一种环保型易碎盖的设计方法

技术领域

本发明属于飞行器发射技术领域，具体地，涉及环保型易碎盖的设计方法。

背景技术

储运发射管的密封盖根据固定位置的不同分为：前端盖和后端盖。平时前后端盖与定向器形成一个密封容器，存储火箭弹。当火箭弹发射时，火箭发动机的燃气射流将后端盖冲开，前端盖则由弹直接顶开或者顶破，这类容易被弹冲破的密封盖称为易碎盖。与传统的密封盖开盖方式相比，易碎盖结构简单，质量较小，可靠性高，撞破时不会对弹头部引信造成影响，也不会对弹体造成破坏，而且成本相对较低。因此采用易碎盖作为火箭储运发射管的密封盖有重要意义。

国内对易碎盖的研究虽然起步较晚，但取得了一定的成果，采用的材料种类也繁多。采用玻璃纤维复合材料作为易碎盖材料，因为其具有质量轻、强度高、耐腐蚀性好、电绝缘性高、热性能良好和可设计性好等优点。通过研究玻璃纤维复合材料的力学原理和破坏准则等，设置易碎盖玻璃纤维铺层；在Abaqus中建立易碎盖模型，确定破坏准则参数，对其进行有限元分析，最终确定易碎盖结构和材料。

易碎盖均需将固化后的盖体先切割再胶接，并在胶接处贴纤维布补强，流程复杂，质量难以把控。实际的使用时，机械打开或爆破盖在大冲击力的作用下，难以保证发射箱盖的盖体有效裂开，盖体边缘需保留的部分不撕裂，且破碎的部分完整。易碎盖破坏抛出体，可能对操作人员及其他设备造成干扰。

经检索，申请号CN202210688214.7的易碎薄膜盖在导弹端部顶出力的作用下破坏，为了避免对接触薄膜盖的导弹端头带来不利影响，薄膜盖的顶破力一定要小于设置值，承压强度大于设定值，且具有良好的气密性能。但此结构并不能保证有效开裂又不四处飞溅的需求。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种环保型易碎盖的设计方法，通过顶部和底板间设置系留网，使易碎盖产品形成一个整体，以增强上、下层的结合力，此设计也是保证裂开的碎片不四处飞溅的基础。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

提供一种环保型易碎盖的设计方法，将系留网粘连在模具内腔；将高密度发泡聚氨酯填充进模具；通过压力成型将系留网设置在高密度发泡聚氨酯内；所述系留网将易碎盖整体分隔为顶部和底板，以按照系留网的网状的铺设方向粘接顶部和底板；所述系留网覆盖整个顶部和底板的结合面，增强间的结合力；所述系留网为网状的尼龙材料，系留网通过粘接或者嵌置在顶部和底板间；以粘接破裂后的碎块，保证破裂的完整性。

本发明的环保型易碎盖的设计方法，将顶部和底板通过系留网结合在一起，系留网具有韧性高、弹性好、耐腐蚀、耐油、耐水、耐磨、耐高温、耐候性等特点，可以良好与顶部和底板结合在一体，即给顶部和底板内部形成一个粘接网，使整个易碎盖在被冲破时，尼龙网依然可以有效粘接小块碎裂的破裂层碎块。能保证飞行器发射箱盖使用的有效性，又环境友好。

进一步地，所述系留网设置由易碎盖中心向外发散的分割部，所述分割部的将系留网均匀分成若干块。此种设计是按照受冲破力的大小及受力区域的不同，随着破裂方向进行延展，可以有效粘接顶部和底板的碎块，不随意飞溅。

进一步地，所述系留网为经纬交错形成均匀的横竖交错的网格状或蛛网状。此种设计可以安装顶部和底板的破裂方向有效粘接各个碎块的飞溅，又不影响破碎盖的使用。

进一步地，所述顶部和底板通过内部断裂槽与留置体连接；顶部和/或底板设置由中心向留置体方向延伸的预置裂纹，以给破裂导向作用；所述系留网完全覆盖顶部，但未覆盖留置体。

进一步地，所述系留网的分割部的长度等于预置裂纹的长度。

进一步地，所述系留网设置分割部的面积大于顶部和底板的预置裂纹的面积。可将底板的预置裂纹较小，并且在其预制裂纹边缘设置一些加厚设计，保证底板具有一定的使用强度。而将分割部设置较宽，可以有效找到系留网的粘接位置，并且制造时，上、下预置裂纹方向一致，冲破时满足有效裂开的需求。

