；第一梯形板与第二分瓣连接板相邻的侧边围设有第一法兰边；第二分瓣连接板包括第二梯形板，第二梯形板与方框相邻的一侧设有第二搭接边；第二梯形板与第一分瓣连接板相邻的侧边围设有第二法兰边；各第一法兰边搭接于各第二法兰边上。本发明可以保证在较大的外部压力作用下实现可靠的承载，在相对较低的内压载荷作用下，实现特定形式的结构打开。
Description
技术领域
本发明涉及导弹或无人机发射结构设计技术领域，尤其是涉及一种内外压差异化承载易碎盖。
背景技术
导弹或无人机发射箱用于贮存、运输和发射飞行器，箱内充满惰性气体，在正常贮存、运输环节的密封条件下，导弹或无人机发射筒内可以保持恒定的湿度和气体成分，能有效避免锈蚀等破坏的发生，箱盖对内部结构产品起到隔离保护作用，并承载一定的内、外部载荷；在导弹或无人机发射时，箱盖需要确保在特定的压强范围内实现特定的打开形态，及时打开保证导弹或无人机的正常发射，这些使用要求就使得箱盖在能承受一定外界压力的同时，还要易于从内部破坏；因此，导弹或无人机发射箱盖的设计是影响其发射效率的重要因素之一。
传统的发射箱易碎盖为金属材质，其开盖方式采用机械式开启或***螺栓开启。金属盖一般质量较大，这不仅增加整体重量，还需要专门的传动机构和伺服控制机构，长期存放易产生故障，且两种开盖方式存在诸多问题，如机械盖开启时间长，***盖维护成本高，维修复杂等。目前常用的易碎盖通常采用复合材料，由复合材料主体、薄弱区结构和边框法兰等组成，复合材料主体上设有薄弱区，易碎盖主体和框架之间采用树脂进行胶接；其中预置缺陷的方法包括刻痕、切缝以及降低纱线密度等方法，然而，由于易碎盖主体采用了连续纤维，即使采用机械加工的手段设置了应力沟槽，但依然存在不能按预先设置的薄弱区破坏；同时，成型-切割开槽-再粘接的方式工艺相对复杂，工艺效率低，工艺成本高。
如发明CN116294798A公开了一种具备自动复位功能的易碎盖及其制备方法，其中，包括易碎盖本体、法兰框、固定压环和柔性层；所述易碎盖本体为正方形结构，沿其两条对角线设置有子瓣薄弱区，子瓣薄弱区采用预制缺陷设计，子瓣薄弱区将易碎盖本体分隔为四个易碎盖子瓣。其生产过程包括铺覆预浸料-固化成型-切割-预制缺陷-制备柔性层-组装，包含了成型、切割、开槽、组装等工艺过程，工艺复杂，制作成本高，一致性差；同时，由于柔性层的存在导致其设计难度大，难以量化计算，只能依靠试验获得结构参数；且柔性层有应力集中，多次使用易导致易碎盖复位后密封出现问题，影响飞行器在发射箱内的密封贮存。
在正常贮存、运输环节，易碎盖结构需要保证在较大的外部压力作用下实现可靠的承载；在导弹或无人机发射时，在相对较低的内压载荷作用下，需要实现特定形式的结构打开；而普通的易碎盖对于内外两侧的承载能力相同，不能达到内、外压的差异化承载要求。
因此，针对上述问题本发明急需提供一种内外压差异化承载易碎盖。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内外压差异化承载易碎盖，通过内、外压差异化承载的设计以解决现有技术中存在的内、外压等问题。
本发明提供的一种内外压差异化承载易碎盖，包括方框，方框内紧密装配有四个分瓣连接板，分别为两个形状相同的第一分瓣连接板和两个形状相同的第二分瓣连接板；
第一分瓣连接板包括第一梯形板，第一梯形板的底边设有与其成角度设置的第一搭接边，第一梯形板的两侧边设有向侧向延伸的第一法兰边，第一梯形板的顶边设有与其成角度的第一三角板，两第一法兰边向上延伸至第一三角板的两侧；
