金属橡胶隔振器对火工分离螺母冲击响应的影响

为避免航天器受到火工分离螺母作用时的高冲击载荷而造成故障,采用金属橡胶隔振器抑制分离螺母内活塞撞击所激起的冲击响应。通过在分离螺母活塞运动末端安装大刚度、中刚度和小刚度三种金属橡胶隔振器,分析500~10000 Hz的频域内的冲击响应谱。结果表明,金属橡胶隔振器的冲击抑制效应主要发生在3000 Hz以上的频段上,5000 Hz以上的频段的冲击抑制效果最为显著。使用小刚度隔振器后使最大加速度响应从1330 g下降至852 g,分析频域内的最大降幅为675 g@5993 Hz;使用中刚度隔振器后的使最大加速度响应从1530 g下降至1251 g,分析频域内的最大降幅为539 g@9514 Hz;使用大刚度隔振器后的最大加速度响应从1697 g下降至1416 g,分析频域内的最大降幅为281 g@8476 Hz。使用金属橡胶隔振器实现了较好的冲击抑制效果,对于火工作动装置的降冲击设计提供了一种可行的方法。

节流孔对分离螺母火工冲击的影响

为避免航天器因受到火工分离螺母作用时的高冲击载荷而发生故障,采用节流孔来抑制分离螺母分离作用时的冲击响应。研究在分离螺母燃气通道上设置了Φ2、Φ4 mm和Φ6 mm三种孔径的节流孔,同步测试不同节流孔的分离螺母在分离过程中的压力、加速度和预紧力,分析分离螺母的作用过程。根据作用过程中的先后顺序将冲击载荷解耦为火药作用、预紧力释放和活塞撞击三类冲击源。将得到的时间-加速度(a-t)曲线转换为冲击响应谱,并计算每种冲击源的贡献,以获得节流孔孔径与冲击响应的关系。结果表明:采用三种节流孔时,在500~10000 Hz的频域内,火药作用激起的冲击响应的贡献为8.3%~11.0%;预紧力释放激起的冲击响应的贡献为44.0%~51.5%;活塞撞击激起的冲击响应的贡献为40.2%~45.0%。分离过程的最大冲击响应分别为:1416 g(Φ6 mm)、1251 g(Φ4 mm)和852 g(Φ2 mm)。可见,采用节流孔可以有效抑制分离螺母的冲击响应。

基于应力-强度干涉模型的分离螺母可靠性分析

目的提出一种基于应力强度干涉模型的分离螺母的分离可靠性分析方法。方法首先,建立分离螺母机构分离动力学模型和极限状态函数。然后,在考虑工作载荷、几何尺寸和药剂燃烧参数等参数不确定性的基础上,建立分离螺母不同分离阶段的基于应力-强度干涉模型的可靠性模型。最后,对分离螺母进行可靠性和灵敏度分析,量化工作载荷、几何尺寸和火药燃烧参数对分离螺母机构分离可靠性的重要性排序。结果影响可靠性的主要参数依次为火药力、装药密度和预紧力。结论该方法能够准确描述不确定性因素对分离螺母分离过程可靠性的影响,提升分离螺母机构分离可靠性定量分析的精度和效率,可为分离螺母的精细化设计提供支撑。