GB∕T 43127-2023 航天產(chǎn)品結(jié)構(gòu)部件與組件通 用要求(正式版)_第1頁
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航天產(chǎn)品結(jié)構(gòu)部件與組件通用要求assemblies,NEQ)2023-09-07發(fā)布國家市場監(jiān)督管理總局前言 Ⅲ 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14符號和縮略語 5 56通用要求 67要求的驗證 8特殊結(jié)構(gòu)件要求 9文檔要求 10數(shù)據(jù)交換要求 附錄A(資料性)推薦的結(jié)構(gòu)設(shè)計最佳實踐 附錄B(資料性)組合載荷的安全裕度 附錄C(資料性)結(jié)構(gòu)安全系數(shù) 附錄D(資料性)設(shè)計要求驗證方法 IⅢGB/T43127—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由全國宇航技術(shù)及其應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC425)提出并歸口。材料及工藝研究所、廈門科鑫電子有限公司、成都航天凱特機(jī)電科技有限公司。1GB/T43127—2023航天產(chǎn)品結(jié)構(gòu)部件與組件通用要求本文件規(guī)定了航天產(chǎn)品結(jié)構(gòu)部件和組件的通用要求、要求的驗證、特殊結(jié)構(gòu)件要求、文檔要求和數(shù)據(jù)交換要求。本文件適用于航天產(chǎn)品結(jié)構(gòu)部件和組件(自適應(yīng)結(jié)構(gòu)、發(fā)動機(jī)、熱防護(hù)系統(tǒng)、地面設(shè)備除外)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T2900.99電工術(shù)語可信性GB/T32303航天結(jié)構(gòu)斷裂與損傷控制要求GB/T38036航天產(chǎn)品結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析要求GB/T40541航天金屬壓力容器結(jié)構(gòu)設(shè)計要求3術(shù)語和定義GB/T32303、GB/T38036、GB/T40541和GB/T2900.99界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本驗收試驗acceptancetest在飛行產(chǎn)品上實施的規(guī)定試驗,用以確定材料、制造過程和工藝符合要求,且產(chǎn)品符合預(yù)期使用自適應(yīng)結(jié)構(gòu)adaptivestructures包含傳感器、處理器和執(zhí)行器的自主結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。屈曲buckling載荷的微小增加可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)突然失穩(wěn)或有害變形的結(jié)構(gòu)失效模式。2災(zāi)難性故障catastrophicfailure對結(jié)構(gòu)或其他系統(tǒng)執(zhí)行預(yù)期功能產(chǎn)生不利影響的結(jié)構(gòu)變形、撓曲或位移。動態(tài)載荷dynamicload具有確定或隨機(jī)變化特性的時變載荷。失效安全結(jié)構(gòu)fail-safestructure載荷的結(jié)構(gòu)產(chǎn)品,重新分配的使用載荷的設(shè)計安全系數(shù)不小于1.0。代表整個飛行結(jié)構(gòu)或部分飛行結(jié)構(gòu),并具有典型載荷和邊界條件的全尺寸產(chǎn)品。在金屬組織中夾雜氫原子而導(dǎo)致金屬變脆的現(xiàn)象。人體振動humanvibration傳遞給宇航員或宇航員引起的振動。數(shù)或時間的系數(shù)。組合載荷工況combinedloadingcase使用壽命內(nèi),同一時刻作用在結(jié)構(gòu)上的機(jī)械載荷、溫度或其組合。3載荷譜loadingspectrum結(jié)構(gòu)在其壽命周期內(nèi)所有預(yù)期工作環(huán)境中承受的累積載荷量級及相關(guān)循環(huán)的表征。運(yùn)動機(jī)械組件movingmechanicalassembly;MMA用于控制航天器的一個機(jī)械零件相對于另一零件運(yùn)動的機(jī)械或機(jī)電設(shè)備??v向耦合振動pogovibration;POGO航天器軸向運(yùn)動與推進(jìn)系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)特性之間耦合導(dǎo)致的不穩(wěn)定現(xiàn)象。承壓部件pressurecomponent流體系統(tǒng)中除壓力容器外主要用來符合剛度要求、承受內(nèi)壓并符合密封要求的結(jié)構(gòu)部件。準(zhǔn)鑒定試驗protoqualificationtest采用準(zhǔn)鑒定策略時進(jìn)行的比驗收試驗更高的載荷量級和持續(xù)時間的試驗,試驗產(chǎn)品與飛行產(chǎn)品質(zhì)量一致,并采用與鑒定試驗相同的試驗類型和順序。瞬時幅值由概率分布函數(shù)確定的振動載荷或波動載荷,概率分布函數(shù)給出瞬時幅值在指定時間范圍內(nèi)的可能分布。殘余應(yīng)力residualstress由標(biāo)準(zhǔn)或用戶規(guī)定的最小機(jī)械強(qiáng)度值。結(jié)構(gòu)產(chǎn)品中,對載荷傳遞和整體剛度的貢獻(xiàn)可忽略不計的結(jié)構(gòu)。沖擊載荷shockload有明顯峰值的瞬態(tài)載荷,且載荷的持續(xù)時間遠(yuǎn)低于結(jié)構(gòu)特有的響應(yīng)時間。應(yīng)力斷裂壽命stress-rupturelife考慮應(yīng)力水平、作用時間以及相關(guān)環(huán)境的綜合影響,非金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)品保持結(jié)構(gòu)完整性的最短時間。4用于承受載荷或提供基準(zhǔn)的功能產(chǎn)品中的機(jī)械結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)產(chǎn)品structuralitem用來承受載荷,提供剛度、基準(zhǔn)或穩(wěn)定性,并為其他系統(tǒng)或分系統(tǒng)提供支撐或保護(hù)的結(jié)構(gòu)部件或注:空間飛行器結(jié)構(gòu)通常分為主結(jié)構(gòu)和次級結(jié)構(gòu)。靜態(tài)載荷staticload準(zhǔn)靜態(tài)載荷quasi-staticl注:準(zhǔn)靜態(tài)載荷的作用頻率低于被考慮部件的固有頻率,因此其對結(jié)構(gòu)的響應(yīng)相當(dāng)于靜態(tài)載荷。瞬態(tài)載荷transientload不發(fā)生斷裂或失穩(wěn)的情況下結(jié)構(gòu)能承受的最大載荷或最大應(yīng)力。由飛行剖面各個部分相關(guān)的高強(qiáng)度噪聲引起的環(huán)境。注:表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)承受的聲激勵和隨機(jī)振動。屈服載荷yieldload;YL在不發(fā)生有害變形的情況下結(jié)構(gòu)所能承受的最大載荷。注:用使用載荷乘以屈服設(shè)計安全系數(shù)來表示,對應(yīng)的應(yīng)力或應(yīng)變稱為屈服應(yīng)力或應(yīng)變。在不發(fā)生指定的永久變形或屈服的情況下結(jié)構(gòu)或材料可以承受的最大載荷或最大應(yīng)力。注:材料的屈服強(qiáng)度通常通過測量實際應(yīng)力-應(yīng)變圖與初始直線比例的延伸的偏離來確定屈服。規(guī)定值通常為偏移單位應(yīng)變0.002。5GB/T43127—20234符號和縮略語下列符號和縮略語適用于本文件。CAD:計算機(jī)輔助設(shè)計(ComputerAidedDesign)CAE:計算機(jī)輔助工程(ComputerAidedEngineering)CAM:計算機(jī)輔助制造(ComputerAidedManufacturing)COPV:復(fù)合材料壓力容器(CompositeOverwrappedPressureVessel)EMC;電磁兼容(ElectromagneticCompatibility)e-N:疲勞應(yīng)變壽命數(shù)據(jù)。FCI:斷裂關(guān)鍵件(FractureCriticalItem)FOS:安全系數(shù)(FactorOfSafety)FOSU:極限安全系數(shù)(FactorOfSafetyforUltimate)FOSY:屈服安全系數(shù)(FactorOfSafetyforYield)K:斷裂韌度(fracturetoughneLBB:泄漏先于爆破(Leak-Before-Burst)LCDA:發(fā)射裝置耦合動力分析(LauncherCoupledDynamicAnalysis)MEOP:最大預(yù)期工作壓力(MaximumExpectedOperatingPressure)M/OD:流星體和軌道碎片(MeteoroidandOrbitalDebris)MS:安全裕度(MarginofSafety)NDE:無損檢測(Non-DestructiveEvaluation/Examination)NDI:無損檢驗(Non-DestructiveInspection)S-N:疲勞應(yīng)力壽命數(shù)據(jù)(fatiguestress-lifedata)VDT:目測損傷臨界值(VisualDamageThreshold)5剪裁本文件的技術(shù)要求可根據(jù)工程項目的實際需求進(jìn)行調(diào)整,并應(yīng)與用戶達(dá)成一致。