不锈钢-复合材料火箭弹定向器的制备与性能研究.pdf

　不锈钢一复合材料火箭弹定向器的制备与性能研究　２０１４年４月　　　３试验　　　　３．１仪器及设备　—　　　力学测试设备：ＡＧＩＣ，１００ｋＮ；量具：游标卡尺，　　精度为０．０２ｍｍ。　　３．２力学性能试验　　　按ＧＢ／Ｔ１４４７．２００５（纤维增强塑料拉伸性能试　　　验方法》测试拉伸性能；按ＧＢ／Ｔ１４４９－２ｏｏ５￣纤维增　　　强塑料弯曲性能试验方法》测试弯曲性能；压缩　　　　性能及层间剪切性能由于产品厚度不够，测试后，按　　实际截面积计算出结果。　　试验结果见表２。　　表２力学性能试验结果　　　　　拉伸强度拉伸模量压缩强度弯曲强度层间剪切强度　　　　　　　　平均值２２０ＭＰａ２３．７ＧＰａ１５３ＭＰａ３３０ＭＰａ　２４ＭＰａ　　力学性能试验表明，试样满足指标要求（拉伸强　　度￣２００ＭＰａ）。　　　３．３环境试验　　３．３．１高温试验　　　　　高温试验按ＧＪＢ１５０．３Ａ．２００９ＺＺ《军用装备实　　　验室环境试验方法第３部分：高温试验》执行。　　　高温贮存：将试验样品放置至温度稳定后，测量　℃　　内外径及长度；再放置于试验箱内，升至７０贮存，　　　　在相对湿度不大于１５％的条件下，保温４８ｈ；取出后　恢复至室温并稳定，检测其内外径及长度，并进行拉　　　伸强度、拉伸模量、弯曲强度的测试。　　　高温工作：将试验样品放置至温度稳定后，测量　　　℃　内外径及长度；再放置于试验箱内，升至６５，在相　　　　　　　对湿度不大于１５％的条件下，保温２ｈ；按照相关标　　　　　准进行拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度的测试，取出　后测量其内外径及长度。　　　　　　表３所示为样品试验前后尺寸变化；表４所示　为试验后力学性能。　　　　表３试验前后尺寸变化　　位置１　　位置２　　位置３　　位置４　检验项目一　　　　　　　　　试验前试验后试验前试验后试验前试验后试验前试验后　　　　　　　　　内－￣ｋ／ｍｍ１７３．３２１７３．３０１７３．１４１７３．１６１７３．１０１７３．１２１７３．１６１７３．１８　　　　外径佃ｍ１７９．５８１７９．５６１７９．３６１７　　　　　９．３２１７９．４８１７９．４６１７９．３０１７９．３２　　　　　　　　高）￣／ｍｍ１００．９０１１３０．９２１００．８０１００．７８１０１．ＩＸ）１０１．００１００．９０１００．９４　　　　ＦＲＰ／ＣＭ２０１４ｉＮｏｉ４　　　表４试验后力学性能　　　　　　　　　高温试验小结：样品试验前后尺寸变化小于　　　　０．０５ｍｍ，满足使用要求；拉伸强度高温工作试验后　　　　降低３．２％，高温贮存试验后降低１．８％，均大于　　２００ＭＰａ，满足使用要求。　　３．３．２低温试验　　　　　　低温试验按ＧＪＢ１５０．４Ａ－２００９ＺＺ《军用装备实　　　　　验室环境试验方法第４部分：低温试验》执行。　　　低温贮存：将试验样品放置至温度稳定后，测量　　　℃　内外径及长度；再放置于试验箱内，在一４Ｏ条件下　　低温贮存，保温２４ｈ；取出后恢复至室温并稳定，检　　　　测其内外径及长度，并进行拉伸强度、拉伸模量、弯　　曲强度的测试。　低温工作：将试验样品放置至温度稳定后，测量　　　　内外径及长度；再放置于试验箱内，在一３０￣Ｃ低温条　　　　件下，保温２ｈ；按照相关标准进行拉伸强度、拉伸模　　　　量、弯曲强度的测试，取出后测量其内外径及长度。　　　　表５为样品试验前后尺寸变化；表６为试验后　　样品力学性能。　　　　袁５试验前后尺寸变化　　检验项目　　位置１　　位置２　　位置３　　位置４　　　　　　　　试验前试验后试验前试验后试验前试验后试验前试验后内－　　　　￣／ｍｍ１７３．２０１７３．１８１７３．１４１７　　　　　３．１２１７３．３２１７３．３０１７３．３４１７３．３６　　　　　　　　　￣＇ｔＡｋ／ｍｍ１７９．５６１７９．５８１７９．３２１７９．３４１７９．３４１７９．３４１７９．５６１７９．