The invention belongs to the field of space vehicle structural design, and provides an optimized preparation method of a lightweight titanium alloy rapid prototyping carrier support support. The preparation method in the existing rocket bundled bearing basis, the replacement for the Ti TC11 material, the static analysis on the structure, according to the results of the analysis, in the premise of overall structure does not change the sample stage bundle bearing and assembly interface under the force should be deducted from the lower material, and then modify the model again, the structure should be analysis of the buckling load of stress analysis and structure; this process repeated several times, should limit the overall level of force uniform and close to the Ti TC11 material to bundle support structure under design loading stress and buckling load slightly greater than or equal to the design load so far. The invention is suitable for large thrust bearing design of rocket bundled bundled transfer points, to shorten the production cycle, reduce production costs, reduce the binding structure weight, increase the carrying efficiency.
【技术实现步骤摘要】
一种优化的轻质钛合金快速成型运载火箭捆绑支座的制备方法
本专利技术属于航天飞行器结构设计领域,涉及优化的轻质钛合金快速成型运载火箭捆绑支座的制备方法。
技术介绍
在捆绑运载火箭的芯级和每一个助推器上分别有一个主传力捆绑支座,二者通过爆炸分离螺栓连接,主传力捆绑支座将助推器的推力传递至芯级,作为重要的承力和传力部件,捆绑支座结构形式对火箭壳体局部强度有着非常重大的影响。我国已有型号的主传力点均采用方块状的捆绑支座,通过连接螺栓的抗剪作用将推力从捆绑支座传递至芯级壳体。已有型号助推推力设计载荷在100吨左右,而CZ-5主传力点设计载荷为330吨,分析表明,仍然沿用原来的结构形式,捆绑支座及其连接螺栓、火箭壳体很难同时满足结构轻量化及设计载荷要求,所以,CZ-5试样阶段研制了一种扇状中间镂孔的捆绑支座,结构材料为钢锻件30CrMnSiNi2A。这种捆绑支座提高了大推力捆绑运载火箭主传力点捆绑集中载荷扩散效率,解决了捆绑支座自身、连接螺栓、火箭壳体捆绑局部区域的结构强度问题。但由于材料为钢锻件,捆绑支座结构重量较重(单个为105kg,4个捆绑支座和420kg),且生产加工周期较长,加工工艺复杂、加工量大导致加工成本过高,难以满足CZ-5结构进一步减重以及快速、低成本生产要求,必须研制新型捆绑支座。
技术实现思路
为了进一步对现有的扇状捆绑支座进行结构减重,改变捆绑支座的材料和生产工艺,满足捆绑支座进一步减重以及快速、低成本生产的技术要求,本专利技术提供一种轻质钛合金快速成型的运载火箭捆绑支座。本专利技术适合于大推力捆绑运载火箭传力点的捆绑支座设计,有利于缩短产品生产周 ...
【技术保护点】
一种优化的轻质钛合金快速成型运载火箭捆绑支座的制备方法,其特征在于,所述的制备方法是在已有运载火箭捆绑支座基础上,对其更换材料后进行拓扑优化、设计优化,形成新的局部优化结构形式;并采用激光增材快速成型方法制备得到轻质钛合金快速成型运载火箭捆绑支座,具体为:将原始运载火箭捆绑支座模型的模型材料替换为Ti‑TC11,对结构进行静力分析;根据分析结果,在不改变试样阶段捆绑支座的整体结构形式及其装配接口的前提条件下,将应力较低处的材料扣除;再修改模型,重新进行结构应力水平分析和结构失稳载荷分析,将此过程循环若干次,直至捆绑支座结构在设计载荷下的应力水平整体比较均匀且接近Ti‑TC11材料的极限应力,同时失稳载荷大于或等于设计载荷时为止。
【技术特征摘要】
1.一种优化的轻质钛合金快速成型运载火箭捆绑支座的制备方法,其特征在于,所述的制备方法是在已有运载火箭捆绑支座基础上,对其更换材料后进行拓扑优化、设计优化,形成新的局部优化结构形式;并采用激光增材快速成型方法制备得到轻质钛合金快速成型运载火箭捆绑支座,具体为:将原始运载火箭捆绑支座模型的模型材料替换为Ti-TC11,对...
【专利技术属性】
技术研发人员:王博,李林生,徐小利,章凌,王立朋,王斌,戴政,吴会强,田建东,杨虎军,娄路亮,李东,王珏,曹广龙,任明法,
申请(专利权)人:大连理工大学,北京宇航系统工程研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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