對于載人等級的項目可根據(jù)特定用途由用戶進(jìn)行調(diào)整。6通用要求翻新應(yīng)符合本章規(guī)定要求。為符合本文件規(guī)定的功能和性能要求,研制中根據(jù)附錄A給出的實踐對結(jié)構(gòu)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計。其中,組合載荷的計算方法見附錄B。6所有結(jié)構(gòu)產(chǎn)品應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度,以符合使用壽命期間設(shè)計載荷和運(yùn)行環(huán)境要求,不發(fā)生災(zāi)難性故障或坍塌。6.2.1.2.1所有結(jié)構(gòu)產(chǎn)品應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度,以滿足使用壽命期間屈服載荷和運(yùn)行環(huán)境條件,包括預(yù)期試驗不應(yīng)產(chǎn)生有害(過度或永久)變形、屈服、開裂、滑動或可能危及任務(wù)目標(biāo)的剛度損失。6.2.1.2.2對于功能要求(例如,無過度變形、間隙、滑動、剛度損失)的項目可用使用載荷代替屈服6.2.1.2.3對于金屬結(jié)構(gòu)組件,可存在不會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)或疲勞失效,且仍符合功能要求的局部a)系統(tǒng)功能降低;b)不能忽略的載荷變化。外部壓力時應(yīng)分析或測試其屈曲故障模式。6.2.2.4屈曲強(qiáng)度設(shè)計應(yīng)取設(shè)計載荷,但減輕屈曲的載荷分量應(yīng)取最小預(yù)期值。a)可逆的屈曲;b)引起的剛度變化和變形不影響結(jié)構(gòu)和功能要求。單一或組合載荷及相應(yīng)環(huán)境(如溫度)條件下,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度或屈曲計算安全裕度均應(yīng)不小于規(guī)定的6.2.4.1所有結(jié)構(gòu)產(chǎn)品應(yīng)具有足夠的剛度,避免使用壽命期間在預(yù)期試驗和運(yùn)行環(huán)境載荷作用下產(chǎn)生6.2.4.2所有結(jié)構(gòu)產(chǎn)品應(yīng)具有足夠的剛度,避免設(shè)計載荷作用下發(fā)生失穩(wěn)。累積的彈性、永久和熱變形不應(yīng)降低結(jié)構(gòu)承載能力或?qū)鈩犹匦援a(chǎn)生不利影響,且應(yīng)滿足以下條件:a)結(jié)構(gòu)設(shè)計符合規(guī)定載荷和邊界條件下的剛度要求;b)部件、組件和接口剛度符合結(jié)構(gòu)和功能要求。6.2.4.3剛度通常用最小固有頻率的要求值來表示。a)超出規(guī)定的包絡(luò);7GB/T43127—2023b)連接處的有害間隙(如密封面處);c)傳力路徑失效;d)與其他分系統(tǒng)(如姿態(tài)和軌道控制系統(tǒng))的動態(tài)耦合。6.2.5.1結(jié)構(gòu)固有頻率應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi),避免與主要激勵頻率(如運(yùn)載火箭的基頻)動態(tài)耦合。6.2.5.2航天器結(jié)構(gòu)不應(yīng)與運(yùn)載火箭控制系統(tǒng)耦合,結(jié)構(gòu)產(chǎn)品剛度應(yīng)達(dá)到最小剛度要求,以適應(yīng)瞬態(tài)動載荷環(huán)境。彎曲頻率應(yīng)在飛行控制系統(tǒng)規(guī)定范圍內(nèi)。6.2.5.3航天器不應(yīng)與發(fā)射、在軌運(yùn)行和著陸過程中載荷誘導(dǎo)的柔性模態(tài)動態(tài)耦合。無法避免時,應(yīng)通過分析或試驗?zāi)M,評估耦合引起的動態(tài)載荷。a)結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定性應(yīng)符合任務(wù)規(guī)定的系統(tǒng)要求和有效載荷要求;b)結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)確保不會因載荷(例如發(fā)射載荷、展開載荷、熱應(yīng)力、溫度、濕度、通風(fēng)和濕氣釋放)作用導(dǎo)致危害或降低任務(wù)目標(biāo)的對準(zhǔn)精度;c)材料選用宜考慮規(guī)定使用環(huán)境條件下材料的穩(wěn)定性。6.2.6.2航天結(jié)構(gòu)需在工作環(huán)境下長期保持穩(wěn)定性。6.2.7.1應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計的系統(tǒng)公差精度應(yīng)符合幾何接口要求。6.2.7.2為實現(xiàn)任務(wù)目標(biāo),角度和位置公差應(yīng)與裝配體的基準(zhǔn)或指向精度一致。6.2.7.3如果在組件級或航天器級上規(guī)定了對準(zhǔn)調(diào)整要求,則這些規(guī)定應(yīng)與測量或檢查對準(zhǔn)度所需的裝置(例如對準(zhǔn)基準(zhǔn)鏡)和程序一起列入機(jī)械設(shè)計中。6.2.8.2為達(dá)到規(guī)定的功能和結(jié)構(gòu)性能,材料選擇和設(shè)計時宜考慮所有任務(wù)階段,包括制造和貯存過程6.2.9.1在轉(zhuǎn)移軌道、在軌或安全模式下運(yùn)行包括空間粒子加熱的影響期間,應(yīng)防止由于熱載荷引起的結(jié)構(gòu)部件的有害變形。6.2.9.2應(yīng)減少引起航天器指向變化的熱變形。結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)符合包括連接件在內(nèi)的結(jié)構(gòu)零件的接口要求。應(yīng)評估粘接、焊接以及其他連接方式下的結(jié)構(gòu)完整性,包括失效模式間的潛在相互作用。應(yīng)符合設(shè)備和有效載荷對結(jié)構(gòu)提出的EMC要求。8GB/T43127—2023運(yùn)載火箭的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng):a)消除靜電;b)提供電磁防護(hù);c)提供轉(zhuǎn)移雷擊產(chǎn)生的電流的路徑,以免危害運(yùn)載火箭和有效載荷。置和慣性特性的數(shù)據(jù)進(jìn)行持續(xù)跟蹤記錄。所有非斷裂關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)件均應(yīng)具有足夠的疲勞壽命。除另有規(guī)定外,疲勞壽命至少為使用壽命的因未檢測到缺陷的增長引起結(jié)構(gòu)件失效可能帶來嚴(yán)重危害或?qū)е聻?zāi)難性后果時,應(yīng)對這些結(jié)構(gòu)件建立并實施相應(yīng)的斷裂控制計劃。斷裂控制計劃應(yīng)包含在設(shè)計和驗證過程中,并應(yīng)包括但不限于以下a)進(jìn)行結(jié)構(gòu)失效危害分析和篩查,以識別FCI;b)開展免除斷裂控制的結(jié)構(gòu)組件失效安全分析和試驗;c)制定NDE方案;d)開展金屬斷裂關(guān)鍵件的損傷容限壽命驗證;e)開展復(fù)合材料斷裂關(guān)鍵件的沖擊損傷容限驗證。認(rèn)定為失效安全的結(jié)構(gòu)部件、組件符合以下條件。a)分析或試驗驗證,由于結(jié)構(gòu)冗余,任意單個結(jié)構(gòu)件失效后,剩余的結(jié)構(gòu)具有不小于1.0倍的安全系數(shù)能承受重新分配的使用載荷,且不會導(dǎo)致使用性能的下降。宜把結(jié)構(gòu)件失效引起的動態(tài)載荷的變化考慮在內(nèi)。b)結(jié)構(gòu)件的失效不應(yīng)產(chǎn)生任何可能引起重大或災(zāi)難性后果的零件或碎片等飛濺物。c)應(yīng)證明,在考慮適當(dāng)壽命系數(shù)的使用壽命或檢查間隔內(nèi),不會有新的裂紋或其他缺陷生成導(dǎo)致失效發(fā)生。d)除規(guī)定的附屬件外,其他結(jié)構(gòu)件不要求失效安全設(shè)計,以免增加不必要的質(zhì)量。6.2.15.3損傷容限壽命(安全壽命)6.2.15.3.1每個FCI均應(yīng)具有足夠的損傷容限壽命(安全壽命)。對于金屬結(jié)構(gòu)件,要求斷裂關(guān)鍵件中可能存在的最大的未檢測到的裂紋(尺寸與所使用的NDI的檢驗?zāi)芰蜢`敏度一致)在一定的時間周期內(nèi)經(jīng)受周期性和持續(xù)性載荷作用后不會擴(kuò)展至結(jié)構(gòu)失效,這里的時間周期指使用壽命乘以規(guī)定的倍數(shù)。對于COPV以外的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件,宜考慮更廣泛的缺陷。屬于單點(diǎn)產(chǎn)品,且屬于斷裂關(guān)鍵件的96.2.15.3.2需要考慮的載荷包括6.2.15.3.3除另有規(guī)定外,損傷容限壽命(安全壽命)不小于使用壽命的4倍。用于可重復(fù)使用運(yùn)載器、多用途航天器或其他有效載荷,并要求進(jìn)行定期檢查的結(jié)構(gòu)件,其損傷容限壽命(安全壽命)應(yīng)不小于檢查間隔的4倍。6.2.15.3.4詳細(xì)的損傷容限要求應(yīng)由用戶規(guī)定,用戶未規(guī)定時可根據(jù)實際需要按照GB/T32303的要求執(zhí)行。其他要求按照GB/T32303執(zhí)行,用戶另有規(guī)定的除外。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件受到預(yù)期沖擊后的剩余強(qiáng)度應(yīng)不低于要求值。