本發(fā)明屬于航天運(yùn)載火箭以及導(dǎo)彈的級(jí)間連接傳力結(jié)構(gòu)，涉及一種新型高效輕質(zhì)航天爆炸螺栓盒，其可有效提升約25％結(jié)構(gòu)效率，同時(shí)使結(jié)構(gòu)減重約10％。

背景技術(shù)：

對(duì)于中小型運(yùn)載火箭及多級(jí)導(dǎo)彈而言，其級(jí)間段連接及分離多選用爆炸螺栓等點(diǎn)式分離裝置。爆炸螺栓類分離裝置是通過爆炸螺栓內(nèi)置火工藥品反應(yīng)爆炸，產(chǎn)生爆炸沖擊使連接結(jié)構(gòu)的預(yù)置薄弱處發(fā)生拉伸、彎曲或剪切破壞，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)兩級(jí)結(jié)構(gòu)的解鎖分離。此外，點(diǎn)式分離裝置在未執(zhí)行分離功能之前須滿足一定的承載能力，從而保證運(yùn)載火箭或?qū)椀募?jí)間連接剛度。爆炸螺栓類點(diǎn)式分離裝置的承載能力主要通過爆炸螺栓與其對(duì)應(yīng)的爆炸螺栓盒完成：次級(jí)結(jié)構(gòu)將拉力加載于爆炸螺栓，爆炸螺栓再將拉力載荷通過爆炸螺栓盒傳遞至上級(jí)結(jié)構(gòu)中筒殼段的蒙皮上。

上述拉力載荷在上述爆炸螺栓盒中的傳遞路徑分為兩條：其中一部分拉力通過爆炸螺栓盒結(jié)構(gòu)整體沿箭體軸向發(fā)生小幅剛體滑移，由螺栓盒底板經(jīng)由背板傳遞至連接螺釘或鉚釘中。此部分拉力使連接螺釘或鉚釘發(fā)生剪切變形，由于結(jié)構(gòu)剛體滑移，因此每個(gè)鏈接螺栓所產(chǎn)生的剪切力基本相同。另一部分拉力通過爆炸螺栓盒本身的結(jié)構(gòu)變形，由螺栓盒底板經(jīng)過肋板傳遞至背板上的連接螺釘或鉚釘中。此部分拉力使連接螺釘或鉚釘發(fā)生拉伸變形，而傳統(tǒng)爆炸螺栓盒的肋板設(shè)計(jì)使得不同位置的鏈接螺釘或鉚釘?shù)睦ο嗖詈艽螅嚎拷嘲迥┒说穆葆敾蜚T釘拉力遠(yuǎn)高于底板附近的螺釘或鉚釘。由于第二條路徑傳遞的拉力占總拉力載荷的大部分，因此傳統(tǒng)爆炸螺栓盒對(duì)連接螺釘或鉚釘?shù)睦眯视邢?，往往螺栓盒背板末端螺釘或鉚釘已經(jīng)失效，而底板附近的螺釘或鉚釘尚未塑形變形。因此，傳統(tǒng)爆炸螺栓盒的結(jié)構(gòu)效率有限，不能充分利用連接螺釘或鉚釘?shù)男阅?，通常采用增大連接螺釘或鉚釘尺寸或數(shù)量的方法來保證爆炸螺栓類點(diǎn)式分離裝置的承載能力與結(jié)構(gòu)安全性能，而這種方法對(duì)需要輕量化設(shè)計(jì)的彈箭體結(jié)構(gòu)明顯不利。

