王宗伟，吴宏伟，杨 康，董威利，常志鹏



爆炸螺栓分离动力学仿真分析研究

王宗伟，吴宏伟，杨 康，董威利，常志鹏

（空间物理重点实验室，北京，100076）

为了避免爆炸螺栓分离解锁后引发高速冲击破坏及爆炸螺栓可能沿对接孔回弹的问题，在爆炸螺栓盒内设计挡片、弹簧片、缓冲块结构来降低爆炸螺栓盒受到的冲击，同时弹簧片上的耳片结构在爆炸螺栓回弹时对其卡滞防止爆炸螺栓突出分离面。采用ABAQUS显示动力学软件对爆炸螺栓通过弹簧片、最后撞击到缓冲块的过程进行动力学仿真分析，定量分析了挡片、弹簧片对爆炸螺栓冲击速度的影响，对冲击载荷下爆炸螺栓盒体强度进行评估，并开展爆炸螺栓收纳试验验证。结果表明：所设计的爆炸螺栓盒能够实现对爆炸螺栓的有效收纳，其盒体结构强度能够满足冲击载荷下的使用要求。

爆炸螺栓；分离冲击；弹簧片；动力学仿真；收纳试验

0 引 言

分离装置作为飞行器的关键部件，是否正常工作直接影响到飞行任务能否顺利完成。目前常用的连接分离装置动力源以火工品为主，如爆炸螺栓、爆炸螺母、各类火工锁及火工分离推杆等火工分离装置[1]，其中高冲击爆炸螺栓在航天弹箭体结构分离方面的应用最为广泛[2~7]。吴艳红等[8]采用非线性有限元软件LS-DYNA，模拟剪切式爆炸螺栓中炸药爆炸及爆炸冲击波对爆炸螺栓盒的破坏作用，校核盒盖的动强度；柳征勇等[9]利用工程热力学理论计算了运载火箭整流罩分离用爆炸螺栓的冲击力，同时运用动力学响应分析的直接积分法和NASTRAN有限元程序对整流罩在16只爆炸螺栓起爆分离下引起的弹射筒锁紧销动载荷进行了仿真分析；……