對于COPV,在經(jīng)受系統(tǒng)威脅分析能量水平或VDT水平中的較小者沖擊后,剩余強(qiáng)度應(yīng)不低于設(shè)計載荷要求。詳細(xì)的損傷容限要求應(yīng)由任務(wù)提出方規(guī)定,可根據(jù)實際需求按照GB/T32303的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。COPV的沖擊損傷容限要求復(fù)合材料和其他非金屬結(jié)構(gòu)件使用壽命設(shè)計宜考慮其承受的持續(xù)性載荷。這些結(jié)構(gòu)的使用壽命設(shè)計應(yīng)滿足基于應(yīng)力斷裂數(shù)據(jù)不會出現(xiàn)應(yīng)力斷裂失效模式,與災(zāi)難性故障相關(guān)的生存概率應(yīng)不小于宜考慮使用壽命內(nèi)以下因素對結(jié)構(gòu)產(chǎn)品性能的影響:a)腐蝕性或不相容的環(huán)境;b)電化學(xué)腐蝕;c)應(yīng)力腐蝕開裂。結(jié)構(gòu)材料和工藝選擇宜考慮放氣對結(jié)構(gòu)產(chǎn)品及其周圍元器件或系統(tǒng)的影響。撞擊。材料和M/OD防護(hù)系統(tǒng)的選取和設(shè)計宜考慮生存概率的要求。6.2.20.2生存概率與航天器受到撞擊的概率、臨界碎片的大小以及材料對超高速撞擊的響應(yīng)相關(guān);需確定M/OD的大小和特性、以及碰撞概率的計算方法。6.2.20.3航天器結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的設(shè)計應(yīng)限制在其飛行任務(wù)周期內(nèi)由于結(jié)構(gòu)件解體所產(chǎn)生的碎片數(shù)量。6.3材料要求結(jié)構(gòu)件中的所有材料,在選用、評估和性能表征時,宜考慮室溫以及任務(wù)使用壽命內(nèi)預(yù)期工作溫度下的機(jī)械性能。機(jī)械性能應(yīng)包括但不限于剛度、強(qiáng)度許用值、疲勞數(shù)據(jù)、斷裂韌性和裂紋擴(kuò)展數(shù)據(jù)。當(dāng)金屬結(jié)構(gòu)的材料選用應(yīng)基于材料手冊或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的材料強(qiáng)度、物理特性以及與系統(tǒng)要求相一致的6.3.2.2.1宜考慮材料加工、制造方法、制造操作、檢修程序和工藝以及其他材料加工及檢修過程中影6.3.2.2.2沒有適用的數(shù)據(jù)時,應(yīng)通過持續(xù)加載斷裂試驗來評估易受應(yīng)力腐蝕開裂或氫脆等機(jī)理影響的金屬材料性能。6.3.2.3.1應(yīng)充分表征金屬材料的機(jī)械性能許用值,可靠和高置信度地預(yù)測金屬結(jié)構(gòu)在預(yù)期工作環(huán)境中的性能,可從標(biāo)準(zhǔn)文件或手冊中獲得這些性能數(shù)據(jù)。6.3.2.3.2無材料性能數(shù)據(jù)時,應(yīng)通過測試對其進(jìn)行表征。應(yīng)使用統(tǒng)一的測試程序確定材料的強(qiáng)度和斷裂性能。測試程序應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。測試使用的試樣和程序應(yīng)為預(yù)期應(yīng)用提供有效的測試數(shù)據(jù)。6.3.2.3.3應(yīng)對斷裂關(guān)鍵件進(jìn)行充分測試,以得到有用的斷裂韌性、疲勞和裂紋擴(kuò)展速率數(shù)據(jù)。測試數(shù)品符合強(qiáng)度、疲勞壽命和損傷容限壽命(安全壽命)要求。應(yīng)使用B-基準(zhǔn)值。如未建立所需統(tǒng)計級別的數(shù)據(jù),可進(jìn)行有限數(shù)據(jù)采集測試,建立并采用S-基準(zhǔn)值。6.3.3玻璃和陶瓷材料6.3.3.1.1玻璃和陶瓷材料由于延展性能低會導(dǎo)致低應(yīng)力破壞。由于內(nèi)部缺陷或表面缺陷的不同會導(dǎo)致材料性能分散性較大。由于缺陷的性質(zhì)不同,在相同的外部加載條件下其失效響應(yīng)也不同。由于缺陷的隨機(jī)分布,復(fù)雜結(jié)構(gòu)可能在任何位置引發(fā)失效,而不僅是在承受最大應(yīng)力處或結(jié)構(gòu)強(qiáng)度最弱處。6.3.3.1.2宜考慮材料加工、制造方法、生產(chǎn)工藝和過程、檢修程序以及其他材料加工及檢修過程中影響材料性能的因素,對選用的玻璃和陶瓷材料進(jìn)行評估。6.3.3.1.3沒有適用的數(shù)據(jù)時,應(yīng)通過應(yīng)力斷裂或循環(huán)疲勞試驗來對易隨時間變化或循環(huán)(溫度或應(yīng)力)次數(shù)變化破壞的玻璃和陶瓷材料進(jìn)行評估。6.3.3.2.1應(yīng)充分表征玻璃和陶瓷材料的機(jī)械性能和熱性能,可靠和高置信度地預(yù)測結(jié)構(gòu)在穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)條件下的工作應(yīng)力和溫度。還應(yīng)表征用于預(yù)測生存概率的威布爾分布、緩慢裂紋擴(kuò)展和循環(huán)疲勞參數(shù)??蓮臉?biāo)準(zhǔn)文件或手冊中獲得這些性能數(shù)據(jù)。GB/T43127—20236.3.3.2.2無材料性能數(shù)據(jù)時,應(yīng)通過測試對其進(jìn)行表征。測試程序應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。如果無標(biāo)準(zhǔn)可玻璃和陶瓷材料的強(qiáng)度許用值應(yīng)以統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),并符合設(shè)計使用應(yīng)力許用值、結(jié)構(gòu)失效概率、可靠性要求。未對結(jié)構(gòu)分配可靠性指標(biāo)時,失效概率應(yīng)不大于1×10-°。6.3.4.1.1復(fù)合纖維增強(qiáng)材料的強(qiáng)度和剛度是纖維性能、基體性能、纖維含量和纖維方向以及復(fù)合材料制造工藝的共同結(jié)果。復(fù)合材料的性能由纖維和基體共同決定。通過將纖維鋪放在不同的方向上,材料特性可從高度各向異性到準(zhǔn)各向同性范圍內(nèi)變化。6.3.4.1.2復(fù)合材料的選用宜考慮環(huán)境相容性、材料強(qiáng)度和模量、應(yīng)力斷裂和放氣性能。制造配置、溫度和濕度、載荷譜以及其他影響材料強(qiáng)度、剛度和尺寸穩(wěn)定性等因素都應(yīng)包括在復(fù)合材料選用準(zhǔn)則中。素(包括制備中的強(qiáng)度和剛度)對選用的復(fù)合材料進(jìn)行評估。6.3.4.3.1復(fù)合材料應(yīng)充分表征所有關(guān)鍵失效模式和預(yù)期環(huán)境條件下的強(qiáng)度和其他力學(xué)性能,可從標(biāo)準(zhǔn)文件或手冊中獲得這些性能數(shù)據(jù)。6.3.4.3.2應(yīng)采用能代表結(jié)構(gòu)產(chǎn)品幾何形狀、鋪層和生產(chǎn)工藝的樣件來測試確定所需的材料性能。確定材料性能和破壞模式時,宜考慮層合復(fù)合材料零件的各向異性。樣件和測試程序應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)化的測6.3.4.4.1復(fù)合材料的強(qiáng)度許用值可通過試樣、縮比件或全尺寸件測試確定。當(dāng)使用縮比件和試樣數(shù)據(jù)時,應(yīng)與全尺寸件的數(shù)據(jù)之間建立相關(guān)性。6.3.4.4.2應(yīng)使用B-基準(zhǔn)許用值。經(jīng)用戶認(rèn)可,次級結(jié)構(gòu)可使用S-基準(zhǔn)許用值。6.3.4.4.3應(yīng)開展設(shè)計研制試驗評估材料和連接特性。試驗應(yīng)從試樣測試、縮比件測試到全尺寸件的測試。6.3.4.4.4對于每種預(yù)期的失效模式,試樣或測試件應(yīng)從與全尺寸結(jié)構(gòu)相似幾何形狀和相同的制造工定強(qiáng)度/溫度與強(qiáng)度/濕度之間的關(guān)系。通過從試樣、縮比件到全尺寸件的逐級測試,確定全尺寸件強(qiáng)度的允許范圍。GB/T43127—2023及應(yīng)用指定的應(yīng)力-斷裂特性進(jìn)行選擇。選擇聚合材料宜考慮制造過程、溫度和濕度、載荷譜以及其他宜考慮材料加工、操作和工藝、操作環(huán)境、使用壽命以及其他影響材料強(qiáng)度、剛度和尺寸公差的因應(yīng)根據(jù)預(yù)期的構(gòu)型和工作環(huán)境對聚合物材料的性能進(jìn)行表征。應(yīng)采用結(jié)構(gòu)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中,代表制造工藝的樣件測試確定所需的材料性能。樣件和測試程序應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)化的測試方法,以提供有效的測試數(shù)據(jù)。6.3.5.4.2聚合材料的強(qiáng)度許用值可通過試樣、縮比件或全尺寸件的測試來確定。當(dāng)使用縮比件和試樣數(shù)據(jù)時,應(yīng)與全尺寸件的數(shù)據(jù)之間建立相關(guān)性。6.3.5.4.3應(yīng)使用B-基準(zhǔn)許用值。如未建立所膠接結(jié)構(gòu)中膠接材料的所有設(shè)計允許值應(yīng)與用戶達(dá)成一致。6.4制造及過程控制要求生產(chǎn)過程應(yīng)確保所有結(jié)構(gòu)部件和組件的制造符合質(zhì)量、可靠性和重復(fù)使用的要求。航天結(jié)構(gòu)的制造包括:b)在工廠結(jié)構(gòu)部件和組件的裝配;c)在工廠或發(fā)射場結(jié)構(gòu)分系統(tǒng)的裝配。