轻量化火箭初始支架入口连接结构

该结构主要应用于航天火箭初始支架入口的连接承载场景，作为箭体内部辅助安装的支撑构件，承担对应安装区域的载荷传递与部件定位功能，适配箭体内部紧凑的安装空间，满足航天构件严苛的重量控制要求。从功能特性来看，该支架采用定制化设计思路，可适配超低剖面带肩螺钉的安装形式，配合McMaster Carr对应规格的连接组件，能够在安装孔处直接实现固定铰链约束，安装过程无需额外对螺钉施加扭矩或张力预载，大幅简化箭上装配工序，降低装配操作带来的附加应力风险。所有配套的安装螺钉均被约束在规定的设计包线范围内，安装后部件周边留有充足的操作空间，便于后续检修与部件更换。结构设计阶段围绕载荷传递路径做了针对性优化，下部设置的两个安装凸台可承担全部额定载荷，上部安装凸台仅用于满足每个安装孔基准A处的接触片定位要求，在不存在其他设计形式、配合或功能冲突的前提下，可直接取消上部安装孔以进一步削减结构重量，同时去除上部安装螺钉及对应支撑结构的重量冗余，在保证结构强度的前提下最大化实现减重目标。从安装边界来看，该支架适配的支架安装孔圆柱内径与基准A3接触轴的圆柱面径向间隙控制在合理范围，垂直于凸台表面方向的位移约束通过螺钉头下的分割表面区域实现，额定均布载荷施加在基准B处支架的表面区域，适配直径0.375英寸的外部销轴安装，安装后与周边构件的最小边缘距离满足基准A和B表面区域的规定要求，不会出现运动干涉或装配间隙不足的问题。结构经过FEA仿真验证，固定铰链位可稳定适配Centaur级间适配器的安装需求，优化后的结构在重量、应力水平、体积参数上均达到设计预期，既满足航天场景下的高可靠性要求，又实现了轻量化设计目标，可直接用于对应型号箭体的结构装配，也可作为同类航天支撑构件轻量化设计的参考样例，为同类型带安装凸台的承载支架设计提供结构优化思路。