火箭硬件用多孔位连接支架结构设计

这款支架属于航天火箭系统中的配套承力连接构件，主要用于箭体内部管线、小型功能模块与主承力结构之间的点位固定，在火箭飞行过程中需要承受起飞阶段的强振动载荷、级间分离时的瞬时冲击，同时还要适应高空段快速温变带来的材料形变影响，因此结构设计上优先兼顾了轻量化与结构刚度的平衡。从结构布局来看，整体采用框架式镂空设计，没有多余的实体冗余，在保证各安装点位连接强度的前提下尽可能削减了非承力区域的材料，整体体积控制在2.64立方英寸，质量仅0.1278磅，符合航天部件对重量控制的严苛要求。支架上分布的多个带孔耳片分别对应不同的安装对接面，其中端部的大直径筒状结构用于穿装固定主连接杆件，侧面的不同孔径安装孔分别适配不同规格的紧固件，可同时完成三个方向的部件对接，避免了多零件拼接带来的装配累积误差，也减少了箭体内部的零件数量，降低装配复杂度。设计过程中首先根据安装边界确定了各连接点位的相对位置，所有安装孔的同轴度、孔位公差都严格匹配航天装配的精度要求，耳片与主体框架的过渡位置全部采用圆角过渡，避免应力集中在交变载荷下出现疲劳断裂的问题。框架内部的镂空结构并非随意开设，每一处镂空的走向都顺着主应力传递路径排布，既切除了不受力的冗余材料，又不会打断应力的连续传递，保证整体结构在承受纵向、横向复合载荷时不会出现局部应力超限的情况。实际装配时，该支架可直接通过耳片上的安装孔与箭体预埋的安装座对接，不需要额外加工适配垫片，端部的筒状结构与杆件配合后可通过侧面的顶丝孔完成锁止，防止飞行过程中出现连接松脱。考虑到火箭发射前的地面测试环节需要反复拆装，所有安装孔的孔壁都做了局部加厚处理，能够承受多次紧固件拆装带来的磨损，不会因为反复装拆出现孔位变形影响装配精度。整体结构没有复杂的曲面特征，既适合采用高强度铝合金铣削加工成型，也可通过3D打印快速完成样件试制，满足不同阶段的研发测试需求。