6.4.2.1結(jié)構(gòu)產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)具有良好的制造工藝性。每個結(jié)構(gòu)產(chǎn)品制造工藝均應(yīng)受控并形成文件,人員需持證上崗。材料加工和制造過程中,制造、維修工藝和流程應(yīng)經(jīng)驗證,防止造成產(chǎn)品損壞或材料性能6.4.2.2斷裂關(guān)鍵結(jié)構(gòu)制造后,其斷裂韌性、疲勞裂紋擴(kuò)展率、機(jī)械和物理性能應(yīng)在設(shè)計要求范圍內(nèi)。應(yīng)在圖樣、工藝規(guī)程中規(guī)定斷裂控制要求和流程,應(yīng)制定、使用詳細(xì)的工藝規(guī)程和控制措施執(zhí)行斷裂控制要求。6.4.2.3復(fù)合材料結(jié)構(gòu),應(yīng)進(jìn)行抽樣檢測和制造過程檢查,以證明正式產(chǎn)品性能符合設(shè)計要求。6.4.2.4應(yīng)進(jìn)行材料性能拉偏試驗,確保材料性能的一致性和可靠性。制造過程應(yīng)控制或消除禁限用6.4.2.5應(yīng)制定檢查計劃,識別驗證所必需的所有關(guān)鍵過程參數(shù)。在制造過程中,應(yīng)進(jìn)行過程控制來驗證關(guān)鍵工藝參數(shù)及其可接受程度。所選的制造工藝應(yīng)經(jīng)過驗證,并應(yīng)成熟可靠且可重復(fù)實現(xiàn)。如果采用新工藝,則應(yīng)開展工藝試待開展的制造工作包括:a)評估和測試用的樣件;b)用于驗證制造工藝和過程、測試和評估或完整結(jié)構(gòu)件;c)飛行產(chǎn)品,供使用的部件和結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖樣和制造過程按需建立制造圖樣。制造圖樣宜考慮質(zhì)量控制要求、制造工藝和制造步驟。a)制造使用的材料;b)制造過程所需的熱條件;c)零件幾何形狀;d)零件批次。研制過程中,應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工程評價考慮部件制造要求。評估設(shè)計競爭性時宜考慮部件制造技術(shù)。所有部件的制造均應(yīng)符合產(chǎn)品質(zhì)量保證要求。6.4.4.1裝配包括部件裝配和組件裝配。部件裝配是將各個部件連接在一起以形成結(jié)構(gòu)組件。組件裝配是不同組件之間的連接,如發(fā)射臺組裝、運(yùn)載火箭及有效載荷的對接。a)零件和材料明細(xì)。b)檢查和測試文件。1)裝配準(zhǔn)備要求;2)裝配設(shè)備要求;3)零件和材料;4)預(yù)緊力要求(螺栓力矩,箍帶拉力等);5)裝配方法;6)清理要求。6.4.4.3重要的裝配操作應(yīng)有檢查和測試環(huán)節(jié)。應(yīng)按照6.9.2和6.9.3的要求,建立基于產(chǎn)品和工程要求的質(zhì)量保證要求和檢驗方案,以確保有效開展了必要的無損檢測和驗收試驗。質(zhì)量保證要求或流程應(yīng)確保產(chǎn)品在材料加工、制造、檢驗、驗收試測、評估和修復(fù)。所有結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的質(zhì)量保證數(shù)據(jù)應(yīng)在整個使用壽命中予以保留。質(zhì)量保證方案中應(yīng)至少包括檢驗要求、驗收試驗要求并有可追溯性,6.5.2和6.5.3規(guī)定了詳細(xì)要求。檢驗程序應(yīng)與斷裂控制和沖擊損傷分析相關(guān)聯(lián)。產(chǎn)品制造前應(yīng)制定檢驗計劃。計劃應(yīng)規(guī)定適當(dāng)?shù)臋z驗點(diǎn)和在整個制造過程的檢驗技術(shù),應(yīng)涵蓋原計關(guān)鍵參數(shù)的驗證上。宜考慮材料特性、制造工藝、設(shè)計理念、是否存在腐蝕(如點(diǎn)蝕和縫隙裂紋)以及缺陷檢查的可實施性。對于金屬斷裂關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件,所選的檢驗方法應(yīng)能夠確定裂紋或類似裂紋缺陷的大小、幾何形狀、位置和方向。視情況采用著色、磁力探傷、渦流、射線和超聲波等檢查方法來檢測裂紋。所使用的NDE技術(shù)在95%的置信水平下,至少應(yīng)具有90%的檢測概率。復(fù)合材料的檢測應(yīng)結(jié)合適當(dāng)?shù)淖钚驴梢暬疦DE技術(shù)進(jìn)行。應(yīng)檢查材料是否存在缺陷,例如纖維的均勻性。必要時,應(yīng)使用光學(xué)放大或溶劑擦拭方法(即用于檢測裂紋或分層)來加強(qiáng)檢查。同時應(yīng)采用已被驗證的NDE技術(shù),如超聲、紅外、熱成像、電子計算機(jī)斷層掃描和剪切成像等識別和表征關(guān)鍵缺陷。應(yīng)用前應(yīng)確認(rèn)用于檢測和表征關(guān)鍵缺陷的NDE方法的準(zhǔn)確性和精度。NDE應(yīng)按照適用的已發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行??芍貜?fù)使用運(yùn)載火箭和有效載荷的結(jié)構(gòu)產(chǎn)品,基于檢查間隔進(jìn)行損傷容限檢驗時,應(yīng)進(jìn)行分解結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的檢驗數(shù)據(jù)應(yīng)在整個使用壽命中保留。應(yīng)定期審查和評估檢驗數(shù)據(jù),以評估檢驗程序、設(shè)備、人員、材料特性、制造工藝、設(shè)計方案和結(jié)構(gòu)的變化趨勢和異常情況。評估結(jié)果應(yīng)是采取任何必要糾正措施的基礎(chǔ)。當(dāng)在超出最惡劣工況的設(shè)計環(huán)境溫度和濕度條件下進(jìn)行驗收試驗時,宜考慮試驗條件下材料特性的變化。驗收試驗方案應(yīng)模擬結(jié)構(gòu)界面,以模擬發(fā)射和飛行的外部載荷分布。6.6.1應(yīng)確保設(shè)計和研制過程可追溯。應(yīng)在項目初期確定項目過程中要交付的所有材料清單(例如硬件、軟件、模型和文檔)。文檔編制要求符合第9章。6.7.2.1結(jié)構(gòu)產(chǎn)品運(yùn)輸時,其包裝應(yīng)能防止物理或環(huán)境因素造成的損害。這些因素包括:暴露在不利的環(huán)境條件下(例如極端溫度、濕度、水和長時間暴露在陽光下等),運(yùn)輸過程中的撞擊、振動和沖擊等。6.7.2.2應(yīng)記錄對結(jié)構(gòu)產(chǎn)品完整性構(gòu)成威脅的關(guān)鍵環(huán)境和運(yùn)輸條件,例如極端溫度、過度振動或沖擊載荷。記錄的特性(即時間與幅值)和參數(shù)應(yīng)與運(yùn)輸方法的評估以及這些運(yùn)輸參數(shù)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的影響后果相一致。6.7.2.3應(yīng)保存記載運(yùn)輸事項、使用的包裝、運(yùn)輸方法、負(fù)責(zé)運(yùn)輸?shù)娜藛T或公司、裝運(yùn)和收貨日期的記錄。應(yīng)記錄并評估所有異常事件或觀察結(jié)果對結(jié)構(gòu)產(chǎn)品完整性的影響。6.7.3.1存放結(jié)構(gòu)產(chǎn)品時不應(yīng)遭受惡劣環(huán)境(例如溫度、濕度等)的影響。此外,不應(yīng)遭到損壞(例如磨6.7.3.2應(yīng)按照貯存條件進(jìn)行貯存。6.7.3.3應(yīng)按照具體程序?qū)形kU物質(zhì)或有特定貯存要求的物品進(jìn)行標(biāo)記,以避免對人員或設(shè)備造成危害。6.7.3.4飛行前無法檢查和貯存過程中不確定結(jié)構(gòu)老化的零件或組件,應(yīng)將樣件(或旁證樣本)與正式產(chǎn)品一并貯存。6.8服役要求應(yīng)在發(fā)射前進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)的地面檢查,可重復(fù)使用結(jié)構(gòu)返回后應(yīng)進(jìn)行地面檢查。6.8.2.1應(yīng)開展在軌檢查,以確保結(jié)構(gòu)在使用過程中的安全6.8.2.2為連續(xù)監(jiān)測長期部署結(jié)構(gòu),對接近受限或者對結(jié)構(gòu)完整性和安全性至關(guān)重要的區(qū)域應(yīng)開發(fā)機(jī)內(nèi)自檢測系統(tǒng)。損傷發(fā)生時,自檢系統(tǒng)應(yīng)能識別損傷區(qū)域。6.8.2.3如果發(fā)現(xiàn)損傷,應(yīng)使用與用戶達(dá)成協(xié)議的其他技術(shù)來調(diào)查局部損傷的位置。6.8.3.1當(dāng)缺陷或損傷區(qū)域定位后,應(yīng)評估其在操作和安全方面的重要性,并確定缺陷的大小、位置和潛在的擴(kuò)散速率。a)運(yùn)行條件(載荷和環(huán)境);b)維修計劃;c)設(shè)計結(jié)構(gòu)要求;d)結(jié)構(gòu)使用壽命。a)檢驗方法;b)結(jié)果記錄;c)損傷類別;e)服役歷史記錄文件匯編。6.9.1.2維修計劃應(yīng)在設(shè)計過程中確定,并應(yīng)規(guī)定所有操作執(zhí)行的程序。預(yù)防性維修包括更換接近規(guī)定使用壽命的零件,根據(jù)需要重新涂漆和充分潤滑相關(guān)活動零件。按下列零件分類來執(zhí)行預(yù)防性維修:a)對結(jié)構(gòu)安全和功能至關(guān)重要的零件;b)確認(rèn)為使用壽命低的零件;c)經(jīng)受高溫或低溫使用的零件;d)經(jīng)受磨損的運(yùn)動部件;f)經(jīng)受正常磨損的表面。6.9.3.1糾正性維修包括更換、維修因事故或超出預(yù)期退化率而損壞的零件和組件。