1、发射箱结构
1.1结构简述
发射箱由内箱体、外箱体、导轨、前法兰、后法兰、环框等组成，发射箱采用复合材料。箱体尺寸为：长×宽×高：2038mm×346mm×346mm，其结构形式如图所示。
1.2有限元模型
采用有限元软件ABAQUS对发射箱进行建模，发射箱模型包括箱体等各零部件等。发射箱箱体采用铺层壳单元，4节点壳单元。发射箱有限元模型见图3，共有205213节点，184365个单元。
图 2发射箱有限元模型
2、载荷工况
箱体承受FS工况、运输工况、起吊工况，装载物体通过MPC施加到箱体上。
2.1 FS工况
箱体内箱体表面承受0.2MPa的均压，内外箱体之间承受0.1MPa的均压。
图 3FS工况
2.2运输工况
水平运输时：横向与竖向过载通过4个滑块传递到箱体上，分别为nx=ny=2g,射向过载通过箱体后端传递到箱体上，nz=3g。
垂直运输时：横向与竖向过载通过4个滑块传递到箱体上，分别为nx=2g，ny=3g,射向过载通过箱体后端传递到箱体上，nz=2g。。
2.3起吊工况
起吊时总重为200kg，其竖向的过载通过前法兰的4个孔传递到箱体上，nz=2g，约束条件为后法兰约束。
3、计算结果
以下计算云图中应力单位为MPa，位移单位为mm。
3.1 FS工况
图 4位移云纹图
图 4给出整个箱体的位移云纹图，变形量最大的为4.0mm，位于箱体筒段处。
图 5箱体应变云纹图
图6箱体应力云图
图 5、图 6分别给出整个箱体的应变云纹图和应力云纹图，最大应力为224MPa，最大应变为4407με，位于蒙皮处。
3.2运输工况
3.2.1 水平运输nx方向计算结果
图 7位移云纹图
图7给出整个箱体的位移云纹图，变形量最大的为0.069mm。
图8箱体应变云纹图
图9箱体应力云图
图8、图 9分别给出整个箱体的应变云纹图和应力云纹图，最大应力为3.8MPa，最大应变为139με。
3.2.2 水平运输ny方向计算结果
图 10位移云纹图
图10给出整个箱体的位移云纹图，变形量最大的为0.699mm。
图11箱体应变云纹图
图 12箱体应力云图
图11、图 12分别给出整个箱体的应变云纹图和应力云纹图，最大应力为4.3MPa，最大应变为156με。
3.2.3 水平运输nz方向计算结果
图 13位移云纹图
图13给出整个箱体的位移云纹图，变形量最大的为0.0053mm。
图14箱体应变云纹图
图 15箱体应力云图
图14、图 15分别给出整个箱体的应变云纹图和应力云纹图，最大应力为4.2MPa，最大应变为193με。
3.2.4 垂直运输nx方向计算结果
图 16位移云纹图
图16给出整个箱体的位移云纹图，变形量最大的为0.069mm。
图17箱体应变云纹图
图 18箱体应力云图
图17、图 18分别给出整个箱体的应变云纹图和应力云纹图，最大应力为3.8MPa，最大应变为139με。
3.2.5 垂直运输ny方向计算结果
图 19位移云纹图
图19给出整个箱体的位移云纹图，变形量最大的为0.1mm。
图20箱体应变云纹图
图 21箱体应力云图
图20、图 21分别给出整个箱体的应变云纹图和应力云纹图，最大应力为6.5MPa，最大应变为234με。
3.2.6 垂直运输nz方向计算结果
图 22位移云纹图
图22给出整个箱体的位移云纹图，变形量最大的为15.1mm。
图23箱体应变云纹图
图 24箱体应力云图
图23、图 24分别给出整个箱体的应变云纹图和应力云纹图，最大应力为2.8MPa，最大应变为129με。
3.3起吊工况
图 25位移云纹图
图25给出整个箱体的位移云纹图，变形量最大的为0.039mm。
图26箱体应变云纹图
图 27箱体应力云图
图26、图 27分别给出整个箱体的应变云纹图和应力云纹图，最大应力为3.4MPa，最大应变为128με。
3.4小结
根据以上各种载荷工况下，发射箱的最大变形是4.01mm，复合材料最大应变为4407με，最大应力为224MPa。发射箱在各工况下最大应力及变形见表3。
表3 发射箱最大应变和变形汇总
序号 |
载荷状态 |
最大 变形(mm) |
最大 应力(MPa) |
最大 应变(με) |
|
1 |
FS工况 |
4.0 |
224 |
4407 |
|
2 |
水平运输
|
nx=2g |
0.068 |
3.8 |
139 |
ny=2g |
0.069 |
4.3 |
156 |
||
nz=3g |
0.005 |
4.2 |
193 |
||
垂直运输 |
nx=2g |
0.068 |
3.8 |
139 |
|
ny=3g |
0.1 |
6.5 |
234 |
||
nz=2g |
0.0035 |
2.8 |
129 |
||
3 |
吊装工况 |
0.039 |
3.4 |
128 |
|
4、结论
在工作工况、运输工况、起吊工况下，发射箱的刚度与强度均满足设计使用要求；
综上所述，此发射箱设计方案可行。
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