蜂窩夾層復合材料彈翼.txt男人偷腥時的智商僅次于愛因斯坦。美麗讓男人停下,智慧讓男人留下。任何東西都不能以健康做交換。10.6.1 導彈復合材料結構的選擇原則。
1)承載較大、要求結構剛度好的大型主受力件宜用高強度或高模量碳纖維/樹脂復合材料桁條結構型式。桁條和蒙皮可采用全膠接連接方式,如果采用膠—螺或膠—鉚連接方式可獲得更高的可靠性;
2)承載較小的中型受力件,可采用碳纖維/樹脂或混雜纖維/樹脂復合材料面板、蜂窩夾芯結構。蜂窩有鋁蜂窩、玻璃鋼蜂窩和Nomex蜂窩。三種蜂窩都適用于全膠接的結構型式。雖然碳纖維和鋁蜂窩之間存在介電腐蝕問題,但兩者間可用膠膜隔離,而且鋁蜂窩成形前可進行表面處理,這樣可使它們不直接接觸,即可解決介電腐蝕問題;
3)剛度要求不大的小型結構件可采用玻璃鋼面板、泡沫夾芯結構。
4)結構要求高抗沖擊性能和斷裂韌性時可采用玻璃鋼纖維或凱芙拉纖維。若同時還要求高的比強度、比模量時,可采用碳纖維中加少量玻璃鋼纖維或凱芙拉纖維的混合纖維;
5)雷達罩結構要求有良好的透波性,可選用玻璃鋼纖維或凱芙拉纖維/環氧樹脂復合材料,也可用玻璃纖維/樹脂復合材料面板、蜂窩夾心或泡沫夾心結構,而不能使用碳纖維。
復合材料彈/箭身結構
應用較多的有三種結構:復合材料蒙皮桁條加筋殼、復合材料面板夾層結構殼體和復合材料網格加筋整體結構殼體。其中前兩種結構在工程中已得到應用,復合材料網格加筋整體結構殼體正處于研制與發展階段,由于這種結構屬于整體結構,強度剛度好,質量輕,空間利用率高,加工和設計的整體化程度最高,所以是一種很有應用前景的結構型式。
(1)蒙皮桁條加筋殼
在這種殼體中,蒙皮厚度應保證在使用載荷作用下不發生局部失穩,桁條的鋪層:一般在外表面全包或半包±450鋪層,在中間鋪00層,這樣可大大提高其軸向剛度和強度。桁條與對接框連接處,可采用兩種連接方式:當桁條剖面不大,或者承載能力不大時,可采用桁條端面與對接框內表面直接接觸的連接形式;當桁條面積較大,或者承載能力較大時,可采用桁條端面處增加肘板,并使肘板的外表面與框內表面相連。
(2)復合材料面板夾層殼
在此種結構中,復合材料蜂窩夾層結構應用較多。例如運城火箭“阿里安”1的頭部整流罩倒錐高1700mm、半錐角100,是非金屬蜂窩夾層結構,上下面板厚1mm,用凱夫拉纖維制成,夾芯是玻璃鋼纖維環氧樹脂蜂窩,蜂格邊長4mm、夾層總厚40mm。此段結構可以透過無線電波以適應內部設備工作的需要。又如某型號火箭的頭部有效載荷整流罩是半錐角分別為250、150的雙錐段的玻璃鋼蜂窩夾層結構,上下面板厚0.8mm,用平紋玻璃布和低壓鋇酚醛樹脂制成,夾芯壁厚0.2mm,用高硼無堿布和低壓鋇酚醛樹脂制成,蜂格邊長5mm,夾層總厚20mm,實際透波率在78%~98%之間。
復合材料翼面結構
(1)單塊式結構
該結構形式是由蒙皮、筋條、肋和梁共同構成的受力盒段。一般蒙皮較厚,筋條(相當于長桁)較強,多肋。其中蒙皮主要受面內載荷,鋪層情況由面內載荷決定,一般采用/4層合板。彎矩引起的軸向載荷由筋條、梁緣條和蒙皮組成的壁板承受,因此筋條與緣條以00鋪層為主。梁腹板可由所受剪力確定±450鋪層數,再由泊松比或屈曲等其他要求確定900、00鋪層數。各元件之間有用二次固化或機械連接,也有采用共固化工藝將不同的元件直接做成整體結構。
(2)多墻(多梁)式結構
因多墻(多梁)式結構形式能提供上、下蒙皮間較大的形心間距和較大的彎曲、扭轉剛度而得到廣泛應用。這種結構型式蒙皮較厚,有多個墻(或梁)。復合材料多梁式結構的優點是,可將其設計成一側蒙皮(通常是下翼面蒙皮)與全高度復合材料梁(或墻)共固化成整體件,再把上蒙皮用高鎖緊螺栓將它們裝配在一起。對小型翼面,在采用夾層蒙皮時,可以采用只布置梁肋的梁式結構,沒有長桁或筋條。
(3)全高度夾層結構
對于某些薄翼型或楔形結構,可以采用全高度復合材料夾層結構,這樣能大大減小層合板的連接孔和緊固件數量。特別是對某些受載較小的結構件,如果采用輕質紙蜂窩夾芯,既能夠保證結構具有很好的剛度特性,又可使結構有更高的減重效益。圖10.6.1為分散接頭蜂窩夾層彈翼,它的蒙皮是變厚度的,在鉚釘區蒙皮厚2.2mm,依次由1.8降到0.7和0.5mm。此結構比鉚接翼減重15~30%。
(4)復合材料厚蒙皮壁板整體結構和實心結構
此類結構通常是在小型翼面或相對厚度較小的翼面上采用。例如碳纖維/樹脂復合材料作外層,玻璃鋼作內部芯子的混合實心結構(圖10.6.2)。
上述各種導彈翼面結構中,蒙皮、梁(或墻)、肋等復合材料結構元件可以用實心層合結構,也可采用各種夾層結構,其材料可用預浸單向帶,也可以用布,應視具體結構而定。