摘要：以新一代大推力捆绑火箭捆绑装置设计为研究背景,开展助推器传力路径优化设计研究。在方案初步优选的基础上,基于i SIGHT建立大推力捆绑火箭传力路径优化平台,针对现有优化方法的不足,选用多岛遗传(Multi-Island Genetic Algorithm,MIGA)+二次规划(Sequential Quadratic Programming,SQP)组合优化算法进行传力路径优化设计,从而大幅优化了捆绑联接结构载荷。该方法可为大推力捆绑运载火箭方案设计提供参考和依据。

摘要：为了获得新一代大推力捆绑火箭捆绑方案的最优设计参数,针对超静定捆绑传力路径进行分析与优化设计。基于PATRAN的二次开发语言PCL对超静定捆绑火箭进行了参数化建模和仿真分析,并运用拉丁超立方试验方法对传力路径设计参数进行灵敏度分析。在此基础上提出了一种多目标粒子群和序列二次规划算法的组合优化策略,确定了捆绑联接方案设计参数,实现了对捆绑联接装置和助推器结构载荷的高效优化。计算结果表明:组合优化策略能够将主捆绑联接结构的受力减少了30%左右,明显优于单独使用一种全局优化算法或局部优化算法的优化结果。本文研究成果将为新型捆绑火箭捆绑方案优化设计提供参考。

摘要：紧固件是弹箭体中应用最广泛、使用量最大的基础产品,其连接设计技术直接影响航天型号可靠性。目前弹箭体紧固件在选用、设计评估以及实际应用方面存在缺陷,紧固件产品实际性能数据难以有效、直接、全面地融入设计过程。为此,本文提出了弹箭体紧固连接系统正向设计数字化技术,在集成紧固件设计选用准则及评估方法、解析及数值仿真分析功能、产品数据库和模型库等功能模块的基础上,通过基于多约束条件下逻辑指向数字化寻优方法,实现紧固连接系统的正向设计,从而提高紧固件的选用准确性,提高结构设计效率,提升弹箭体结构连接可靠性。

摘要：为了改良运载火箭捆绑联接舱段集中力扩散结构的承力特性并实现轻量化设计要求,将开展集中力扩散结构拓扑优化设计方法研究。首先围绕结构刚度、强度、减重和集中力扩散效果等多种需求,实现以多工况下最小加权柔度为目标函数的结构拓扑优化。然后根据拓扑优化结果并综合考虑制造工艺等要求设计出新的集中力扩散结构,实现结构整体减重18.2%。最后对新结构进行标准工况下的载荷分析校验强度,计算结果表明新的集中力扩散结构设计方案的应力水平满足设计要求,提出的拓扑优化方案适合于概念设计阶段的集中力扩散结构优化。

摘要：中国新一代运载火箭普遍采用无毒无污染的低温推进剂,当运载火箭在低温推进剂加注、增压的过程中会造成贮箱变形,需要管路系统和箭体结构设计合理的补偿量来适应。针对传统有限元分析计算效率低,提出一种补偿量设计的解析方法,获得结构在低温、压强和飞行载荷下的变形响应机理,实现贮箱在各类载荷下的变形量综合,并基于平面视觉测量原理进行试验验证。验证和对比结果表明,设计方法合理可行,精度能够满足运载火箭工程应用,为低温液体运载火箭的设计提供参考依据和理论支撑。

摘要：以新一代运载火箭为研究对象,针对火箭捆绑两种不同能量指标、不同工作时间助推器的结构形式,基于模块化设计原理推导了火箭各级模块结构质量、齐奥尔科夫斯基数、平均比冲、过载以及速度的表达式,从而构成了优化的目标函数和完整的约束条件。针对现有优化算法的不足,采用多岛遗传算法+SQP法组合优化方法对新一代运载火箭进行质量优化,可有效减少火箭的起飞质量。该方法可为对于处于方案设计阶段的捆绑式运载火箭质量优化提供参考和依据。

摘要：为了提高运载能力，运载火箭多采用芯级捆绑助推器的结构形式，而助推器捆绑装置的结构设计与分析是捆绑火箭的关键技术。以某捆绑火箭的典型捆绑装置为研究对象，对捆绑装置结构的力学特性进行研究，揭示其轴向拉压刚度不同这一重要特性。在此基础上，对引起捆绑装置拉压不同刚度的机理进行分析，提出并验证一种单自由度解析模型。基于该模型，对影响捆绑连杆轴向刚度的设计参数进行理论研究，分析可用于提高连杆拉伸刚度的可行方案，为结构设计提供参考和依据。

摘要：为避免航天火工分离装置在分离过程中产生对箭（弹）体有害的分离多余物，需要设计相应的多余物捕获装置（以下简称捕获器）。国内外对捕获器结构设计方面的理论研究较少，传统的设计普遍依赖于试验研究。以狭小空间下爆炸螺栓捕获器为研究对象，在显式动力学理论基础上，对捕获器的工作过程进行了仿真分析，定量分析了关键几何尺寸对捕获效果的影响，提出一种优化的捕获器结构，为中国新一代运载火箭捕获器的研制和选型提供依据。

摘要：加工了拉伸-剪切复合载荷的测试装置,并开展了钛合金螺栓在纯拉伸、纯剪切、拉伸-剪切耦合等受力状态下的力学试验,分析了拉应力与螺栓轴线角度变化对试验结果的影响及其相应变化的规律。研究结果表明,一是加工的拉伸-剪切复合载荷的测试装置可以准确满足纯拉伸、纯剪切、拉伸-剪切等单一载荷与复合载荷不同受力状态的力学性能测试;二是钛合金螺栓在拉应力和切应力耦合作用下的力学性能指标较纯拉性能明显下降,降幅最高达40%。

摘要：为提高运载能力，运载火箭多采用捆绑助推器的结构形式。以典型的捆绑火箭为背景，针对捆绑连杆特殊的结构形式造成的拉压不同刚度特性，采用双线性弹簧建立助推器径向平面机理模型，研究捆绑联接装置的动力学特性。通过与传统模型进行对比，表明拉压不同刚度模型能够更加准确地反映结构的频率和载荷，以分析结果作为依据，可以有效提高火箭结构设计的可靠性和合理性。