ULA火箭硬件轻量化连接支架结构

　　该结构件面向航天运载火箭硬件装配场景设计，主要用于箭体内部不同功能模块之间的机械连接与载荷传递，适配ULA火箭硬件挑战项目的轻量化装配需求，可在箭体飞行过程中承受轴向、径向的复合交变载荷，同时兼顾减重要求，避免多余结构重量挤占箭体有效载荷配额。从结构构型来看，该零件采用一体化铣削成型的设计思路，主体为弧形过渡的承力梁结构，两端设置带安装孔的固定耳片，分别对接箭体主承力结构与待固定的功能模块，中部弧形内凹区域可避让箭体内部的管路、线缆排布空间，避免装配过程中出现干涉问题。两端耳片上的光孔为安装定位孔，孔位公差按照航天级装配要求设置，可配合标准紧固件实现无间隙装配，耳片与主体梁的衔接位置做了大圆角过渡处理，消除应力集中隐患，

　　避免在发射阶段的强振动载荷下出现结构断裂风险。设计过程中采用有限元仿真手段对结构受力状态进行迭代优化，以Von Mises应力作为核心校核指标，将最大许用应力控制在材料许用应力范围内，同时保证安全系数满足航天结构设计的冗余要求，在满足承力性能的前提下尽可能去除非承力区域的材料，将零件整体重量控制在较低水平，实现结构强度与轻量化的平衡。零件的外形轮廓充分考虑箭体内部的安装边界，弧形主体的曲率适配箭体内部舱段的内壁弧度，安装后可贴合舱壁布局，不会额外占用舱内径向空间，两端耳片的安装面平面度满足装配贴合要求，可保证紧固件受力均匀，避免局部应力过大导致的连接失效。零件上设置的小型凸台结构为辅助定位特征，可在装配过程中与相邻零件的定位槽配合，

　　实现快速对位，减少总装阶段的调整工作量，凸台高度经过精确计算，既满足定位导向需求，又不会额外增加多余重量。从实际使用场景来看，该类支架结构在运载火箭的舱段内部应用广泛，可用于固定航电设备、管路支架、传感器组件等多种箭上硬件，不同安装位置的支架可根据实际载荷需求调整局部壁厚与孔位尺寸，该设计方案的结构形式具备较强的通用性，可通过参数调整快速适配不同的安装载荷与空间边界。结构设计过程中充分考虑了加工工艺性，所有外轮廓与内凹结构均采用三轴铣削即可完成加工，无需特殊工装夹具，加工过程中材料去除率控制在合理范围，兼顾加工效率与材料利用率，零件表面无复杂曲面特征，后续表面处理工序也可快速完成，适合小批量航天零件的快速试制需求。

　　在载荷传递路径设计上，该支架将两端耳片承受的安装载荷通过弧形主梁均匀分散到整个结构截面，避免局部截面载荷过大，主梁的截面厚度根据应力分布结果做了差异化设计，高应力区域适当增加壁厚，低应力区域做减薄处理，在不增加整体重量的前提下提升结构的整体承力能力。安装边界方面，该支架的整体外廓尺寸适配小型舱段的内部安装空间，安装后与周边零部件的安全间隙满足航天装配规范要求，不会在箭体飞行过程中因振动变形与周边部件发生碰撞，所有棱边均做了倒角处理，避免装配过程中划伤操作人员或损坏周边线缆、管路的保护层。