6.9.3.2根據(jù)損壞或退化嚴(yán)重程度,應(yīng)規(guī)定在軌和地面狀態(tài)下采取何種維修程序。6.9.3.3決定對損壞零件修理還是更換,至少應(yīng)根據(jù)以下因素進(jìn)行評估:GB/T43127—2023a)所遭受的損壞;b)維修的可能性(即通過已知和證明的技術(shù),在剩余設(shè)計使用壽命內(nèi)恢復(fù)設(shè)計的機(jī)械和環(huán)境性能);c)更換能力;d)剩余使用壽命。6.10修補(bǔ)和翻新要求6.10.1檢查顯示結(jié)構(gòu)損壞或缺陷超過許用水平,不合格產(chǎn)品應(yīng)由不合格品審理委員會進(jìn)行評估。所有修補(bǔ)和翻新均應(yīng)使用批準(zhǔn)的維修程序。所有修補(bǔ)或翻新的產(chǎn)品每次修補(bǔ)或翻新后,均應(yīng)按照新產(chǎn)品的測試程序重新進(jìn)行驗證,確認(rèn)結(jié)構(gòu)完整性并確定繼續(xù)使用的適用性。6.10.2應(yīng)特別關(guān)注和驗證結(jié)構(gòu)件修補(bǔ)部分和未修補(bǔ)部分之間的邊界區(qū)域,因為該邊界區(qū)域可能成為結(jié)構(gòu)的最薄弱區(qū)域(由于剛度突變和局部幾何尺寸干擾可能導(dǎo)致不利的載荷傳遞)。6.10.3考慮到局部變化對安全裕度的影響,應(yīng)重新分析修補(bǔ)產(chǎn)品的內(nèi)部載荷傳遞。6.10.4修補(bǔ)和翻新流程考慮以下事項。a)規(guī)定地面和在軌修補(bǔ)流程。b)所有修補(bǔ)流程宜考慮以下因素:1)結(jié)構(gòu)分類;2)損傷類別;3)由力學(xué)和環(huán)境試驗項目支持的維修程序;4)損傷零件的可達(dá)性(例如一側(cè)或兩側(cè));5)設(shè)備可用性等修補(bǔ)條件(例如修補(bǔ)材料和服務(wù),以及人員資質(zhì))。c)在軌修補(bǔ)流程還宜考慮以下因素:1)艙外活動的要求;2)材料運(yùn)到太空的可能性(例如膠粘劑、有害清潔劑、化學(xué)制劑的穩(wěn)定性和放氣性能);3)表面預(yù)處理或損傷清除(例如合適手動工具的可能性、灰塵和污染物的控制、避免空間碎片的產(chǎn)生);4)修補(bǔ)難點(diǎn)。d)所有修補(bǔ)流程的應(yīng)用模式和環(huán)境均應(yīng)經(jīng)過充分驗證。7要求的驗證7.1通則本章規(guī)定了驗證符合第6章要求的一般方法,飛行產(chǎn)品驗收試驗要求,以及新設(shè)計產(chǎn)品的鑒定試驗7.2設(shè)計要求驗證符合6.2規(guī)定設(shè)計要求的驗證方法匯總在表1所示的驗證矩陣中。7.2.2~7.2.21明確了詳細(xì)要求。驗證方法可采用分析、試驗或兩者的適當(dāng)組合。相似性驗證可用于繼承性結(jié)構(gòu)設(shè)計,這種方法應(yīng)根據(jù)具體情況使用,未在表1中列出。表1設(shè)計要求驗證矩陣要求條條標(biāo)題驗證方法驗證條6.2.1靜強(qiáng)度分析和試驗7.2.26.2.2屈曲強(qiáng)度分析和試驗7.2.36.2.3安全裕度分析和試驗7.2.46.2.4剛度分析和試驗7.2.56.2.5動態(tài)特性分析和試驗7.2.66.2.6尺寸穩(wěn)定性分析和試驗7.2.76.2.7公差與基準(zhǔn)分析和試驗7.2.86.2.8熱分析和試驗7.2.96.2.9熱變形分析7.2.106.2.10接口要求分析和/或試驗7.2.116.2.11EMC試驗7.2.126.2.12雷電防護(hù)分析和試驗7.2.136.2.13質(zhì)量和慣性特性分析和試驗7.2.146.2.14疲勞壽命分析和/或試驗7.2.156.2.15.2失效安全分析和/或試驗7.2.16.16.2.15.3損傷容限壽命(安全壽命)分析和試驗7.2.16.26.2.16沖擊損傷試驗7.2.176.2.17應(yīng)力斷裂壽命分析和試驗7.2.186.2.18腐蝕與應(yīng)力腐蝕分析7.2.196.2.19放氣分析和試驗7.2.206.2.20分析和試驗7.2.21結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的靜強(qiáng)度應(yīng)通過結(jié)構(gòu)分析和試驗,考慮機(jī)械載荷、溫度及其梯度等環(huán)境進(jìn)行驗證。僅當(dāng)符合7.2.2.4規(guī)定的條件時才可只通過分析驗證。7.2.2.2.1應(yīng)對所有載荷和環(huán)境進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力分析,以確定臨界載荷(力、應(yīng)力/應(yīng)變)。最大應(yīng)力和相應(yīng)MS的確定應(yīng)符合GB/T38036規(guī)定的要求。計算內(nèi)載荷時,應(yīng)視情況考慮變形、溫度和幾何非線性的影響。飛行條件下的結(jié)構(gòu)分析應(yīng)采用試驗修正后的分析模型。7.2.2.2.2層合復(fù)合材料結(jié)構(gòu)應(yīng)分析施加載荷和環(huán)境作用下的逐層應(yīng)力(應(yīng)變)響應(yīng),以確定各種破壞GB/T43127—2023模式的最小安全裕度,如纖維斷裂、面內(nèi)剪切破壞和分層等。應(yīng)使用7.4規(guī)定的鑒定試驗結(jié)果驗證強(qiáng)度和剛度是否符合要求。滿足下列條件并經(jīng)用戶認(rèn)可后,才可通過分析驗證結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的靜強(qiáng)度:a)金屬產(chǎn)品或非金屬次級結(jié)構(gòu);b)結(jié)構(gòu)簡單,具有易確定的傳力路徑(如靜定結(jié)構(gòu))和明確的破壞模式,已對所有臨界載荷條件進(jìn)行了全面分析,且載荷計算置信度高;c)結(jié)構(gòu)總體構(gòu)型、設(shè)計細(xì)節(jié)和臨界載荷條件已有成功試驗驗證的相似結(jié)構(gòu),且分析預(yù)測結(jié)果與試驗結(jié)果相關(guān)性好;d)難分析的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)研制或部件試驗已成功完成,且已證明分析模型與試驗結(jié)果具有良好的相關(guān)性。7.2.3.1.1屈曲強(qiáng)度的評估宜考慮主應(yīng)力和次應(yīng)力的共同作用及其對整體穩(wěn)定、局部或面板不穩(wěn)定、破壞和蠕變的影響。7.2.3.1.2屈曲分析模型應(yīng)采用結(jié)構(gòu)最小規(guī)格尺寸和相鄰結(jié)構(gòu)的剛度邊界作用。7.2.3.1.3應(yīng)視情況采用線性屈曲或非線性分析程序預(yù)測結(jié)構(gòu)失穩(wěn)載荷,對系統(tǒng)可接受的完全彈性可7.2.3.1.4屈曲分析結(jié)果宜考慮結(jié)構(gòu)的缺陷和幾何形貌偏差的影響,屈曲強(qiáng)度為預(yù)測的屈曲載荷乘以適當(dāng)?shù)恼蹨p系數(shù)。7.2.3.1.5折減系數(shù)宜考慮結(jié)構(gòu)缺陷、幾何形貌偏差和結(jié)構(gòu)產(chǎn)品構(gòu)型,基于屈曲強(qiáng)度下限值,根據(jù)試驗數(shù)據(jù)或經(jīng)驗確定。注:幾何偏差是指與標(biāo)稱形狀的任何偏差,包括裝配公差的影響。屈曲強(qiáng)度可通過屈曲試驗方法驗證。試驗件應(yīng)按照6.4.3中規(guī)定的要求裝配后進(jìn)行試驗。滿足以下任一條件時,主結(jié)構(gòu)的研制試驗宜考慮壓縮、剪切和外壓載荷作用:a)結(jié)構(gòu)構(gòu)型為形狀復(fù)雜的殼體;b)可能存在多種失效模式的耦合;c)無理論或試驗相關(guān)系數(shù)。7.2.4.1MS應(yīng)采用基于材料許用值的適當(dāng)統(tǒng)計分析確定。必要時,應(yīng)通過試驗數(shù)據(jù)驗證分析結(jié)果。7.2.4.2MS確定選用的安全系數(shù)應(yīng)由用戶預(yù)先確定。附錄C給出了不同國家和地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的安全7.2.4.3根據(jù)以往經(jīng)驗或試驗數(shù)據(jù),以下特殊情況宜考慮附加設(shè)計系數(shù):a)涉及人員安全的儲能結(jié)構(gòu)產(chǎn)品;c)復(fù)雜的接頭和連接件;d)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的不連續(xù)位置。7.2.4.4可重復(fù)使用結(jié)構(gòu)產(chǎn)品MS計算,宜考慮使用壽命期間材料性能的下降。應(yīng)進(jìn)行剛度分析以驗證結(jié)構(gòu)對準(zhǔn)靜態(tài)載荷的響應(yīng)。分析應(yīng)確定在典型施加載荷和邊界條件下的位移和內(nèi)力。需要時,應(yīng)在最大預(yù)期載荷條件下進(jìn)行結(jié)構(gòu)試驗,以確定結(jié)構(gòu)剛度和其他響應(yīng),包括位移和結(jié)構(gòu)內(nèi)部載荷分布。動、級間分離、再入和著陸。應(yīng)開發(fā)結(jié)構(gòu)動力學(xué)數(shù)學(xué)模型和相關(guān)的載荷轉(zhuǎn)換矩陣以支持載荷分析。動力學(xué)分析中使用的模型應(yīng)通過動特性參數(shù)(固有頻率和振型)以及相關(guān)有效質(zhì)量和阻尼的表征來表示結(jié)構(gòu)組件。隨著項目成熟和地面試驗和飛行試驗數(shù)據(jù)的積累,需要更新動態(tài)模型以反映設(shè)計和載荷環(huán)境的7.2.6.1.2星箭耦合分析應(yīng)在航天器和運(yùn)載火箭的一體化模型上進(jìn)行,以驗證頻率要求并確定相關(guān)的模態(tài)特征,包括固有頻率和振型。