本發(fā)明屬于航空技術領域中投放物分離專業(yè)技術領域，尤其涉及一種可預置斷裂角度的斷裂板及其斷裂角度設計方法。

背景技術：

在某些飛行器中，在飛行過程需要拋掉如進氣道整流罩等部分結構（此部分結構下文稱為投放物），斷裂板被用于投放物與機體的部分連接。斷裂板是一種中部開有削弱槽的板狀零件，以削弱槽作為分界的斷裂板兩端分別連接投放物與機體。當投放物投放時，斷裂板以外的其它連接件先斷開連接，投放物帶動斷裂板投放物一側繞斷裂板薄弱部旋轉（即彎折）直至薄弱部完全斷裂，則投放物與機體通過斷裂板的連接被斷開。原有的斷裂板根據(jù)削弱槽數(shù)量和斷裂板彎折方向可分為三種情況：（1）單面開槽，向開槽擴大方向彎折，如圖1所示；（2）單面開槽，向開槽縮小方向彎折，如圖2所示；（3）雙面開槽，向其中一面彎折，如圖3所示。假如斷裂板在彎折過程中不斷裂，情況（1）可繞斷裂板薄弱部彎折約180°，情況（2）和（3）可繞斷裂板薄弱部彎折70°以上。原有的斷裂板彎折角度尚未達到上述的繞斷裂板薄弱部最大可彎折角度就已經斷裂，在從開始彎折到最終斷裂的整個過程中，彎折的轉動部始終位于斷裂板薄弱部，造成斷裂的主要載荷是繞斷裂板薄弱部的彎矩。這種形式的斷裂實際斷裂角度主要取決于材料特性，調整斷裂角度的手段主要是改變材料或者改變材料工作環(huán)境，如溫度等，受常用斷裂板材料如鈦合金、高強度合金鋼、高強度鋁合金韌性分布范圍和材料工作環(huán)境變化的限制，實現(xiàn)特定的斷裂角度往往較為困難。此外，這種形式的斷裂過程中，裂縫從斷裂板薄弱部拉伸一面向壓縮一面擴展直至裂縫到達壓縮一面，在裂縫擴展的過程中，斷裂板薄弱部承載剪力的能力逐漸減弱，如果斷裂板應用環(huán)境存在作用于斷裂板薄弱部的變化剪力，如投放物分離高度、姿態(tài)變化引起的變化剪力，則易于在裂縫尚未從斷裂板薄弱部拉伸一面到達壓縮一面的某個對應彎折角度斷裂，造成斷裂角度分散較大。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：針對上述存在的問題，提供一種能夠實現(xiàn)特定角度斷裂，且斷裂角度受外部剪力變化引起的斷裂角度分散影響更小的可預置斷裂角度的斷裂板及其斷裂角度設計方法。

本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：一種可預置斷裂角度的斷裂板，在所述斷裂板的單面或雙面設置有削弱槽，其特征在于：所述斷裂板在削弱槽處彎折斷裂前，所述削弱槽的兩個相對的槽壁互相接觸，所述槽壁互相接觸后，斷裂板由削弱槽處斷裂。

本發(fā)明所述的可預置斷裂角度的斷裂板，其所述削弱槽呈v形，彎折斷裂板直至削弱槽兩個相對的槽壁互相接觸時彎折的角度為θ2，所述削弱槽的開槽角度θ2不大于斷裂板的實際斷裂角度θ1。

本發(fā)明所述的可預置斷裂角度的斷裂板，其所述削弱槽的槽壁互相接觸使削弱槽隨后的彎折過程中轉動部從斷裂板薄弱部向削弱槽口部方向平移一段距離，斷裂板繞新轉動部繼續(xù)彎折，使斷裂板薄弱部主要載荷從彎矩變成拉力，最終使斷裂板薄弱部拉斷。

本發(fā)明所述的可預置斷裂角度的斷裂板的斷裂角度設計方法，其特征在于：記斷裂板設計斷裂角度為θ，實際斷裂角度為θ1，彎折斷裂板直至削弱槽兩個相對的槽壁互相接觸時彎折的角度為θ2；由于削弱槽兩個相對的槽壁互相接觸時擠壓壓縮的影響和材料斷裂時延伸率的影響，使得θ1＞θ2，其中θ2可在機械加工時確定，θ1則需要實際測量，為使θ1與θ之間的偏差達到工程許可的偏差范圍內，可以采取如下步驟確定θ2：

a.選擇θ2初始值，θ2的初始值可選擇一個接近θ的值，在無經驗數(shù)據(jù)的情況下可取為θ，在有經驗數(shù)據(jù)的情況下可根據(jù)經驗取一個小于θ的值；

b.根據(jù)θ2設計加工斷裂板；

c.測量斷裂板斷裂角度θ1；

d.判斷斷裂角度偏差（θ1-θ）是否在許可的偏差范圍內，如果是，則當前θ2即作為最終的結果；如果否，則將θ2減去（θ1-θ）作為新的θ2,重復步驟b～步驟d。

本發(fā)明所述的可預置斷裂角度的斷裂板的斷裂角度設計方法，其所述斷裂板根據(jù)設計斷裂角度θ的不同，對斷裂板材料的韌性要求也不同，驗證斷裂板材料是否滿足設計斷裂角度下的韌性要求，根據(jù)斷裂過程中對剪力的承載需求可用如下方法：