第二分瓣连接板包括第二梯形板，第二梯形板的底边设有与其成角度设置的第二搭接边，第二梯形板的两侧边设有向侧向延伸的第二法兰边，第二梯形板的顶边设有与其成角度的第二三角板，两第二法兰边向上延伸至第二三角板的两侧；
其中，第二法兰边与第一法兰边相互搭接。
优选地，方框包括回字形底板，回字形底板的外边缘周向立设有与回字形呈L形设置的立板；其中，回字形底板与第一搭接边、回字形底板与第二搭接边相互搭接。
优选地，方框与第一搭接边、方框与第二搭接边之间分别通过密封胶与密封腻子中的一种粘接固定。
优选地，各第一法兰边与各第二法兰边之间的搭接区域由内向外包括一端与各第一三角板及各第二三角板连接的第一搭接段及一端与方框连接的第二搭接段，第一搭接段与第二搭接段首尾相连。
优选地，其中，在第一搭接段内，各第一法兰边与各第二法兰边之间的粘接剂为环氧树脂胶、聚氨酯胶、白乳胶中的一种，第一搭接段的长度L满足如下公式：，其中，k为易碎盖的变形耦合修正系数，为0.1-0.6，P为易碎盖的打开预设压强，S为各第一分瓣连接板或各第二分瓣连接板的面积，/>为单位长度上的粘接面积，σ为粘接剂的扯离强度。
优选地，在第二搭接段内，各第一法兰边与各第二法兰边之间通过密封胶与密封腻子中的一种粘接固定。
优选地，方框的材质为铝合金。
优选地，各第一分瓣连接板的材质为轻质碳纤维或玻璃纤维复合材料。
优选地，各第二分瓣连接板的材质为轻质碳纤维或玻璃纤维复合材料。
优选地，第一梯形板、第一搭接边、第一法兰边和第一三角板一体成型；
第二梯形板、第二搭接边、第二法兰边和第二三角板一体成型。
本发明提供的一种内外压差异化承载易碎盖与现有技术相比具有以下进步：
本发明提供了一种内外压差异化承载易碎盖，通过设计内、外压不同的承载模式及强度控制方法，实现内、外压的差异化承载需求；其中，外压承载通过结构自锁的方式实现，设计方法为控制结构的刚度及变形；内压承载通过对分瓣对接结构的粘接工艺参数进行控制，从而实现较大的打开破坏压强范围的可控调整；本发明提供的易碎盖结构可以保证在较大的外部压力作用下实现可靠的承载，在相对较低的内压载荷下，实现特定形式的结构打开。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中所述内外压差异化承载易碎盖的结构示意图（立体图）；
图2为本发明中所述方框的结构示意图（立体图）；
图3为本发明中所述内外压差异化承载易碎盖沿x向的剖视图；
图4为本发明中所述内外压差异化承载易碎盖沿y向的剖视图；
图5为本发明中所述第一分瓣连接板的结构示意图（立体图）；
图6为本发明中所述第二分瓣连接板的结构示意图（立体图）。
附图标记说明：
1、方框；2、第一分瓣连接板；201、第一梯形板；202、第一搭接边；203、第一法兰边；204、第一三角板；3、第二分瓣连接板；301、第二梯形板；302、第二搭接边；303、第二法兰边；304、第二三角板。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，本实施例提供的一种内外压差异化承载易碎盖，包括方框1，方框1内紧密装配有四个分瓣连接板，分别为两个形状相同的第一分瓣连接板2和两个形状相同的第二分瓣连接板3；
第一分瓣连接板2包括第一梯形板201，第一梯形板201的底边设有与其成角度设置的第一搭接边202，第一梯形板201的两侧边设有向侧向延伸的第一法兰边203，第一梯形板201的顶边设有与其成角度的第一三角板204，两第一法兰边203向上延伸至第一三角板204的两侧；
第二分瓣连接板3包括第二梯形板301，第二梯形板301的底边设有与其成角度设置的第二搭接边302，第二梯形板301的两侧边设有向侧向延伸的第二法兰边303，第二梯形板301的顶边设有与其成角度的第二三角板304，两第二法兰边303向上延伸至第二三角板304的两侧；