５４　　　　　　　　　　高度ｍｎ１００．６０１００．５８１００．８０１００．８０１００．５０１００．５０１００．６０１００．６０　　　　　　　　　　低温试验小结：样品试验前后尺寸变化小于　０．０５ｍｍ，满足使用要求；拉伸强度低温工作试验后　　　　　　　　　　　　　降低４．１％，低温贮存试验后降低１．０％，均大于　２００ＭＰａ，满足使用要求。　　２０１４年第４期　　　　　　　玻璃钢／复合材料　２１　　３．３．３温度冲击　　　　　温度冲击试验按ＧＪＢ１５０．５Ａ．２００９ＺＺ《军用装　　　　　备实验室环境试验方法第５部分：温度冲击试验》　　执行。　　　温度冲击试验：将试验样品放置至温度稳定后，　　　测量内外径及长度；将试样放入试验箱内，并将试验　℃　　　箱内温度升至７０，保持１ｈ，在５ｍｉｎ内将试样转换　　　　到已调节至一５５￣Ｃ低温试验箱内，保持１ｈ，再将试　　　　样在５ｍｉｎ内转换至７０￣（２高温试验箱内，依次完成　　　　三个循环周期。完成后待试样恢复至室温，测试其　　　　内外径、长度及拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度。　　　　　表７所示为试验前后样品的尺寸变化；表８所　示为试验后样品的力学性能。　　　表７试验前后尺寸变化　　位置ｌ　位置２　　位置３　位置４　—检验项目—　　　　　　　　　试验前试验后试验前试验后试验前试验后试验前试验后　　　　　　　　　内径／ｍｍ１７３．２０１７３．１８１７３．１４１７３．１２１７３．３２１７３．３０１７３．３４１７３．３６　　　　４＇Ｈ￣ｍｍ１７９．５６１７９．５８１７９．３２１７９．３　４１７９．３　　　　４１７９．３４１７９．５６１７９．５４Ⅲ　　　　　　　　　高度／ｍ１００．６０１００．５８１００．８０１００．８０１００．５０１１３０．５０１００．６０１１３０．６０　　　温度冲击试验小结：样品试验前后尺寸变化小　　　于０．０５ｍｍ，满足使用要求；拉伸强度高温工作试验　　　后降低３．６％，大于２００ＭＰａ，满足使用要求。　　３．３．４湿热试验　　　　湿热试验按ＧＪＢ１５０．９Ａ－２００９ＺＺ《军用装备实　　　　验室环境试验方法第９部分：湿热试验》执行。　℃　　试样在４０～５０的条件下干燥不少于２ｈ，然后　　℃　　　　　　　　在温度为２５－４－５、相对湿度为５０％条件下放置　　　　　　２４ｈ，测量长度、内外径；进行５次２４ｈ试验，２４ｈ周　　　　　　期试验由６０￣Ｃ下１６ｈ和３０￣Ｃ下８ｈ组成，两个温度　　≥　　　℃　　≤　下，相对湿度９５％，在３０￣Ｃ和６０间转换时间　　１．５ｈ；完成试验后，试样在２５±　　５￣Ｃ温度下放置１２～　　　２４ｈ，测量其长度、内外径及拉伸强度、拉伸模量、弯　　曲强度。　　　　表９所示为试验前后试样的尺寸变化；表１０所　示为试验后试样的力学性能。　　　表９试验前后尺寸变化　　位置１　　位置２　　位置３　　位置４　—检验项目—　　　　　　　　　试验前试验后试验前试验后试验前试验后试验前试验后　　内￣ｋ／ｍｍ１７３．３４１７　　　　３．３２１７３．３６１７３．３４１７２．８８１７　２．８８１７３．３　　２１７３．３０　　￣Ｈｋ／ｍｍ１７９．３６１７　９．３８１７　９．５０１７　　９．５０１７９．４４１７　　　９．４２１７９．３６１７９．３８　　　　　　　　　　高度ｍ１００．７４１００．７４１００．６６１００．７０１００．７０１００．６８１００．８８１００．９０　　　　湿热试验小结：试验前后试样的尺寸变化小于　　　　　０．０５ｍｍ，试样表面无裂纹、剥落，界面无分层，满足　　　　　使用要求；拉伸强度高温工作试验后降低４．５％，大　　　于２００ＭＰａ，满足使用要求。　　３．３．５霉菌试验　　　霉菌试验按ＧＪＢ１５０．１０Ａ－２００９ＺＺ（军用装备实　　　　验室环境试验方法第１０部分：霉菌试验》执行。按　　　照大纲在试样上培育菌种，试验结果显示试样霉菌　　　等级为０级。　　３．３．６盐雾试验　　　　盐雾试验按ＧＪＢ１５０．