如果斷裂板斷裂前薄弱處需要始終保持較高的抗剪能力，可用該材料加工θ2取值不小于θ且薄弱部厚度相同的斷裂板，如果彎折角度達到θ時，斷裂板未出現(xiàn)人眼可見裂縫，則該材料韌性滿足要求；如果斷裂板斷裂前薄弱處不需要始終保持較高的抗剪能力，可用該材料加工θ2取值不小于θ且薄弱部厚度相同的斷裂板，如果彎折角度達到θ時，斷裂板未完全斷裂，則該材料韌性滿足要求。

本發(fā)明的斷裂板在斷裂前利用削弱槽兩個相對的槽壁互相接觸，使斷裂板薄弱部主要載荷從彎矩變成拉力，最終使斷裂板薄弱部拉斷，而斷裂板薄弱部拉斷的過程相比原有斷裂板的斷裂過程更接近于整個斷裂板沿薄弱截面同時斷裂，斷裂過程中對剪力的承載力變化比原有斷裂板小，有利于減小斷裂角度的分散性，從而使斷裂板能夠更易實現(xiàn)特定的斷裂角度。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有單面開槽并向開槽擴大方向彎折的斷裂板結構。

圖2是現(xiàn)有單面開槽并向開槽縮小方向彎折的斷裂板結構。

圖3是現(xiàn)有雙面開槽并向其中一面彎折的斷裂板結構。

圖4是本發(fā)明的斷裂板在彎折過程中轉動部平移示意圖。

附圖標記：1為斷裂板，1a為轉動部，2為削弱槽，2a為槽壁。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發(fā)明作詳細的說明。

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，一種可預置斷裂角度的斷裂板，在所述斷裂板1的單面或雙面設置有削弱槽2，采用單面開削弱槽斷裂板時，向開槽縮小方向彎折，或者采用雙面開削弱槽斷裂板時，向其中一面彎折，所述斷裂板1在削弱槽2處彎折斷裂前，所述削弱槽2的兩個相對的槽壁2a互相接觸，所述槽壁2a互相接觸后，斷裂板1由削弱槽2處斷裂。

其中，所述削弱槽2呈v形，該形狀使削弱槽兩個相對的槽壁互相接觸時接觸面積最大，從而減小接觸壓強，減弱壓縮形變對斷裂角度的影響，彎折斷裂板1直至削弱槽2兩個相對的槽壁2a互相接觸時彎折的角度為θ2，所述削弱槽2的開槽角度θ2不大于斷裂板1的實際斷裂角度θ1，所述削弱槽2的槽壁2a互相接觸使削弱槽2隨后的彎折過程中轉動部1a從斷裂板1薄弱部向削弱槽口部方向平移一段距離，斷裂板1繞新轉動部1a繼續(xù)彎折，使斷裂板1薄弱部主要載荷從彎矩變成拉力，最終使斷裂板1薄弱部拉斷，斷裂板即斷裂。

一種可預置斷裂角度的斷裂板的斷裂角度設計方法，具體為：記斷裂板設計斷裂角度為θ，實際斷裂角度為θ1，彎折斷裂板直至削弱槽兩個相對的槽壁互相接觸時彎折的角度為θ2；由于削弱槽兩個相對的槽壁互相接觸時擠壓壓縮的影響和材料斷裂時延伸率的影響，使得θ1＞θ2，其中θ2可在機械加工時確定，θ1則需要實際測量，為使θ1與θ之間的偏差達到工程許可的偏差范圍內，可以采取如下步驟確定θ2：

a.選擇θ2初始值，θ2的初始值可選擇一個接近θ的值，在無經驗數(shù)據(jù)的情況下可取為θ，在有經驗數(shù)據(jù)的情況下可根據(jù)經驗取一個小于θ的值；

b.根據(jù)θ2設計加工斷裂板；

c.測量斷裂板斷裂角度θ1；

d.判斷斷裂角度偏差（θ1-θ）是否在許可的偏差范圍內，如果是，則當前θ2即作為最終的結果；如果否，則將θ2減去（θ1-θ）作為新的θ2,重復步驟b～步驟d。

其中，所述斷裂板根據(jù)設計斷裂角度θ的不同，對斷裂板材料的韌性要求也不同，驗證斷裂板材料是否滿足設計斷裂角度下的韌性要求，根據(jù)斷裂過程中對剪力的承載需求可用如下方法：

如果斷裂板斷裂前薄弱處需要始終保持較高的抗剪能力，可用該材料加工θ2取值不小于θ且薄弱部厚度相同的斷裂板，如果彎折角度達到θ時，斷裂板未出現(xiàn)人眼可見裂縫，則該材料韌性滿足要求；如果斷裂板斷裂前薄弱處不需要始終保持較高的抗剪能力，可用該材料加工θ2取值不小于θ且薄弱部厚度相同的斷裂板，如果彎折角度達到θ時，斷裂板未完全斷裂，則該材料韌性滿足要求。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。