其中，第二法兰边303与第一法兰边203相互搭接。
本发明提供了一种内外压差异化承载易碎盖，两种分瓣连接板的接触区域采用梯形结构，相对的两个分瓣连接板结构形式相同，相邻的两个分瓣连接板结构不同，确保一种分瓣连接板边缘区域搭接并覆盖于另外一种分瓣连接板的边缘区域。通过设计内、外压不同的承载模式及强度控制方法，实现内、外压的差异化承载需求；其中，外压承载通过结构自锁的方式实现，设计方法为控制结构的刚度及变形；内压承载通过对分瓣对接结构的粘接工艺参数进行控制，从而实现较大的打开破坏压强范围的可控调整；本发明提供的易碎盖结构可以保证在较大的外部压力作用下实现可靠的承载，在相对较低的内压载荷下，实现特定形式的结构打开。
如图1、图2、图3所示，方框1包括回字形底板，回字形底板的外边缘周向立设有与回字形呈L形设置的立板；其中，回字形底板与第一搭接边202、回字形底板与第二搭接边302相互搭接。
本实施例中，方框1的回字形底板及立板构成L型卡槽结构，保证各第一分瓣连接板2与各第二分瓣连接板3的边缘嵌入L型卡槽中，L型卡槽对各第一分瓣连接板2与各第二分瓣连接板3形成限位卡组作用。
在本实施例中，方框1与第一搭接边202、方框1与第二搭接边302之间分别通过密封胶与密封腻子中的一种粘接固定。
在本实施例中，各第一法兰边203与各第二法兰边303之间的搭接区域由内向外包括一端与各第一三角板204及各第二三角板304连接的第一搭接段及一端与方框1连接的第二搭接段，第一搭接段与第二搭接段首尾相连。
本实施例中，通过控制第一搭接段的长度、粘接剂种类、粘接工艺参数，可对各分瓣连接板的连接强度进行控制，进而对结构打开破坏压强进行控制。
在本实施例中，其中，在第一搭接段内，各第一法兰边203与各第二法兰边303之间的粘接剂为环氧树脂胶、聚氨酯胶、白乳胶中的一种，第一搭接段的长度L满足如下公式：，其中，k为易碎盖的变形耦合修正系数，为0.1-0.6，P为易碎盖的打开预设压强，S为各第一分瓣连接板2或各第二分瓣连接板3的面积，/>为单位长度上的粘接面积，σ为粘接剂的扯离强度。
在本实施例中，在第二搭接段内，各第一法兰边203与各第二法兰边303之间通过密封胶与密封腻子中的一种粘接固定。
在本实施例中，方框1的材质为铝合金。
在本实施例中，各第一分瓣连接板2的材质为轻质碳纤维或玻璃纤维复合材料。
在本实施例中，各第二分瓣连接板3的材质为轻质碳纤维或玻璃纤维复合材料。
本发明所需的各第一分瓣连接板2与各第二分瓣连接板3的材料种类选择仅与材料刚度有直接联系，在材料刚度达到一定水平情况下，均可实现本发明所需求的结构应力分布形态，进而实现响应的破坏打开形态，且对材料强度的要求相对较低。
在本实施例中，第一梯形板201、第一搭接边202、第一法兰边203和第一三角板204一体成型；
第二梯形板301、第二搭接边302、第二法兰边303和第二三角板304一体成型。
本实施例中，易碎盖的外压承载能力取决于第一三角板204与第二三角板304的突起高度，在一定范围内，突起高度相对较高的情况下，外压承载能力亦相对较高；但同时也相对不易运输；通过对突起高度的设计，可以实现特定外压载荷的承载需求。
