袁杰红，田彤辉，关振群，王青文，陈柏生

(1. 国防科技大学 空天科学学院， 湖南 长沙 410073； 2. 大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室， 辽宁 大连 116024；3. 湖南大学 土木工程学院， 湖南 长沙 410082)

螺栓法兰连接因其构造、装配简便等优点而成为航天运载结构舱段间主要对接手段[1-2]。连接结构力学性质呈强非线性，而且破坏了弹(箭)体连续性，点连接方式可能导致连接界面和螺栓组产生较大集中承载，在承载过程中易发生连接界面密封泄露及连接螺栓失效而使弹(箭)体结构强度丧失[2-3]。特别地，在装配、起竖和发射等过程中，由于外界扰动和自重，弹(箭)体连接结构可能受到异常的横向准静载过载作用，导致连接结构失效而使导弹、火箭发射失败[4]。因此，准静载荷载作用下舱段分离连接结构失效机理分析和数值预示研究，对于连接结构的强度校核与优化设计具有重要的工程价值和参考意义。

如前所述，螺栓法兰连接结构的强非线性特点导致其理论分析困难，国内外现有的相关研究中，大多通过实验和数值仿真两种手段研究其力学性质。一方面，随着数值仿真理论的逐渐成熟和计算机性能的提高，现有的算法对解决连接界面的接触、滑移和材料非线性等问题具有较高的计算精度和效率。针对连接结构力学性能研究的仿真模型经历了从局部简化为等效“原件”，到逐渐精细的实体有限元模型的过程。2011年，大连工大学栾宇和芦旭等依据连接结构刚度非线性，在连接界面引入拉压不同刚度双线性弹簧，建立了动力学响应简化的有限元分析模型，并验证了等效方法的有效性[5-9]。……