德國寶德BURKERT膜片用途：
分類廣泛：如夾布型膜片、純橡膠型膜片、金屬/橡膠復(fù)合型膜片,、金屬/橡膠/塑料三者復(fù)合型膜片等等；
電聲行業(yè)膜片而言：它的主要作用就是將電流轉(zhuǎn)化為聲音信號，如我們常見的“揚聲器”等,；
過濾隔離行業(yè)膜片而言：它實際是由很多微小的納米微孔組成,，起到分離相關(guān)介質(zhì)的作用，如空氣凈化,、水處理凈化等行業(yè),；
光學(xué)行業(yè)膜片：它起到光學(xué)折射、光學(xué)處理等作用,；如常見的“太陽能電池板”,、“太陽鏡膜”、”汽車防爆膜“等等,。
德國寶德BURKERT膜片實驗與設(shè)計：
飛行優(yōu)化控制和推進劑能量*優(yōu)管理需要,，發(fā)展了一種采用隔層式 ( 軟隔離) 或隔艙式 ( 硬隔離) 隔離裝置進行固體發(fā)動機燃燒室分隔的技術(shù)，可實現(xiàn)固體火箭發(fā)動機的多次關(guān)機、啟動,。在現(xiàn)有兩種形式隔離裝置中,，隔艙式具有結(jié)構(gòu)簡單、下一級脈沖裝藥形式限制小,、打開壓強統(tǒng)一性高等一系列優(yōu)點,，已逐漸發(fā)展形成噴射棒、非金屬易碎,、金屬膜片等形式隔離裝置的雙脈沖發(fā)動機,。
金屬膜片式隔艙脈沖發(fā)動機常選用金屬或非金屬支撐件、一側(cè)經(jīng)絕熱處理的金屬膜片組合進行燃燒室分隔,，經(jīng)驗證,，該方案采用隔熱層、沉淀硬化不銹鋼隔板本體,、絕熱層和金屬膜片結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)燃燒室分隔,，但仍存在質(zhì)量大、絕熱特性差等缺點,。提出了8通氣孔金屬隔板設(shè)計,，提高了絕熱和抗燒蝕性能，但結(jié)構(gòu)型面仍有不足,。
輪輻式支撐件可減小隔艙重量,，并且可與密封膜片緊密貼實，因此被廣泛應(yīng)用于各類脈沖發(fā)動機,。此外,，在膜片上還能實施刻痕、絕熱處理,、材料改進等措施,，可進一步改善打開壓強、材料敏感性等特性,。
金屬膜片設(shè)計
采用金屬膜片和輪輻式支撐構(gòu)成隔艙結(jié)構(gòu)完成雙脈沖發(fā)動機燃燒室級間隔離,。其工作原理為： I 脈沖點火工作時，在金屬膜片分隔作用下兩脈沖燃燒室保持獨立,； 當(dāng) II 脈沖工作內(nèi)壓達到打開壓強后,，膜片按預(yù)先設(shè)計形式破裂，兩級燃燒室貫通,，燃氣依次通過隔艙結(jié)構(gòu),、I 脈沖燃燒室和尾噴管后排出，產(chǎn)生第二次推力,。
為實現(xiàn)以上工作過程,，金屬膜片在隔艙結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中占重要地位,。根據(jù)液體發(fā)動機閥門破裂膜片研究方法，確定采用強度高,、易變形的LY12鋁合金材料,、薄板形式金屬膜片。另外,，為可靠,、方便地控制打開壓強、隔艙消融形狀,，還需在其一側(cè)進行預(yù)先刻痕處理,。
應(yīng)力強度因子公式推導(dǎo)
在不影響結(jié)論正確性基礎(chǔ)上，做以下假設(shè)以便合理確定預(yù)制缺陷結(jié)構(gòu)參數(shù),，完成膜片設(shè)計：
( 1) 選取垂直于缺陷槽的任一截面作為研究對象,，將該截面簡化為二維板條結(jié)構(gòu)。
( 2) 膜片實際破壞過程為瞬間動態(tài)過程,，材料還未發(fā)生塑性屈服,，近似認(rèn)為膜片的動態(tài)破壞過程為線彈性斷裂問題。
