哈尔滨工业大学飞行器结构设计课程大作业
弹体舱段结构设计与分析方法调研
一 新型弹体舱段的结构形式及特点
常见的舱段结构有:硬壳式结构、半硬壳式结构、整体式结构、波纹板式结构、夹层结构、构架式结构。 根据受力形式不同,半硬壳式结构又可分为下列三种形式 1.梁式结构
图1 梁式结构
如图1所示。这种结构纵向构件只有大梁,载荷主要由大梁承受,允许蒙皮失稳。这种结构适用于有集中轴向力作用且有大开口的情况,缺点是蒙皮步参加受力,材料利用率不高,结构较重。
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2.桁式结构
图2 桁式结构
如图2所示。这种结构的纵向构件是行条,布置较密,能够提高蒙皮的临界应力,从而使蒙皮除了承受舱体的剪力和扭矩以外,还能与桁条一起承受舱体的轴向力和弯矩。与梁式结构相比,这种结构的材料大部分分布在舱体剖面的最大高度上,当结构重量相同时,这种结构的弯曲和扭转刚度大。缺点是舱体上不宜开大型舱口,因为大型舱口会切断较多的主要受力元件——桁条。为了弥补由于开口引起的强度的削弱,开口处需要加强。从而增加结构重量;另外,桁条剖面弱,不宜传递较大的纵向集中力。适用于有均布轴压载荷作用且有小舱口的情况。弹体的箱间段大多采用这种结构形式。 3.桁梁式结构
这种结构纵向构件除大梁外还有较多的桁条。适用于有集中力且开口不很大的情况。这种结构能充分发挥典型剖面各构件的承载能力,结构重量可大大减轻,不允许蒙皮失稳。
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二 弹体舱段的加工与成型方法
1.焊接成型
焊接就是通过加热或加压,或两者并用,有时还采用填充材料,使焊件达到原子间结合的一种加工方法。目前,导弹弹体中大部分的重要部件,包括动力部件壳体、各舱段壳体、舵面和翼面等,都是通过焊接组合而成的。焊接成型方法主要包括 1.1 真空电子束焊
真空电子束焊是利用空间定向高速运动的电子束撞击工件表面后,将部分动能转化成热能,使被焊金属熔化、冷凝、结晶而形成焊缝。焊接时,电子枪的阴极通电加热到高温而发射大量电子,在阴极表面形成一团密集的电子云,这些热电子在强电场的作用下被加速到很高的速度,高速运动的电子经过聚束极、阳极的静电场作用和聚焦透镜的电磁场作用而聚集成高能量密度的一束电子射线,它在工件的轰击点处与材料晶格电子、原子相碰撞时被散射和阻止,其动能转变为晶格振动能量即热能,从而熔化工件、形成焊缝。 1.2 真空扩散焊
扩散焊技术由前苏联的卡扎克夫在1957年发明,它是依靠界面原子间的相互扩散而实现结合的一种精密的连接方法。真空扩散连接是指在一定温度和压力条件下,在真空环境中将待焊工件的表面相互接触,并通过微观塑性变形使之紧密结合,界面处的原子经过一定时间的相互扩散,形成整体接头的一种固态焊接方法。
1.3 电阻点焊和滚焊
电阻点焊及滚焊就是将焊件装配成搭接接头,并压紧在两电极或两滚轮电极之间,利用电阻热熔化母材金属,形成焊点或焊缝的电阻焊方法。电阻点焊一般
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