航天飞机固体火箭发动机壳体螺栓连接方案的结构分析

人们认为挑战者号航天飞机的事故是由于连接固体火箭发动机(SRM)壳段的柄脚-U 型夹接头之一断裂造成的。柄脚与 U 型夹之间位移过大可能使 O 型环的密封垫错位,从而最终导致事故发生。NASA 兰利研究中心承担了为装配壳体段设计一个可替代方案的工作。他们设计了凸像螺栓连接方案,并分析了该方案是否能在将接头重量减至最小和能控制应力值的同时有效地保持密封性。事实表明在所分析的载荷条件下,接头密封部位能保持固定。唯一能出现的应力问题是凸缘螺栓孔边处应力集中,该处局部应力很高。该方案除比现有方案接头重量大外,确实有其优点,因而成为引人注目的替代方案。