ULA Atlas V火箭轻量化连接支架结构

　　该支架作为航天运载火箭箭体内部的功能连接件，主要承担箭上小型电子设备、管线束或辅助功能组件的承载固定作用，在火箭飞行全流程中，需要承受起飞阶段的大推力振动、飞行段的气动载荷冲击、级间分离瞬间的瞬时过载，同时还要适应高空低温低压的复杂工况，对结构可靠性与重量控制有着极高要求。从结构设计逻辑来看，该支架采用一体化成型的构型思路，主体为折角式承载梁结构，四个带通孔的安装耳座分别布置在结构的四个端点位置，每个耳座的通孔均为光孔设计，可配合螺栓或销钉实现与箭体安装面、待固定组件的刚性连接，耳座与主体梁的衔接位置均做了圆弧过渡处理，避免应力集中导致的结构断裂风险，这也是航天结构设计中规避疲劳失效的典型处理方式。

　　设计过程中优先围绕减重目标做拓扑优化，在保证整体结构刚度、强度满足载荷要求的前提下，去除了非承载区域的多余材料，主体梁的截面采用变厚度设计，承载路径上的材料厚度保留足够余量，非主要传力区域做了材料削减，最终实现了重量与结构性能的平衡，相比初始构型大幅降低了自重，同时整体几何形状更简洁，减少了加工过程中的工艺复杂度，适配熔融沉积成型的增材制造工艺，选用的高性能工程材料具备优异的比强度与耐温性能，能够满足航天工况下的使用要求。从安装边界来看，该支架的四个安装孔位的相对位置精度有严格要求，安装时需要保证耳座贴合面与安装基准面完全贴合，避免出现安装间隙导致的附加振动，支架的整体外轮廓尺寸紧凑，不会占用过多箭体内部的宝贵安装空间，

　　折角的构型设计刚好适配箭体内部的异形安装空间，能够在有限的舱段空间内完成组件的固定支撑，不需要额外设计转接结构，进一步降低了整体装配的重量与复杂度。在实际应用场景中，这类轻量化支架除了应用在运载火箭舱段内部，也可推广应用于无人机结构、高端赛车、精密检测设备等对重量控制有严苛要求的领域，其设计思路核心是在满足承载要求的前提下最大化去除冗余材料，同时兼顾加工工艺性，避免为了极致减重导致结构工艺性变差、制造成本大幅上升的问题。结构上的每个安装孔周边都做了局部加厚处理，用来承受螺栓锁紧时的局部压应力，避免安装时出现孔位压溃变形的问题，主体梁的折角角度经过多次载荷仿真验证，能够将承受的载荷均匀传递到四个安装点，不会出现局部应力过大的情况，表面无多余的凸起或凹槽结构，既减少了飞行过程中的气动干扰（如果是暴露在舱外的安装场景），也避免了应力集中点的产生。