１１Ａ－２００９ＺＺ（军用装备实　　　　验室环境试验方法第１１部分：盐雾试验》执行。　　　　　　盐溶液质量比为５份化学纯ＮａＣ１和９５份电阻　　　　率不低于５０００￣・ｃｍ的蒸馏水配制；在试验有效空　　　　间内，连续喷雾４８ｈ；试验后，在正常大气条件下放　　　　　置４８ｈ进行恢复、干燥。恢复后测试试样长度、内外　　　径及拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度。　　　　　　　表１１所示为试验前后试样的尺寸变化；表１２　　所示为试验后试样的力学性能。　　　　　表１１试验前后尺寸变化　　位置１　　位置２　　位置３　位置４　—检验项目—　　　　　　　　　试验前试验后试验前试验后试验前试验后试验前试验后　　　　内Ｌ￣／ｍｍ１７３．３０１７３．２８１７３．２８１７　　　　　３．２８１７２．３０１７２．３０１７３．３６１７３．３４　　　　　外径／瑚ｍ１７９．４０１７９．４２１７９．３６１７　　　　　９．３８１７９．３４１７９．３６１７９．３６１７９．３８　　　高／￣／ｍｍ１００．６０１（３０．６０１００．６　８１００．７　　　　　０１００．５６１１３０．５４１００．６０１００．６０　　　　　　＿豫，Ｉ撇　２２　不锈钢一复合材料火箭弹定向器的制备与性能研究　　２０１４年４月　　　盐雾试验小结：试验前后试样的尺寸变化小于　　０．０５ｍｍ，满足使用要求；拉伸强度高温工作试验后　　降低１．４％，大于２００ＭＰａ，满足使用要求。　　　　３．４发射试验　　　　经过１１发实弹发射，样品尺寸变化小于０．０５ｍｍ，　　　　内壁钢带焊缝完好、金属一复合材料结合面完好，定　　　向器表面油漆损坏，但不影响使用。　４结　论　　　通过对方案的校核、对工艺的评估、对样品的试　　　　验，拉伸强度在试验前后均大于２００ＭＰａ；抗冲击载　　　　　　荷大于２０ｇ；经过１１发实弹发射试验，定向器完好；　　　　　　　　定向器重量为１１，与原定向器２４ｋｇ相比，重量降　　　　　　　低５４％；各项指标均满足指标要求。综上所述，这　　种新型火箭弹定向器设计可以满足使用要求。　参考文献　　　　　　［１］付俭，李金龙，慕朝阳．可以重复使用的便携式火箭发射器耐烧　　—　蚀涂层材料研究［Ｊ］．弹箭与制导学报，２００７，２７（３）：１５８１６０．　　　　　　　　　　［２］ＰＭＲａｄａｖｉｃｈａｎｄＡＳｅｌａｍｅｔ．ＡｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌａｐｒｏａｃｈｏｆＡｍｅｒｉｃａ—　［Ｊ］．２００１，１０９（４）：１０２２１０２９．　　　　　　　　　　—　［３］ＭＪＯｓｔｒａｎｄｅｒ，ＪＬＢｅｒｇｍａｎｓ，ＭＥＴｈｏｍａｓａｎｄＳＬＢｕｒｒｏｕｇｈｓ．Ｐｉｎ　　　　　　ｔｉｅｍｏｔｏｒｃｈａｌｌｅｎｇｅｓｆｏｒｔａｃｔｉｃａｌｍｉｓｓｉｌｅｓ［Ｊ］．ＡＩＡＡ，２０００．　　　　　　　　　　　　『４］李涛，高兴，商伟辉等．船舶用复合材料的性能研究ｆＪ］．玻璃　　钢／复合材料，２０１１，２１７（２）：３２－３５．　　　　　　　　［５］李明明，王晓洁，刘新东．树脂基复合材料耐海水性能研究进展　　　［Ｊ］．玻璃钢／复合材料，２０１１，２１７（２）：６０－６４．　［６］张中利，党玉功，乐贵高等．玻璃钢定向器热弹性能数值仿真与　　　分析［Ｊ］．系统仿真学报，２０１０，２２（４）：８７７．８８０．　［７］刘志明，韩瑶礼，高敏．火箭炮发射过程中火箭弹沿定向管运动　　　　分析［Ｊ］．火炮发射与控制学报，２００３，（２）：７－１１．　　　　　　　　　　［８］王轲，张福祥．玻璃钢制火箭炮定向器的强度研究［Ｊ］．弹道学　　报，２００３，１５（２）：３９４８．　　　　　　　　［９］王兆飞，杨金柱，崔凯．基于箱式发射技术的定向器有限元分析　　［Ｊ］．弹箭与制导学报，２０１２，３２（１）：２２２．２２４．　　　　　　　［１Ｏ］李玮，段成红，吴祥．碳纤维复合材料强度的有限元模拟［Ｊ］．　　