Page 59 - 理化检验-物理分册 2021年第六期

裘雄伟, 等: 真空辅助树脂扩散成型工艺在棱台型端盖上的应用

的压力开盖, 开盖压力为( 0.05±0.01 ) MPa , 前盖破
裂且碎块飞掉, 不能影响导弹出箱。
结合技术要求和经验, 将端盖设计为棱台型( 产

品高度 80mm ), 在破裂时碎块裂为 4 块。端盖结
构设计如图 1 所示。

图 2 棱台形端盖反向承压仿真分析结果

Fi g 2 Simulationanal y sisresultsofthereverse p ressurebearin g

ofthetruncatedpy ramidt yp ecanistercover

图 1 棱台型端盖结构示意图

Fi g 1 Schematicdia g ramofstructureofthetruncated

py ramidt yp ecanistercover
1.2 仿真分析
为了更加准确地对端盖进行研究, 使用有限元
软件 ANSYS 对端盖的反向承压能力和正向开盖压

力进行仿真分析。
使用盖体材料裁剪拉伸试样进行拉伸试验, 测 图 3 棱台形端盖开盖压力仿真分析结果

Fi g 3 Simulationanal y sisresultsoftheinternalfailure p ressure
试得到盖体材料的平均弹性模量为 6425 MPa , 泊

ofthetruncatedpy ramidt yp ecanistercover
松比为 0.23 。
127MPa , 如图 3 所示, 低于盖体材料拉伸断裂强度
由于盖体为对称结构, 为了便于计算, 仅将盖体
130MPa , 表明端盖在 0.05MPa时不会被破坏。开
的 1 / 4 模型进行有限元模拟。在有限元软件前处理

盖压力高于 0.05MPa , 由应力推断其正向开盖压力
过程中, 考虑盖体与试验装置通过螺钉密封连接, 为

为 0.051MPa 。
简化计算, 认为盖体与试验装置的装配面无任何位

移, 加载时在装配面上作全约束( AllDOF ) 处理; 假 2 试验结果与分析
定盖体材料的力学性能是线弹性、 均匀和各向同性
按照仿真分析确定的结构, 将表面毡、 玻璃纤维

的, 选择实体四面体十节点单元( solidTet10node
平纹布裁剪, 放入模具中, 安装好真空辅助成型器
187 ), 每个节点的自由度为 UX , UY 和 UZ 。
材, 建立真空并导入树脂, 固化后脱模, 去除飞边, 打
1.2.1 反向承压能力仿真
孔密封后安装于试验工装上, 进行反向承压能力测
按边界条件对相应部位进行全约束与对称约束
试( 见图 4 ) 和开盖压力测试( 见图 5 )。 3 只端盖均

处理, 在盖体外表面加载 0.02MPa的均布压力。
能承受 0.02 MPa 反向承压试验考核, 开盖时均破
最大第一主应力在盖体环向沟槽中心, 数值为
57.3 MPa , 如图 2 所示, 低于盖体材料的拉伸断裂

强度 130 MPa 。仿真结果表明, 端盖反向承压能力

不小于 0.02 MPa , 即端盖在 0.02 MPa的反向压力
下不会被破坏。
1.2.2 开盖压力仿真
按边界条件对相应部位进行全约束与对称约束
处理, 在盖体内表面加载 0.05 MPa ( 开盖压力指标

图 4 反向承压能力测试示意图
中值) 的均布压力。

Fi g 4 Schematicdia g ramofreverse p ressurebearin g ca p acit y test
最 大 第 一 主 应 力 在 盖 体 X 槽,数 值 为
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