进一步地，所述内部断裂槽是顶部和底板的外缘向系留网方向逐渐变薄，以给破裂以导向作用。其系留网作为连接结构将顶部和底板连接为一体，以增加易碎盖产品的结合强度；并且在受冲破力较大的位置增加加强结构，使整个易碎盖根据需要的部位断裂有效破碎，不会提前破碎。其破碎时，系留网的结构可以使破碎的易碎盖本体的内外表面依然粘接在系留网上，只在易碎盖内部断裂槽处才产生碎裂。

进一步地，所述内部断裂槽为由易碎盖中心向留置体方向倾斜设置的斜面形成尖槽面。此种设计保证顶部和底板有效从留置体边缘连接处碎裂，不会破坏留置体。

进一步地，所述底板的预置裂纹的延伸方向设置有加强肋一，同一块底板的加强肋一间设置有交叉连接的加强肋二，同一块底板的加强肋一间连接有扇形加强面。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的环保型易碎盖的设计方法，通过顶部和底板间设置系留网，使易碎盖产品形成一个整体，以增强上、下层的结合力，此设计也是保证裂开的碎片不四处飞溅的基础。将顶部、底板和系留网上设置四周发散的预置裂纹，结合边缘内部断裂槽的科学设置，使整个易碎盖产品满足有效裂开的同时又可以整块撕裂，不会四处飞溅。此方法适合各种类型的易碎盖的设计与使用。

附图说明

图1为实施例1所述的环保型易碎盖的设计方法制备的易碎盖的整体结构示意图。

图2为实施例1所述的环保型易碎盖的设计方法制备的底板表面的结构示意图。

图3为实施例1所述的环保型易碎盖的设计方法制备的顶部外表面的结构示意图。

图4为实施例1所述的环保型易碎盖的设计方法制备的顶部内表面结构示意图。

图5为实施例1所述的系留网的结构示意图。

图6为实施例1所述的留置体与顶部连接处的剖面图。

图7为实施例2所述的系留网的结构示意图。

图8为实施例3所述的环保型易碎盖的设计方法制备的易碎盖的整体结构示意图。

图9为实施例3所述的环保型易碎盖的设计方法制备的易碎盖的顶部外表面结构示意图。

图10为实施例3所述的环保型易碎盖的设计方法制备的易碎盖的底板的内表面的结构示意图。

图11为实施例3所述的环保型易碎盖的设计方法制备的易碎盖的立体结构示意图。

图12为实施例3所述的环保型易碎盖的设计方法制备的系留网的结构示意图。

图13为实施例4所述的环保型易碎盖的设计方法制备的易碎盖的结构示意图。

图14为实施例4所述的环保型易碎盖的设计方法制备的易碎盖的底板的结构示意图。

图15为图14处放大结构示意图。

附图标记包括：1.顶部、11.顶部外表面、11’.顶部内表面、111.导向槽、112.弱化槽、113.V型槽结构、12.系留网、121.分割部、13.底板表面，14.弧形增强架体、133.过渡斜面、2.留置体、24.连接块、3.加强结构、31.加强肋一、31’.加强肋二、32.连接筋、33.扇形加强面，34.尖角、41.薄壁、42.预置裂纹、43.过渡连接面、5.内部断裂槽、6.安装孔、7.圆形凸块。

具体实施方式

为便于阐述和理解本发明，首先对以下词语在本发明中的含义加以说明：下面结合附图1-15对本发明的实施例作详细说明。

本发明环保型易碎盖的设计方法，通过将顶部和底板间设置系留网，以按照网状的铺设方向粘接顶部和底板；系留网覆盖整个顶部和底板的结合面，增强顶部和底板间的结合力；系留网为网状的尼龙材料，系留网通过粘接或者嵌置在顶部和底板间；以粘接破裂后的顶部和底板的碎块，保证破裂的完整性。

