具有系留功能的分瓣顶破式易碎盖试验与数值研究

作者：徐志明; 徐澧明; 范棋鑫; 南博华; 苑晓旭; 林楠; 蔡登安; 周光明^*

来源：固体火箭技术, 2022, 45(06): 860-868.

• 易碎盖
• 膜单元
• 数值分析
• 薄弱区
• 顶破力

针对提出的导弹发射箱盖发射时无抛出碎块的新要求，对具有系留结构的顶破式复合材料易碎盖的承压和顶破性能进行了试验研究和数值预测。分别建立了易碎盖的静态承压有限元模型和顶破动力学有限元模型。在顶破动力学有限元模型中，基于Von-Mises失效准则编写了VUMAT子程序，使用膜单元和单元删除方法分别对系留功能和薄弱区的损伤演化进行了模拟。与试验结果相比较，有限元模型计算的最大变形和顶破力的误差分别为2.74%和7.49%,验证了模型的合理有效性。基于有限元模型，分析了相关结构参数的变化对易碎盖最大变形和顶破力的影响规律。结果表明，最大变形随易碎盖厚度的增加呈线性下降趋势，而顶破力随易碎盖厚度和弧向薄弱区宽度的增加，分别呈线性和非线性上升趋势。在试验和数值分析结果中，系留结构对分瓣盖体均有良好的系留功能。该文所进行的研究为无抛出碎块复合材料易碎盖的设计与分析提供了可行的方向。

• 单位
  上海航天设备制造总厂; 南京航空航天大学; 机械结构力学及控制国家重点实验室; 彩虹无人机科技有限公司; 上海机电工程研究所