7.2.6.1.3載荷分析應(yīng)足夠詳細(xì)地提供結(jié)構(gòu)加速度、內(nèi)部構(gòu)件載荷和應(yīng)力、撓度和轉(zhuǎn)角以及各個組件上的界面力,以驗證結(jié)構(gòu)的完整性。分析應(yīng)提供在指定位置達(dá)到一定概率水平的加速度、速度和位移。除用戶另行規(guī)定外,可使用90%置信度下99.7%的概率。7.2.6.1.4應(yīng)進(jìn)行載荷分析驗證,采用通過模態(tài)測量和其他適用試驗驗證的結(jié)構(gòu)動力學(xué)模型和力函數(shù)提出最終載荷。當(dāng)用戶有規(guī)定時,這些分析,包括分析方法,應(yīng)由獨(dú)立機(jī)構(gòu)進(jìn)行驗證。7.2.6.1.5無論頻域還是時域激勵,應(yīng)使用動態(tài)響應(yīng)分析來驗證因其(例如,通過機(jī)械接口的力或運(yùn)動輸入、日食過渡的熱輸入、旋轉(zhuǎn)離心力及其可能的組合)引起的結(jié)構(gòu)響應(yīng),具體取決于載荷的定義和指定7.2.6.1.6應(yīng)進(jìn)行耦合載荷分析,以驗證由結(jié)構(gòu)組件動態(tài)行為引起的載荷。包括:a)耦合分析應(yīng)用的數(shù)學(xué)模型應(yīng)通過動力學(xué)參數(shù)來表征結(jié)構(gòu)組件,即固有頻率、振型、相關(guān)的廣義b)對如多層絕緣或小型設(shè)備之類,可以證明其模態(tài)不會顯著影響整體動力學(xué)行為的結(jié)構(gòu),不必以較小的有效質(zhì)量來表征固有頻率。應(yīng)進(jìn)行模態(tài)分析,以驗證結(jié)構(gòu)是否符合固有頻率要求,并確定相關(guān)的模態(tài)特性(例如固有頻率、模態(tài)a)宜考慮預(yù)應(yīng)力和旋轉(zhuǎn)效應(yīng);b)對于大型輕型結(jié)構(gòu)(例如太陽能電池板、天線反射器),必要時宜考慮周圍空氣的影響。應(yīng)進(jìn)行飛行結(jié)構(gòu)模態(tài)試驗,以驗證如航天器、上面級和整流罩之類動態(tài)復(fù)雜結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型。模態(tài)試驗要求如下。a)試驗中所有重要設(shè)備組件均應(yīng)具有準(zhǔn)確的動力學(xué)表示。b)應(yīng)測量運(yùn)載火箭用戶規(guī)定的載荷分析所需范圍內(nèi)的,所有重要的振動模態(tài)、振型、頻率以及相關(guān)的阻尼。c)模態(tài)相關(guān)要求應(yīng)由用戶規(guī)定。當(dāng)用戶有要求時,模態(tài)測量試驗結(jié)果應(yīng)由驗證分析模型的獨(dú)立機(jī)構(gòu)認(rèn)證。應(yīng)使用運(yùn)載火箭的環(huán)境進(jìn)行振動、聲學(xué)和沖擊分析和測量,以驗證有效載荷艙/保護(hù)罩或外部航天器位置的聲壓頻譜和總聲壓級。分析要求如下:a)振動聲載荷分析應(yīng)足夠詳細(xì)地提供結(jié)構(gòu)加速度、內(nèi)部構(gòu)件載荷和應(yīng)力、撓度和轉(zhuǎn)角以及各個組件上的界面力,以驗證包括設(shè)備支架在內(nèi)的不同零件的結(jié)構(gòu)完整性;b)應(yīng)對所有誘發(fā)沖擊的事件,包括火工品引爆和分離進(jìn)行沖擊分析,以確定對沖擊損傷敏感的硬件所在的航天器位置環(huán)境。應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求或用戶規(guī)定進(jìn)行振動、聲學(xué)和沖擊試驗。具體要求包括以下內(nèi)容。1)以加速度和界面力(包括單元和附件)表達(dá)的動態(tài)特性;2)剛度要求的符合性;3)動載荷下的強(qiáng)度和對準(zhǔn)穩(wěn)定性,包括正弦振動載荷、4)設(shè)備等級的合規(guī)性;6)布局的有效性(例如設(shè)備產(chǎn)品的布置及其對結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的支撐);7)幾乎無法分析的各種零件(例如柔性物件或電纜)的特性。b)應(yīng)進(jìn)行聲學(xué)試驗,驗證結(jié)構(gòu)及其設(shè)備承受指定聲場引起振動的能力。c)聲學(xué)試驗應(yīng)確認(rèn)分系統(tǒng)和設(shè)備的隨機(jī)動態(tài)設(shè)計環(huán)境。7.2.6.4.2應(yīng)通過試驗驗證設(shè)備是否符合振動和可聽噪聲源的要求。應(yīng)對結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗證,以防止其與流體相互作用的影響(例如晃動、POGO、空化作用和壓力場)。驗GB/T43127—2023證應(yīng)通過試驗進(jìn)行,如果無法進(jìn)行多物理場試驗,應(yīng)通過試驗支撐的分析進(jìn)行。7.2.6.6.1針對氣動加熱作用在結(jié)構(gòu)上的熱響應(yīng),應(yīng)進(jìn)行計算分析或者試驗,評估結(jié)構(gòu)對氣動熱環(huán)境的適應(yīng)性。7.2.6.7.1應(yīng)開展氣動彈性分析或者7.2.6.7.2必要時進(jìn)行氣動彈性試驗,以獲取飛行構(gòu)型的氣動彈性響應(yīng)特征,評估構(gòu)型的氣動彈性風(fēng)險。7.2.6.7.3氣動彈性試驗可在縮比和全尺寸模型上進(jìn)行,以及地面和搭載飛行進(jìn)行。視情況,應(yīng)通過材料測試驗證尺寸穩(wěn)定性,以確定如水分釋放和吸收、老化和蠕變等環(huán)境影響引起的結(jié)構(gòu)尺寸和材料性能變化。要求包括以下內(nèi)容。a)應(yīng)分析結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定性的短期、中期和長期影響。b)應(yīng)進(jìn)行尺寸穩(wěn)定性預(yù)算,并識別、分析和定位影響因素。c)結(jié)構(gòu)在運(yùn)行環(huán)境中的尺寸穩(wěn)定性應(yīng)通過試驗驗證。d)盡管存在長期影響(例如水分釋放、老化和蠕變),材料性能是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求應(yīng)通過試驗驗證。7.2.8.1分析驗證應(yīng)確保設(shè)計公差符合基準(zhǔn)要求。7.2.8.2在制造、裝配和測試期間應(yīng)進(jìn)行基準(zhǔn)檢查,7.2.8.3制造過程中和制造完成后應(yīng)控制尺寸和公差,以符合功能要求。應(yīng)通過熱應(yīng)力試驗驗證結(jié)構(gòu)經(jīng)受顯著熱載荷(與其他載荷的作用相比)的完好情況。7.2.9.2.1熱循環(huán)試驗應(yīng)驗證結(jié)構(gòu)在其使用壽命期間,經(jīng)受預(yù)期所有熱循環(huán)載荷作用,能夠無故障a)對于運(yùn)載火箭、再人飛行器以及經(jīng)受熱循環(huán)次數(shù)較少的航天器(例如對地靜止軌道):1)對在飛行溫度范圍內(nèi)的循環(huán),分散系數(shù)為4;2)對在鑒定溫度范圍內(nèi)的循環(huán),分散系數(shù)為2。b)對于其他經(jīng)受大量熱循環(huán)的航天器,分散系數(shù)為1.5。7.2.9.3.1應(yīng)進(jìn)行熱應(yīng)力分析,計算由于溫度引起的應(yīng)力和變形。熱應(yīng)力分析時,通常將熱分析確定的溫度分布映射到結(jié)構(gòu)模型上。7.2.10.2分析應(yīng)基于合適的熱和結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型,模型應(yīng)具有足夠精度能夠預(yù)測結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部分的位移和7.2.11.1.1膠接評估應(yīng)按照與用戶達(dá)成協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)或程序進(jìn)行。a)膠粘劑特性的影響;b)膠接零件的材料;d)表面處理;e)膠粘區(qū)尺寸;f)零件間的相對剛度。7.2.11.2.1螺接應(yīng)根據(jù)與用戶達(dá)成協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)或程序進(jìn)行驗證。7.2.11.2.2螺栓連接的設(shè)計應(yīng)有足夠的螺紋咬合量。7.2.11.2.4功能驗證時宜考慮最小預(yù)緊力(無間隙、無滑動),螺栓或法蘭強(qiáng)度驗證時宜考慮最大預(yù)7.2.11.2.5當(dāng)定義預(yù)緊力時,同時考慮施加扭矩及其離散、不同零件之間的摩擦系數(shù)以及其他相關(guān)因素的保守假設(shè),不需對螺栓預(yù)緊力考慮安全系數(shù)。7.2.11.3.1焊接應(yīng)按照與用戶達(dá)成協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)或程序進(jìn)行驗證。a)應(yīng)力集中;b)焊縫的類型和質(zhì)量;c)局部最大允許幾何缺陷(例如錯位和峰值);d)局部加熱和冷卻引起的殘余應(yīng)力和材料特性變化;e)焊接工藝和程序。鉚接應(yīng)按照與用戶達(dá)成協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)或程序進(jìn)行驗證。插接應(yīng)按照與用戶達(dá)成協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)或程序進(jìn)行驗證。注:插接通常用于低強(qiáng)度夾芯結(jié)構(gòu)。