实施例1

如图1-图6所示，本实施例的环保型易碎盖的设计方法制备的易碎盖包括易碎盖本体（顶部1和底板）和与易碎盖本体外缘连接的留置体2，留置体2的外缘设置有安装孔6，以便易碎盖的锁紧连接。易碎盖本体由留置体2内缘向中心拱起形成弧形盖体；易碎盖本体为多层复合结构，本易碎盖本体使用高密度发泡聚氨酯，系留网12为为经纬交错形成均匀的横竖交错的网格状的尼龙材料，系留网12设置由易碎盖中心向外发散的分割部121，分割部121的将系留网12均匀分成若干块。此种设计是按照受冲破力的大小及受力区域的不同，随着破裂方向进行延展，可以有效粘接顶部和底板的碎块，不随意飞溅。系留网12覆盖整个顶部内表面11’和底板外表面的结合面，系留网12通过粘接或者嵌置顶部内表面11’和底板外表面间。尼龙网是以尼龙丝、锦纶丝、涤纶丝、纳纶丝等化学纤维为原料，具有韧性高、弹性好、耐腐蚀、耐油、耐水、耐磨、耐高温、耐候性等特点；还具有绝缘性好、润滑系数低等特性。系留网12可以有效连接盖体内、外表面，将系留网12与顶部1和底板结合起来。系留网12完全覆盖顶部1，但未覆盖留置体2。使用时，即使盖体内、外表面被冲击破坏，系留网12利用其网眼结构，依然可以有效连接碎片。为了保证整个易碎盖的使用性能，在易碎盖本体设置有加强结构3和薄弱部位，薄弱部位包括连接易碎盖本体与留置体2的内部断裂槽5，及由易碎盖本体的中心向四周发散的预置裂纹42；内部断裂槽5为由易碎盖中心向留置体方向倾斜设置的斜面形成尖槽面5；内部断裂槽5是由顶部和底板的外缘向系留网12方向逐渐变薄，以给破裂以导向作用。内部断裂槽5为连接易碎盖本体和留置体2的凹槽，凹槽与易碎盖本体间设置有过渡连接面43，渡连接面43为由易碎盖本体外缘向留置体方向逐渐变薄的斜面，渡连接面43与内部断裂槽5之间还连接有薄壁41，保证使用时内部断裂槽方向可以有效断裂。

本实施例中，系留网12作为连接结构将顶部和底板连接为一体，以增加易碎盖产品的结合强度；并且在受冲破力较大的位置增加加强结构，使整个易碎盖根据需要的部位断裂有效破碎，不会提前破碎。其破碎时，系留网12的结构可以使破碎的易碎盖本体的内外表面依然粘接在系留网12上，只在易碎盖内部断裂槽5处才产生碎裂。

系留网12的分割部121的长度等于预置裂纹42的长度。系留网12设置分割部121的面积大于顶部1和底板的预置裂纹42的面积。可将底板的预置裂纹42较小，并且在其预制裂纹42边缘设置一些加厚设计，保证底板具有一定的使用强度。而将分割部121设置较宽，可以有效找到系留网的粘接位置，并且制造时，上、下预置裂纹方向一致，冲破时满足有效裂开的需求。

预置裂纹42的强度小于内部断裂槽5的强度。此种设计可以有效保证盖体受顶破力时，先从预置裂纹42方向开裂，延伸到内部断裂槽5。靠近内部断裂槽5一侧设置有由顶部和底板的外缘向留置体2方向逐渐变薄的过渡连接面43，保证使用时内部断裂槽方向可以有效断裂。

预置裂纹42为由顶部外表面11穿透顶部1的宽度一致的割裂槽。将易碎盖本体平均分隔为若干抛出体；预置裂纹42将顶部1切割为相同大小的类三角形拼接块；靠近顶部1的中心处三角形拼接块围合为一个中心缺口。底板靠近顶部1的结合面一侧中心设置有圆形凸块7，圆形凸块7支撑中心缺口，圆形凸块7与顶部1结构同心设置。并且在顶部1外表面靠近留置体2一侧环向设置有弱化槽112。弱化槽112与内部断裂槽5相对设置，使易碎盖边缘具有更好的齐根性。

本实施例的抛出体被平分为扇形结构；预置裂纹42的两侧及靠近易碎盖本体中心处均设置有加强结构3。预置裂纹42将整个易碎盖本体分割多块待破裂区域，优选地将顶部外表面11的预置裂纹42设置为V型槽结构，使其整盖体的应力更加集中，破裂效果更好。本实施例中的盖体中心进行了特殊设计，将中心部位留一个圆形平面，预置裂纹42设置在圆形平面的周向向四周发散，并且在的预置裂纹42两侧设置有由留置体2向易碎盖本体中心延伸的加强肋一31。这种设置可以在盖体被冲击时，有效地沿着预置裂纹42的延伸方向破碎。

本环保型易碎盖的整体设置为中间厚，边缘薄的结构，根据厚度与顶破力的关系，将受顶破力大的盖体中心位置加厚设置，可以保证其强度大于周边内部断裂槽处，使用时保证破碎按照预定的要求进行断裂。

