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火箭院研制出高强铝合金紧固件,强!韧!轻!
发布:Yami11   时间:2024/1/3 11:15:30   阅读:211 
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它是火箭中应用最广泛使用量最大的基础产品,它叫——紧固件。近期,火箭院总体设计部研制出航天新一代高强铝合金紧固件轻质高强可靠性能高,可推动航天紧固件产品迎来全面升级换代。

火箭院总体设计部紧固件室副主任卢红立介绍,该系列紧固件是全球首型强度量级达600MPa级的高强铝合金紧固件产品,技术水平国际领先,能够全面替代型号仪器支架安装连接用碳钢类紧固件,自重更轻,减重效果超过60%,大幅提升了紧固件轻质化水平,做到了航天紧固件产品的“单项冠军”。

一枚火箭上有几十万个紧固件,虽然单个紧固件的自重可能看起来影响并不是很大,但几十万个紧固件的重量加起来,对于“体重”锱铢必较的火箭来说,也是不小的。因此,新一代高强铝合金紧固件的研发应用,对支撑航天型号轻质化发展有着重要意义。

     总体设计部副总师石玉红介绍,高强度并不是紧固件研制的终点,我们想让它既强且韧,除了在结构设计上进行优化,团队还建立了拉伸强度、屈服强度、断面收缩率、延伸率和冲击韧性的紧固件综合力学性能指标,规定了紧固件拉伸强度上下限,提升了新一代高强铝合金紧固件的韧性。所谓技多不压身,新一代高强铝合金紧固件针对紧固件常有的脆断、咬死、松动等痛点,也进行了逐一突破。

它还有许多闪光点

1  可实现紧固件重复安装,提高紧固件抗咬死能力和安装工艺性,也为后续火箭重复飞行提供了紧固可靠的保障。

2  设计了高强铝合金紧固件固体润滑技术,减少装配步骤,增强产品一致性。

3  创新结构设计,减少对操作空间和操作工装的需求,安装操作性更好。

研制这样的紧固件需要几步

航天紧固件的重要用途是将箭体各部位紧紧连接在一起,同时也要跟火箭一起在高温、高强度的环境下工作,因此,小小的它,可能不引人注目,但性能也要和火箭一样可靠安全。

2019年,总体设计部开展高强铝合金研制工作。研制团队经过4年多攻关,完成了百余项试验研究,实现了多项创新和突破,才“诞生”了这样的紧固件。

01  第一回合 选材选优

这是个既要又要还要的过程
单纯质量轻或者强度高的材料
都会被pass
无数轮配比论证
才求解出这一款
轻质+高强+高韧的优选材料配比

02  第二回合 摸索工艺

不同的生产工艺
会让材料呈现出来的性能完全不一
筛选出的材料配比
火里来水里去
冷镦、冲压、热处理……
一道道工序重重尝试之后
才得出适合的成型工艺

03  第三回合 试验考核

经历异常严苛的试验
可靠性、疲劳性、环境适应性……
一个螺栓至少经历20余项试验
每一项试验都超过数万次考核
每一回合都像是
在选拔优等生里的“尖子生”
层层通关后
才能算成功诞生

小小紧固件,紧固产品,连接未来。

目前,新一代紧固件产品已在航天型号上应用,并形成产品标准和产品体系,为我国航天紧固件自主创新、技术领先积蓄力量。下一步,火箭院还将探索具备智能化、信息化的紧固件,进一步提升我国以紧固件为代表的基础机电产品性能。

来源:中国运载火箭技术研究
 
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