接口驗證應(yīng)通過檢查與接口要求(包括幾何控制)相關(guān)的制造圖樣和部件進(jìn)行,并借助接口相關(guān)結(jié)構(gòu)部件的配合度檢驗。應(yīng)通過EMC試驗驗證結(jié)構(gòu)部件的電磁干擾特性(輻射和敏感度)。應(yīng)在所有可能產(chǎn)生輻射的結(jié)構(gòu)部件上進(jìn)行輻射發(fā)射測試。應(yīng)對雷電防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行檢查,并應(yīng)對其功能進(jìn)行測試。7.2.14質(zhì)量和慣性特性驗證7.2.14.1應(yīng)使用單個部件的慣性矩陣,將慣性特性計算到規(guī)定精度。7.2.14.2應(yīng)監(jiān)測這些數(shù)據(jù),并定期記錄在相應(yīng)報告中。應(yīng)根據(jù)設(shè)計成熟度,給出細(xì)化到部件層級的重量指標(biāo)以及重量意外情況的估計。7.2.14.3質(zhì)量和慣性數(shù)據(jù)應(yīng)包括重量,相對于指定坐標(biāo)系的質(zhì)心坐標(biāo)、慣性矩以及主慣性矩及其方向。7.2.14.4結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和慣性特性應(yīng)符合規(guī)定的精度要求。視情況,應(yīng)通過疲勞分析或試驗來驗證非斷裂關(guān)鍵結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的疲勞壽命?;跀嗔蚜W(xué)的損傷容限(安全壽命)分析或試驗可替代疲勞分析或試驗。7.2.15.2.1當(dāng)應(yīng)用疲勞分析驗證結(jié)構(gòu)產(chǎn)品疲勞壽命時,應(yīng)使用疲勞特性的標(biāo)稱值,包括材料的S-N和e-N數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)應(yīng)有可靠的來源,如金屬手冊。分析時宜考慮預(yù)期工作載荷和環(huán)境。7.2.15.2.2線性疲勞累計損傷理論(Zn/N)是一種用于預(yù)測變幅疲勞循環(huán)載荷影響的可行方法。應(yīng)用該法則至少符合以下要求。a)應(yīng)進(jìn)行疲勞分析,以驗證整個服役期間疲勞缺陷(裂紋或分層)的產(chǎn)生或傳播不會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生故障或功能退化。b)宜考慮應(yīng)力集中、裝配應(yīng)力和制造引起的殘余應(yīng)力的影響。c)結(jié)構(gòu)壽命應(yīng)按照規(guī)定的包絡(luò)壽命乘以特定的分散系數(shù)進(jìn)行驗證。GB/T43127—2023d)應(yīng)采用使用載荷(無任何安全系數(shù))進(jìn)行疲勞分析。宜考慮所有載荷(交變載荷、永久載荷和聲載荷)及其組合和順序。7.2.15.2.3疲勞分析通常使用累積損傷方法,根據(jù)應(yīng)力譜和S-N估算疲勞壽命。結(jié)合應(yīng)力分析,在代表性環(huán)境中測試樣件以證明特定零件的疲勞壽命,是替代分析預(yù)測的一種可行方法。除試驗次數(shù)應(yīng)符合數(shù)據(jù)統(tǒng)計要求外,疲勞試驗還需符合以下要求:a)疲勞試驗應(yīng)證明結(jié)構(gòu)能夠在性能不退化的情況下,具有規(guī)定分散系數(shù)的預(yù)期壽命;b)疲勞試驗應(yīng)證明周期性載荷不會引起危及結(jié)構(gòu)完整性或顯著改變其性能的裂紋或類裂紋缺陷。結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的失效安全驗證需符合以下要求。a)通過分析或試驗證明結(jié)構(gòu)具有足夠的冗余。當(dāng)出現(xiàn)任何單一的失效后,剩余的結(jié)構(gòu)仍然具有不小于1.0的設(shè)計安全系數(shù)承受重新分配的使用載荷,且不會喪失規(guī)定的性能。宜考慮因結(jié)構(gòu)件失效引起的動態(tài)載荷的變化。b)結(jié)構(gòu)件的失效不應(yīng)引起任何零件或碎片的釋放,從而導(dǎo)致具有災(zāi)難性或嚴(yán)重后果的事件。c)如使用了適當(dāng)?shù)姆稚⑾禂?shù),應(yīng)表明結(jié)構(gòu)件在使用壽命期間或檢查間隔內(nèi)不會產(chǎn)生裂紋或其他缺陷并導(dǎo)致失效。對所有金屬、玻璃和陶瓷的斷裂關(guān)鍵件,應(yīng)進(jìn)行損傷容限壽命分析(也稱為安全壽命斷裂力學(xué)分析),以驗證其符合6.2.15所規(guī)定的損傷容限(安全壽命)要求。具體要求如下:a)應(yīng)根據(jù)施加的應(yīng)力和材料特性,假定未檢測到的裂紋處在最危險的位置和最不利的方向;b)裂紋尺寸應(yīng)基于裂紋篩查驗證試驗限值或驗收試驗中使用的NDE技術(shù)的檢測能力;c)分析應(yīng)使用名義斷裂韌度和疲勞裂紋擴(kuò)展率數(shù)據(jù)。金屬、玻璃和陶瓷件的損傷容限(安全壽命)可通過在典型環(huán)境條件中測試預(yù)制缺陷的正式產(chǎn)品驗證。具體要求包括以下內(nèi)容。a)金屬結(jié)構(gòu)件如果應(yīng)力場能夠準(zhǔn)確確定、材料屬性能夠代表正式產(chǎn)品,可使用試片試驗代替全尺寸正式產(chǎn)品試驗。裂紋的大小和形狀應(yīng)與正式產(chǎn)品采用的NDE的檢測能力一致。b)復(fù)合材料斷裂關(guān)鍵件損傷容限僅能通過試驗驗證。試驗載荷譜應(yīng)能代表零件歷程相關(guān)的所有循環(huán)、時間和環(huán)境。試驗件應(yīng)使用具有預(yù)制缺陷的全尺寸正式產(chǎn)品。缺陷的大小應(yīng)與正式產(chǎn)品采用的NDE的檢測能力一致。c)可使用經(jīng)過驗證的加速試驗技術(shù)。注1:如果使用建議的分析方法獲得的結(jié)果和之前的試驗數(shù)據(jù)具有良好的相關(guān)性,可通過分析減少試驗工況數(shù)。但注2:“全尺寸”是指整個試樣的全尺寸件,或有代表性邊界和加載條件的全尺寸件。d)對于既不適合進(jìn)行損傷容限分析也不適合進(jìn)行損傷容限測試的零部件,例如一些復(fù)合材料失效模式,用戶認(rèn)可后,可使用各個正式產(chǎn)品的檢驗數(shù)據(jù)建立具有一定置信度的零件損傷容限。復(fù)合材料斷裂關(guān)鍵件的損傷容限只能通過在典型環(huán)境中的試驗進(jìn)行驗證。沖擊損傷容限驗證合格的判據(jù)是殘余強(qiáng)度不低于預(yù)定水平。試驗應(yīng)使用能夠代表飛行產(chǎn)品、帶有預(yù)制沖擊損傷的全尺寸試樣。對于COPV,應(yīng)使用系統(tǒng)威脅分析能級或經(jīng)驗證的VDT能級(以較小者為準(zhǔn))作為沖擊損傷容限試驗中的沖擊能量水平。注;當(dāng)缺陷尺寸在NDE之前的一段時間里會減小時,初始缺陷的尺寸宜考慮一定的余量。復(fù)合材料和其他非金屬結(jié)構(gòu)件的應(yīng)力斷裂壽命應(yīng)通過有試驗數(shù)據(jù)支撐的分析進(jìn)行驗證。如果采用其他驗證方式(例如對結(jié)構(gòu)施加持續(xù)載荷,載荷的大小或持續(xù)時間考慮了一定的系數(shù)),宜說明該方法與6.2.17中規(guī)定的失效概率等效。對易受應(yīng)力腐蝕開裂、環(huán)境或電偶效應(yīng)腐蝕的結(jié)構(gòu)產(chǎn)品,應(yīng)制定腐蝕控制計劃。應(yīng)對腐蝕控制計劃的充分性進(jìn)行評審,并對其有效性進(jìn)行跟蹤。在材料級別開展放氣性能驗證。材料在規(guī)定工作條件下的放氣水平應(yīng)低于分析、試驗或工程實踐記錄規(guī)定的許用值。應(yīng)確定放氣對材料特性、尺寸特性和殘余應(yīng)力的影響,并包含在所有結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的材料特性確定、分析評估和試驗驗證中。當(dāng)用戶有要求時,對易受M/OD沖擊的關(guān)鍵任務(wù)組件宜在典型速度下進(jìn)行M/OD損傷試驗。7.3驗收試驗為證明結(jié)構(gòu)產(chǎn)品符合使用要求,飛行產(chǎn)品應(yīng)進(jìn)行驗收試驗。驗收試驗應(yīng)包括以下類型試驗:a)承壓件的壓力驗證試驗;b)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的靜力試驗;c)夾層結(jié)構(gòu)驗證試驗;d)經(jīng)受動態(tài)環(huán)境的結(jié)構(gòu)部件應(yīng)進(jìn)行振動試驗或其他動態(tài)試驗;e)當(dāng)包含機(jī)械裝置時,可包括與結(jié)構(gòu)有關(guān)的功能試驗。7.3.2.1如6.5.2的檢驗計劃有要求,應(yīng)對每個結(jié)構(gòu)產(chǎn)品進(jìn)行檢驗。有些結(jié)構(gòu)產(chǎn)品,NDI能在組件或部件層級上進(jìn)行。7.3.2.2對斷裂關(guān)鍵部件應(yīng)進(jìn)行NDI,以證明不存在超出要求規(guī)定的缺陷(如裂紋、分層)。7.3.3.1壓力容器、承壓結(jié)構(gòu)和熱管等金屬結(jié)構(gòu)部件,應(yīng)使用表2所示的最低試驗限度系數(shù)進(jìn)行驗收試驗;復(fù)合和膠接主結(jié)構(gòu)應(yīng)至少以1.1倍的使用載荷進(jìn)行驗收試驗;玻璃材料結(jié)構(gòu)應(yīng)按照用戶規(guī)定的等級7.3.3.2驗收試驗期間,試驗件不應(yīng)斷裂、遭受嚴(yán)重?fù)p壞或產(chǎn)生超出規(guī)范的線性或非線性變形。考慮環(huán)境對材料性能和應(yīng)力場的影響,必要時,可適當(dāng)調(diào)整載荷和溫度等驗證試驗參數(shù),使驗證試驗?zāi)艽砼R界條件。