为了在受冲破力较大的位置增加加强结构3，使整个易碎盖根据需要的部位断裂有效破碎，不会提前破碎。靠近每块抛出体的中心处设置有扇形加强面33，扇形加强面33将边缘两侧的加强肋一31连接为一体。远离扇形加强面33一侧的底板表面设置有连接加强肋一31的交叉设置的连接筋32。连接筋32的交叉点设置有由扇形加强面33外缘延伸到内部断裂槽5处的加强肋二31’。加强肋二31’将抛出体平分。上述设计使盖体中心的强度大于盖体周边的强度。使整个盖体可以沿着过渡连接处进行断裂，不会使多余部分系留在留置体2上。

并且，内部断裂槽5为由易碎盖本体向留置体2方向倾斜设置的斜面形成尖槽面。能够保证易碎盖破碎时更好的一致性；易碎盖更好的齐根性；设计不同的薄弱区域厚度，能够保证破碎碎块沿预设方向飞出，及时让开通道，不与飞行器干涉。

为了使整个盖体破碎的方向一致，并且破碎更加容易。顶部内表面11’的靠近系留网12一侧设置有多组由中心向外发散的导向槽111。导向槽111是内凹于顶部1方向，并且可以设置得比预置裂纹42条数多，为了破裂效果更佳可以将预置裂纹42与导向槽111重合设置。

实施例2

如图7所示，本实施例的环保型易碎盖的设计方法制备的易碎盖与实施例1相似，其不同之处在于，系留网12为蛛网状尼龙材料。

实施例3

如图8-图12所示，本实施例的环保型易碎盖的设计方法制备的易碎盖与实施例1相似，其不同之处在于，本易碎盖由易碎盖本体中心向四周发散的预置裂纹42；预置裂纹42间设置有加强结构3，加强结构3与预置裂纹42非平行设置；加强结构3的一端汇聚于易碎盖本体的中心。本实施例中的加强结构3为凸出底板表面13的条状结构。条状结构为平分每块抛出体。破碎冲击一般在中心处，此种设置使整个盖体结构受力均匀，增加破碎的有效性。

每块抛出体中，靠近易碎盖本体中心处的条状结构的端部为尖角34，尖角34的两边与两侧预置裂纹42平行设置。此种设计有效增加了抛出体的强度，使抛出体受到冲击时不会最先断裂和破碎。同时。远离易碎盖本体中心处的条状结构的另一端部为由底板表面13向顶部外表面方向倾斜的过渡斜面133。此种结构的设置是有效将冲击力传递给易碎盖本体边缘，以便整个易碎盖的破碎。

在预置裂纹42间设置有发散状的加强结构3，并且将加强结构3设置与预置裂纹42形成一定角度，即与预制裂纹42非重合设置，此种设计是为了在受到冲破力时，可沿着预制裂纹的方向破碎，并且可以给受冲破力较大的区域进行加固；使整个盖体可以沿着预定路径破碎进行断裂，不会使多余部分系留在留置体2上。

并且为了使整个易碎盖本体可以有效与留置体2分离，在底板表面13的外缘设置有弧形增强架体14。

本易碎盖设置为复合结构，其系留网12作为连接结构将顶部1和底板连接为一体，以增加易碎盖产品的结合强度；并且在易碎盖本体设置有加强结构，使整个易碎盖根据需要的部位断裂有效破碎，不会提前破碎。其破碎时，系留网12的结构可以使破碎的易碎盖本体的内外表面依然粘接在系留网12上，只在易碎盖薄弱部分才产生碎裂。

实施例4

如图13-图15所示，本实施例公开的环保型易碎盖为平面易碎盖，具体地，包括上、下层模具（A，B）将上破裂层C、系留网12、下破裂层D压合成一体式的多层叠置平面结构；即靠近上、下层模具（A，B）的相对侧分置有上破裂层C和下破裂层D；系留网12连接；本上破裂层C和下破裂层D和系留网12的整体形状相同，系留网12覆盖整个上破裂层C和下破裂层D的结合面，系留网12通过粘接或者嵌置在上破裂层C和下破裂层D间；本实施例优选为圆形结构。

下破裂层D的预置裂纹的两侧设有凸出下破裂层D表面的加强结构3。下破裂层D包括抛出体和留置体2，及抛出体和留置体2的内部断裂槽5。内部断裂槽5为由下破裂层D的上表面向下表面切割的通槽结构，通槽结构间设置有由抛出体向留置体凸出的连接块24，连接块24与留置体2内壁抵接。

本易碎盖通过科学设置，使整个易碎盖产品满足有效裂开的同时又可以整块破碎，不会四处飞溅。使整个易碎盖产品满足整块破碎的要求，使用时对环境影响小。

以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明内容的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。