新型大(全)开口棘刺连接复合材料壳体结构设计与研究

针对自由装填或分段式固体火箭发动机复合材料壳体轴向连接高压承载问题,提出了一种新型大(全)开口分段式棘刺连接复合材料壳体设计方案及计算方法,并开展了某大开口棘刺连接复合材料壳体结构设计、仿真分析与试验验证。结果表明,35 MPa下测点实测应变值为1163.9με,对应仿真计算结果为1162.5με;测点1’应变实测值为816.77με,对应仿真计算结果为816.07με,仿真计算与试验结果非常吻合,证明大开口复合材料壳体接头采用棘刺结构实现壳体之间的连接、力的传递是完全可行的,但需注意棘刺连接接头厚度由后向前需逐步变薄过渡变化、棘刺根部应有过渡圆角,以减少应力集中;同时,外层纤维缠绕层间应有碳布补强,以增加刺孔部位的挤压强度与环向强度。