玻璃钢／复合材料，２０１１，２１６（１）：２０－２３．　　　　　　［１１］徐亚栋，钱林方，陈龙淼．复合材料身管强迫响应分析复合材料　　　　　　　　　　　　身管强迫响应分析［Ｊ］．玻璃钢／复合材料，２００９，２０９（６）：　１６．１８．　　　　　　［１２］王轩，李顶河，冯振宇等．复合材料层合板振动数值仿真［Ｊ］．中　　国民航大学学报，２００８，（叭）：２３－２６．　　　　　　［１３］吴代华，晏石林，翟鹏程．层合板机械连接有限元分析［Ｊ］．武汉　　理工大学学报，１９９２，（Ｏ２）：１８－２１．　　　　　［１４］全国纤维增强塑料标准化技术委员会，中国标准出版社第五编　　　　　　　　　　辑室．纤维增强塑料（玻璃钢）标准汇编第二版［Ｍ］．北京中　　　国标准出版社，２００７．　　　［１５］总装备部电子信息基础部技术基础局等．ＧＪＢ１５０．１Ａ．２００９军　　　　　　　　　用装备实验室环境试验方法［ｓ］．北京：中国人民解放军总装　　备部，２００９．’　　　　　　’　　　量ＩＡＢＲＩＣＡＴＩＯＮＡＮＤＰＥＲＦＯＲＭＡＣＥｏＬＡＵＣＨＩＮＧＴＵＢＥ　　　　ｏＦＳＴＡＩＮＬＥＳＳＳＴＥＥＬ．ＣｏＭＰｏＳＩＴＥ　　ＬＵＯＨａｎ　　（ＣＳＩＣ７１０，Ｙｉｃｈａｎｇ４４３００３，Ｃｈｉｎａ）　　　　　　　　　　　　　　　　—　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｄｅｆｅｃｔｏｆｌａｕｎｃｈｉｎｇｔｕｂｅｆｏｒｒｏｃｋｅｔｓ，ａｐｒｏｇｒａｍｈａｓｂｅｅｎｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｗｈｉｃｈｔｈｅｓｔａｉｎ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｌｅｓｓｓｔｅｅｌｗａｓｕｓｅｄａｓｉｎｎｅｒｌｉｎｉｎｇｔｏｐｒｅｖｅｎｔａｂｌａｔｉｏｎｏｆｗａｋｅｆｌａｍｅａｎｄｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｗａｓｕｓｅｄａｓｏｕｔｅｒｌｉｎｉｎｇｔｏ　　　　　　　　　　　　ｇｕａｒａｎｔｅｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｒｉｇｉｄｉｔｙ．Ａｎｄ，ｔｈｏｒｏｕｇｈｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｓａｍｐｌｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ａｌｏｎｇｗｉｔｈｒｏｃｋｅｔｓｌａｕｎｃｈｉｎｇ，　　　　　　　　　　　　　　　　ｔｈｉｓｐｒｏｇｒａｍｈａｓｂｅｅｎｐｒｏｖｅｄｔｏｍｅｅｔｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｓａｍｐｌｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈ　　　　　　　　　　　２２０ＭＰａ，ｔｅｎｓｉｌｅｍｏｄｕｌｅ２３．７ＧＰａ，ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｉｎｔｅｎｓｉｔｙ１５３ＭＰａ，ｆ　　　　　　　ｌｅｘｕｒａｌｓｔｒｅｎｇｔｈ３３０ＭＰａａｎｄｌａｙｅｒ　　ｔｒｉｍｍｉｎｇ２４ＭＰａ．　　—　　　　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌｃｏｍｐｏｓｉｔｅ；ｒｏｃｋｅｔｓ；ｌａｕｎｃｈｉｎｇｔｕｂｅ；ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ；ｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅｕｓｅ　　　ＦＲＰ／ＣＭ：２０ｉ４，Ｎｂ４