分离机构连接计算与结构设计.docx

《飞行器结构设计》课程大作业题 目：_____ _分离机构连接计算与结构设计________________姓 名：____ _ __________学 号：_____ ________授课教师：_______ ____ _ ___得分哈尔滨工业大学航空宇航制造系2015年5月13日题目分离机构连接计算与结构设计———轴向式分离机构设计。二、设计输入条件 假设某型号导弹在发射阶段，由于横向载荷的作用，在连接面A1-A2会产生M=1500Nm的弯矩，同时已知气动过载的等效轴向载荷为F=800N，以压力形式作用于一二级分离面上，分离舱段对接框为环形接触面，被连接件间均采用石棉垫片。图2所示为轴向连接式对接框结构尺寸，图2所示为轴向连接式对接框尺寸，两个舱段的平均壁度为6mm。假设舱段承力结构材料均为TC4，在设计过程中不考虑横向载荷产生的剪力，为使分离面紧密贴合，取安全系数f=1.5。此外，假定轴向连接分离机构由6个爆炸螺栓连接，爆炸螺栓螺杆材料为45号钢，且尺寸、规格同C级六角头螺栓。图1 导弹一二级分离面受力示意图图2 轴向连接式分离面结构尺寸设计计算分离面连接计算可按受倾覆力矩的螺栓组模型计算： 设计输入条件：弯矩，轴向载荷，平均厚度，安全系数，螺栓数，螺栓预紧力为。舱段接触面面积：。接触面抗弯截面系数：。舱段连接面上6个螺栓均布，受力最大的螺栓为距离对称轴最远的螺栓，其工作拉力为：。受倾覆力矩的螺栓组连接除了要求螺栓有足够强度外，还应保证分离面紧密贴合也不被压溃。因此，分离面应同时满足：其中；；为分离面材料即TC4的许用挤压应力，，查资料得。故 ；且 。最大预紧力过大，实际过程中不可能有这么大预紧力，取实际预紧力为：。故螺栓总拉力为：(为螺栓的相对刚度，根据被连接材料和螺栓材料取0.25)。求爆炸螺栓小径 螺栓材料为45号钢，查表得屈服极限，安全系数，故螺栓需用应力为： 螺栓小径。 查普通螺纹国家标准GB/T 196-2003(尽量选取第一系列)，刚好M8螺栓的小径，符合使用强度要求，根据舱段的结构尺寸以及国家标准GB/T 5782-2000选取C级公称长度,故选取的爆炸螺栓。轴向式分离机构装配草图