( 3) 圓弧長度與預(yù)制缺陷V型槽斜面長比值小于0.05倍時,，膜片打開壓強對預(yù)制缺陷圓角并不敏感,，因此，預(yù)制缺陷需確定的結(jié)構(gòu)參數(shù)僅為V型槽開口角度α,，缺陷深度a和膜片厚度h,。
此外，由于所確定的金屬膜片預(yù)制缺陷槽為均勻放射狀,，各缺陷槽尺寸,、受力狀態(tài)*相同，忽略各缺陷槽之間的影響,，任取其中任一條缺陷作為研究對象,；所設(shè)計的金屬膜片破壞形式均為 I 型裂紋擴展破壞，因此只需求解預(yù)制缺陷處的 I 型應(yīng)力強度因子 KI 即可表征金屬膜片設(shè)計合理性,。
金屬膜片結(jié)構(gòu)設(shè)計
根據(jù)II脈沖藥柱穩(wěn)定點燃初始壓強控制要求,，確定金屬膜片設(shè)計打開壓強為2.2MPa。在某實際隔艙式雙脈沖發(fā)動機直徑限制膜片半徑R =142mm時,，確定動態(tài)斷裂韌性約為21MPa /m2的膜片結(jié)構(gòu)尺寸分別為： 開口角度α =90°,，缺陷深度a=1mm,，膜片厚度h=3mm,。
經(jīng)計算，在該參數(shù)條件時預(yù)制缺陷上應(yīng)力強度因子隨徑向距離變化關(guān)系,?？梢钥闯觯?由于圓板中心處應(yīng)力最大,，應(yīng)力強度因子在該處也達到極大值，其后隨徑向距離增大逐漸減小,。此外,，圓心處應(yīng)力強度因子達到21.4 MPa/m2 ，大于對應(yīng)材料斷裂韌性,，因此在該燃燒室內(nèi)壓作用下,，膜片將從中心位置開始破壞并逐步擴展致整個預(yù)制缺陷，符合預(yù)先設(shè)計,。 [
金屬膜片打開驗證實驗
為考核結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計合理性,，采用裝置開展隔艙金屬膜片打開單項實驗。該實驗裝置由 I,、II 脈沖集壓室,、隔艙結(jié)構(gòu)、進壓口,、測試裝置等部件構(gòu)成,。實驗中在 II 脈沖集氣室內(nèi)裝填假藥柱以真實模擬脈沖發(fā)動機自由空間，通過設(shè)置在兩個集壓室的進壓口與利用適量點產(chǎn)生的壓強相互聯(lián)通模擬脈沖發(fā)動機燃燒室初始壓強,。
針對設(shè)計膜片結(jié)構(gòu)開展6次實驗研究,，實驗后進行的膜片完整性檢查結(jié)果顯示： 除第一次實驗中膜片結(jié)構(gòu)較為完整外，其余均從預(yù)制缺陷位置產(chǎn)生3～ 5條數(shù)量不等的 I 型貫穿性裂紋,，與預(yù)先“米”字形設(shè)計一致,。同時，實驗中也發(fā)現(xiàn)后五次實驗中各條缺陷均未同時貫穿,，主要原因在于：應(yīng)力強度因子一致性受缺陷深度加工誤差影響較大,，必然導(dǎo)致破壞程度存在一定差異。
第一次實驗中點產(chǎn)生的最大壓強僅為1.68MPa,，小于打開壓強設(shè)計值,，因此膜片打開失敗,； 其余5次實驗因建壓加載速率差異等因素影響,，各次實驗曲線間存在一定差異，但總體變化趨勢趨于一致,，五次實驗中打開壓 強平均值為2.10MPa,，與設(shè)計值誤差約為4.545% ，說明采用所建立方法獲得的金屬膜片結(jié)構(gòu)參數(shù)滿足設(shè)計要求,。
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