基于上述問題，本發(fā)明通過合理設(shè)計(jì)爆炸螺栓盒肋板拓?fù)湫问?，改變了螺栓拉力通過肋板傳遞到背板的傳力路徑，使得背板與筒殼段蒙皮結(jié)構(gòu)的連接螺釘或鉚釘受力更均勻，從而提高了爆炸螺栓盒的承力極限，改善了結(jié)構(gòu)效率與安全性能，同時(shí)令結(jié)構(gòu)輕量化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了改善螺栓拉力在爆炸螺栓盒肋板中的傳遞路徑，使得背板與筒殼段蒙皮結(jié)構(gòu)的連接螺釘或鉚釘受力更均勻，從而提高了爆炸螺栓盒的承力極限，改善了結(jié)構(gòu)效率與安全性能，同時(shí)令結(jié)構(gòu)輕量化。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種新型高效輕質(zhì)航天爆炸螺栓盒，包括螺栓盒底板，螺栓盒背板，螺栓盒肋板以及爆炸螺栓連接臺(tái)。其中，根據(jù)級(jí)間結(jié)構(gòu)具體形式，背板與底板間有一定夾角或垂直。其中，肋板置于背板與底板之間并連接二者，爆炸螺栓力從底板傳遞至背板。

其中，所述的螺栓連接臺(tái)開有爆炸螺栓連接孔。

其中，所述的螺栓盒背板開有若干用于連接背板與級(jí)間結(jié)構(gòu)的螺釘或鉚釘?shù)耐?，同時(shí)開有減重孔和減重槽，同時(shí)背板末端有厚度削弱層。

其中，所述的螺栓盒肋板開有力傳導(dǎo)約束孔。

本發(fā)明通過合理設(shè)計(jì)爆炸螺栓盒肋板拓?fù)湫问?，改變螺栓拉力通過肋板傳遞到背板的傳力路徑，使背板與筒殼段蒙皮結(jié)構(gòu)的連接螺釘或鉚釘受力更均勻，提高爆炸螺栓盒的承力極限，改善結(jié)構(gòu)效率與安全性能，同時(shí)令結(jié)構(gòu)輕量化。

附圖說明

圖1為本發(fā)明背板視角的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明肋板視角的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1螺栓盒底板；2螺栓盒背板；3螺栓盒肋板；4螺栓連接臺(tái)；5爆炸螺栓連接孔；6連接螺釘/鉚釘通孔；7背板末端削弱層；8力傳導(dǎo)約束孔A；9力傳導(dǎo)約束孔B；10背板減重孔；11背板減重槽。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的一種新型高效輕質(zhì)爆炸螺栓盒結(jié)構(gòu)，包括螺栓盒底板1，螺栓盒背板2，螺栓盒肋板3以及爆炸螺栓連接臺(tái)4。其中，根據(jù)級(jí)間結(jié)構(gòu)具體形式錐段或柱段，背板2與底板1間有一定夾角或垂直。其中，肋板3置于背板2與底板1之間并連接二者，將爆炸螺栓力從底板1傳遞至背板2。

其中，根據(jù)級(jí)間結(jié)構(gòu)裝配需求確定螺栓連接臺(tái)4的具體形式，并根據(jù)爆炸螺栓尺寸在螺栓連接臺(tái)4開爆炸螺栓連接孔5。

其中，根據(jù)爆炸螺栓盒與筒殼段的裝配需求在螺栓盒背板2開連接螺釘或鉚釘?shù)耐?，同時(shí)在不影響結(jié)構(gòu)安全性的前提下，可在背板中間開減重孔10和減重槽11。同樣在保證背板力學(xué)性能的條件下，背板末端可設(shè)置厚度削弱層7，用以減弱該處連接螺釘或鉚釘?shù)睦?，其具體尺寸可根據(jù)當(dāng)前結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)尺寸與結(jié)構(gòu)承載力要求等具體工程指標(biāo)通過數(shù)值優(yōu)化方法確定。

其中，螺栓盒肋板3開有力傳導(dǎo)約束孔8和9。肋板力傳導(dǎo)約束孔8和9可根據(jù)當(dāng)前結(jié)構(gòu)形式，通過數(shù)值優(yōu)化方法確定具體形式與尺寸，從而確保肋板3將爆炸螺栓拉力傳遞至背板2的合理位置，從而使每個(gè)連接螺釘或鉚釘?shù)睦鶆?。圖1為本發(fā)明背板視角的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明肋板視角的結(jié)構(gòu)示意圖。