ULA火箭用轻量化优化连接支架结构

该支架属于航天发射载具配套的连接承载构件，主要应用于ULA系列火箭的部段连接场景，承担相邻箭体组件之间的载荷传递与定位约束功能，在火箭飞行过程中需要承受轴向过载、振动冲击等复杂工况下的作用力，是保障箭体结构连接可靠性的关键承载零件。从结构设计逻辑来看，该支架采用拓扑优化思路完成构型迭代，在满足承载要求的前提下尽可能去除非必要材料，实现结构减重，适配航天产品对重量控制的严苛要求，四个带孔连接端分别对应箭体上的四个安装点位，安装时通过螺栓穿过端部通孔完成紧固，约束设置上允许连接端绕轴向转动，可抵消部分装配应力与飞行过程中的形变位移，避免应力集中导致的结构失效。材料选用Ultem 9085高性能工程塑料，该材料具备优异的比强度与耐温耐候性能，适配航天工况下的环境要求，整体重量控制在0.0783lb，在每个垂直螺栓孔处可承受300lb的载荷，四个连接点总承载能力可达600lb，完全满足设计工况下的载荷需求。从安装边界来看，四个连接柱的孔位同轴度、端面平面度均有严格公差要求，安装时需保证各连接端面与对接件完全贴合，避免偏载导致的局部应力过大，支架的异形连接臂采用变截面设计，在载荷传递路径上保留足够的材料厚度，非承载区域做挖空减薄处理，兼顾强度与轻量化要求。实际使用过程中，该支架不需要额外的辅助定位构件，依靠自身孔位精度即可完成快速装配，可适配不同部段之间的小范围安装偏差，绕轴转动的自由度设计也能补偿箭体在温度变化、受力形变时产生的相对位移，避免连接部位出现应力断裂风险。整体构型没有多余的装饰性结构，所有几何特征均服务于承载与安装功能，过渡位置均做圆角处理，减少应力集中点，适合采用增材制造工艺完成加工，能够快速实现小批量生产配套，满足火箭研发阶段的迭代试制需求。