Page 19 - 理化检验-物理分册2024年第十二期

蔡 亮，等：某特种密封箱端盖固定件撕脱原因和优化改进

件和提高压缩率、优化连接孔数量及分布位置后固
定件的抗拉强度，验证改进措施的可靠性和真实性。
固定件拉伸试验工装如图7所示， 其中泡沫基体与端
盖为同一体系材料。

图 5 故障固定件（4 孔）受力时应力分布云图
力处于连续状态，可知当固定件受力时，该处所受拉
力集中在孔附近，且使用钻孔工艺加工连接孔时，横
向分布的玻璃纤维处于被切断状态，因此容易造成
固定件撕脱。
针对上述问题，调整连接孔数量及分布状态，拟 图 7 固定件拉伸试验工装示意
改进的固定件（5孔）受力时应力分布云图如图6所
制作改进前及改进后固定件试样，对其进行拉
示。该分布状态使得固定件受力时，孔与孔之间受
伸试验，每个试样的拉伸力如表2所示。由表2可知：
力不连续，且横向只存在单一连接孔，可以减轻因机
改进后固定件拉伸力较改进前提高约1.56倍，拉伸
械加工连接孔造成的玻璃纤维损伤程度。
力大幅增大。
表2 固定件试样的拉伸力 N

状态 试样编号 拉伸力 平均值
1-1 2 185
改进前 1-2 2 490 2 288
1-3 2 190
图 6 拟改进固定件（5 孔）受力时应力分布云图 2-1 4 870
3 试验验证 改进后 2-2 6 255 5 853
2-3 6 435
根据固定件工作状态设计拉伸试验工装，模拟
受力状态，对固定件进行试验验证，判断现有固定 试验过程中固定件拉伸后宏观形貌如图8所示。

图 8 试验过程中固定件拉伸后宏观形貌
4 改进措施

端盖内表面和固定件黏接面为弧面，在上述改
进状态的基础上，进一步对固定件形状进行优化设
计，将固定件黏接面由平板结构优化为与端盖内表
面匹配的弧面形式，与盖体内表面贴合，使得固定件
与盖体内表面黏接时胶层厚度均匀，以降低装配应 图 9 优化设计后的固定件黏接面示意
力造成的固定件强度受损程度。优化设计后的固定 采取提高压缩率、优化连接孔数量及分布位置、
件黏接面如图9所示。 形状优化等措施，制作优化后固定件试样，对这些试
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