本发明还提供了一种实施例，其中，第一搭接边202的宽度为6mm，第一法兰边203的宽度为5mm，第二搭接边302的宽度为6mm，第二法兰边303的宽度为5mm；第一梯形板201与第一搭接边202之间的角度为10°，第二梯形板301与第二搭接边302之间的角度为10°；第一三角板204的厚度与第二三角板304的厚度均为45mm。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种内外压差异化承载易碎盖，其特征在于：包括方框（1），方框（1）内紧密装配有四个分瓣连接板，分别为两个形状相同的第一分瓣连接板（2）和两个形状相同的第二分瓣连接板（3）；
第一分瓣连接板（2）包括第一梯形板（201），第一梯形板（201）的底边设有与其成角度设置的第一搭接边（202），第一梯形板（201）的两侧边设有向侧向延伸的第一法兰边（203），第一梯形板（201）的顶边设有与其成角度的第一三角板（204），两第一法兰边（203）向上延伸至第一三角板（204）的两侧；
第二分瓣连接板（3）包括第二梯形板（301），第二梯形板（301）的底边设有与其成角度设置的第二搭接边（302），第二梯形板（301）的两侧边设有向侧向延伸的第二法兰边（303），第二梯形板（301）的顶边设有与其成角度的第二三角板（304），两第二法兰边（303）向上延伸至第二三角板（304）的两侧；
其中，第二法兰边（303）与第一法兰边（203）相互搭接。
2.根据权利要求1所述的内外压差异化承载易碎盖，其特征在于：其中，在第一搭接段内，各第一法兰边（203）与各第二法兰边（303）之间的粘接剂为环氧树脂胶、聚氨酯胶、白乳胶中的一种，第一搭接段的长度L满足如下公式：,其中，k为易碎盖的变形耦合修正系数，为0.1-0.6，P为易碎盖的打开预设压强，S为各第一分瓣连接板（2）或各第二分瓣连接板（3）的面积，/>为单位长度上的粘接面积，σ为粘接剂的扯离强度。
3.根据权利要求2所述的内外压差异化承载易碎盖，其特征在于：方框（1）包括回字形底板，回字形底板的外边缘周向立设有与回字形呈L形设置的立板；其中，回字形底板与第一搭接边（202）、回字形底板与第二搭接边（302）相互搭接。
4.根据权利要求3所述的内外压差异化承载易碎盖，其特征在于：方框（1）与第一搭接边（202）、方框（1）与第二搭接边（302）之间分别通过密封胶与密封腻子中的一种粘接固定。
5.根据权利要求4所述的内外压差异化承载易碎盖，其特征在于：各第一法兰边（203）与各第二法兰边（303）之间的搭接区域由内向外包括一端与各第一三角板（204）及各第二三角板（304）连接的第一搭接段及一端与方框（1）连接的第二搭接段，第一搭接段与第二搭接段首尾相连。
6.根据权利要求5所述的内外压差异化承载易碎盖，其特征在于：在第二搭接段内，各第一法兰边（203）与各第二法兰边（303）之间通过密封胶与密封腻子中的一种粘接固定。
7.根据权利要求6所述的内外压差异化承载易碎盖，其特征在于：方框（1）的材质为铝合金。
8.根据权利要求7所述的内外压差异化承载易碎盖，其特征在于：各第一分瓣连接板（2）的材质为轻质碳纤维或玻璃纤维。
9.根据权利要求7所述的内外压差异化承载易碎盖，其特征在于：各第二分瓣连接板（3）的材质为轻质碳纤维或玻璃纤维。
10.根据权利要求9所述的内外压差异化承载易碎盖，其特征在于：第一梯形板（201）、第一搭接边（202）、第一法兰边（203）和第一三角板（204）一体成型；
第二梯形板（301）、第二搭接边（302）、第二法兰边（303）和第二三角板（304）一体成型。
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|---|---|
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