每次驗證試驗前后,應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)腘DI以確認(rèn)驗證試驗期間沒有引起損傷。對包括壓力容器在內(nèi)的結(jié)構(gòu)充壓,進(jìn)行泄漏檢查以確定飛行條件。7.3.3.3對非承壓結(jié)構(gòu)件,不具備驗收試驗條件時,如果復(fù)合/膠接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的制造商能提供下列證a)使用經(jīng)認(rèn)證并受控的規(guī)范;b)人員經(jīng)過適當(dāng)培訓(xùn)和認(rèn)證;c)每個部件的機(jī)械性能通過本體試樣驗證;d)NDI足以證明產(chǎn)品質(zhì)量和完整性。結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的振動和沖擊試驗應(yīng)按照用戶規(guī)定的要求進(jìn)行。7.4鑒定試驗7.4.1.1應(yīng)進(jìn)行鑒定試驗,以驗證結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造工藝符合規(guī)范要求。鑒定試驗包括靜態(tài)試驗、動態(tài)試驗、聲試驗以及其他試驗(例如熱應(yīng)力試驗)。7.4.1.2每個結(jié)構(gòu)件均需根據(jù)附錄D中所示的測試選項,按鑒定流程進(jìn)行。鑒定試驗應(yīng)采用已經(jīng)過無損檢測、并按7.3規(guī)定通過驗收試驗的產(chǎn)品。7.4.1.3鑒定試驗可在部件級、組件級或更高級別的集成件上進(jìn)行。對于所有新設(shè)計或大幅度修改的a)檢驗;b)驗證載荷試驗;c)振動和沖擊試驗;d)極限載荷或爆破試驗。7.4.1.4如有必要,疲勞壽命試驗或損傷容限試驗也可作為鑒定試驗的一部分。應(yīng)在單獨(dú)的試驗件上進(jìn)行損傷容限試驗,也可在鑒定試驗件上進(jìn)行。如果7.3.3有要求,鑒定試驗件應(yīng)進(jìn)行驗證載荷試驗。結(jié)構(gòu)件應(yīng)按照用戶的規(guī)定,進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼駝雍蜎_擊試驗。應(yīng)按照6.5.2的要求對鑒定試驗件進(jìn)行檢驗,確保其符合圖樣和功能性能規(guī)范要求。7.4.5.1鑒定載荷試驗應(yīng)在具有飛行質(zhì)量品質(zhì)的試驗件上進(jìn)行,以驗證每類結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品為符合安全要求而制定的設(shè)計鑒定系數(shù)要求??紤]環(huán)境對材料性能和應(yīng)力場的影響,為使試驗?zāi)艽碜畹驮6葪l件,鑒定載荷的載荷和溫度等參數(shù)可適當(dāng)調(diào)整。7.4.5.2試驗件在鑒定載荷級別保持的最短時間應(yīng)符合用戶要求。在保持期間試驗件不應(yīng)出現(xiàn)災(zāi)難性故障。7.4.5.3為考慮溫度和濕度聯(lián)合作用引起的材料性能下降,復(fù)合/膠接結(jié)構(gòu)使用下列試驗方法之一。a)鑒定試驗的試驗件在最惡劣的溫度和濕度條件下進(jìn)行了環(huán)境預(yù)處理。對鑒定試驗結(jié)果或數(shù)據(jù)的評估宜考慮飛行過程可能存在、而地面試驗不存在的最壞產(chǎn)品特性。b)室溫環(huán)境條件下進(jìn)行鑒定試驗實際施加的載荷,應(yīng)根據(jù)合適的環(huán)境條件,結(jié)合相同失效模式設(shè)計許用試驗結(jié)果得出的統(tǒng)計折減系數(shù)進(jìn)行調(diào)整。7.4.5.4壓力容器、承壓結(jié)構(gòu)和承壓組件的所有鑒定試驗要求均應(yīng)進(jìn)行驗證。8特殊結(jié)構(gòu)件要求8.1金屬壓力容器、金屬承壓結(jié)構(gòu)等特殊結(jié)構(gòu)件按照表2所示開展檢驗及檢測。表2特殊結(jié)構(gòu)件的具體驗證及檢測要求(最低要求)產(chǎn)品類型設(shè)計載荷驗收級標(biāo)準(zhǔn)載荷疲勞壽命/失效模式損傷容限(安全壽命)試驗后的無損檢測金屬壓力容器1.25×LL,1.5×MEOP1.25×MEOPLBB失效模式需要,4倍服役壽命要,4倍服役壽命焊接產(chǎn)品需要金屬承壓結(jié)構(gòu)1.25×LL,1.25×MEOP1.1×MEOPLBB失效模式需要,4倍服役壽命要,4倍服役壽命焊接產(chǎn)品需要復(fù)合材料纏繞壓力容器1.5×MEOP1.25×MEOP非危險品的LBB襯底需要,4倍服役壽命要,4倍服役壽命目視檢查電池殼體1.5×MEOP1.25×MEOPLBB失效模式需要,4倍服役壽命要,4倍服役壽命不需要密封容器1.5×MEOP1.1×MEOPLBB失效模式需要,4倍服役壽命要,4倍服役壽命不需要外殼1.5×MEOP1.25×MEOPLBB失效模式需要,4倍服役壽命要,4倍服役壽命不需要熱管2.5×MEOP1.5×MEOP不需要不需要不需要飛輪轉(zhuǎn)子1.25×MEOP1.1×MEOP無人系統(tǒng)需要,4倍服役壽命有人系統(tǒng)需要,4倍服役壽命不需要注:LBB僅適用于金屬的COVP或COPV的金屬部件。8.2.1所有鈹?shù)闹鹘Y(jié)構(gòu)件和次級結(jié)構(gòu)產(chǎn)品應(yīng)進(jìn)行1.4倍使用載荷試驗驗證。a)當(dāng)使用交叉軋制板時,設(shè)計在產(chǎn)品組裝、測試或使用壽命期間不應(yīng)承受面外b)考慮材料性能和局部應(yīng)力水平的不確定性,在安全裕度分析中,應(yīng)使用1.6倍的設(shè)計安全各向異性,適當(dāng)考慮材料延展性的不足。應(yīng)力分析宜考慮最壞情況的偏差狀態(tài)。d)所有機(jī)械加工或機(jī)械擾動表面均應(yīng)進(jìn)行化學(xué)研磨,以確保消除表面損傷和殘余應(yīng)力。e)所有零件應(yīng)按照6.5.2.2要求進(jìn)行表面缺陷檢查。8.3低溫結(jié)構(gòu)和熱結(jié)構(gòu)8.3.1如果結(jié)構(gòu)主要載荷條件是由于較大的熱梯度或極端的溫度范圍引起,應(yīng)根據(jù)用戶規(guī)定的要求進(jìn)行試驗。必要時,試驗應(yīng)包括模擬結(jié)構(gòu)上的溫度和梯度,驗證部件、子組件層級的分析模型以及在更高級別的組件中驗證飛行產(chǎn)品。8.3.2應(yīng)制定詳盡的試驗計劃,并經(jīng)用戶認(rèn)可。試驗計劃應(yīng)確定所需的試驗項目、模擬的逼真度以及試驗執(zhí)行的研制階段。8.4.1夾層結(jié)構(gòu)應(yīng)使用透氣芯。設(shè)計應(yīng)選用配備有穿孔面板或面板邊緣構(gòu)件的有孔芯,使夾層結(jié)構(gòu)內(nèi)存在的氣體在進(jìn)入軌道期間安全排放。8.4.2不能采用透氣芯時,采用非透氣設(shè)計應(yīng)經(jīng)用戶認(rèn)可。結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受建立的壓力而不超出強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求范圍。對這種情況,如有必要,應(yīng)通過專門的驗證試驗,包括高速減壓,以模擬關(guān)鍵的上升環(huán)境,證明產(chǎn)品的完整性。此外,應(yīng)按照6.5.2.2的要求檢查面板與芯子之間的粘接面是否所有與結(jié)構(gòu)產(chǎn)品有關(guān)的接口控制文件均應(yīng)歸檔,并接受用戶的審查。9.2適用或合同規(guī)定的文檔應(yīng)列出所有適用文檔的明細(xì),并總結(jié)說明符合要求情況。應(yīng)確認(rèn)適用文檔的偏離,偏離的原因應(yīng)提交用戶審查和批準(zhǔn)。所要求偏離的批準(zhǔn)與拒絕應(yīng)以書面形式提供,作為歸檔文件包的一部分。9.3.1.1按照第6章規(guī)定的要求,如果分析是驗證工作的一部分,應(yīng)準(zhǔn)備相應(yīng)的分析報告并提交給用戶審查和批準(zhǔn)。分析報告的具體要求見9.3.2~9.3.6,GB/T43127—20239.3.1.2報告應(yīng)包括足夠的信息,描述結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型和開展的分析,以證明所產(chǎn)生結(jié)果的驗證和確認(rèn)。支撐性分析也應(yīng)記錄,并可追溯到設(shè)計圖樣、材料數(shù)據(jù)及載荷等。9.3.2.1應(yīng)力分析報告應(yīng)包括以下內(nèi)容。1)結(jié)構(gòu)構(gòu)型和幾何尺寸;2)結(jié)構(gòu)材料及其屬性;3)考慮的每個載荷工況的使用載荷和溫度;4)考慮的每個載荷工況和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全系數(shù);5)結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型描述,包括假設(shè)及其支持理由、邊界條件等。b)結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型檢查及結(jié)果。c)考慮的失效模式。d)應(yīng)用的失效準(zhǔn)則。e)所用方法、軟件的描述和參考文獻(xiàn)。f)重要分析結(jié)果總結(jié)。g)參考文件。9.3.3疲勞或損傷容限壽命(安全壽命)分析報告疲勞或損傷容限分析報告應(yīng)包括以下內(nèi)容:a)S-N數(shù)據(jù)或斷裂力學(xué)數(shù)據(jù),包括K。和疲勞裂紋擴(kuò)展率(da/dN);b)載荷譜和環(huán)境;c)NDE方法以及相應(yīng)的用于損傷容限分析的初始缺陷尺寸;d)分析假設(shè)及其理由;e)計算方法,包括所用軟件的描述;f)重要結(jié)果總結(jié);g)參考文件。9.3.4斷裂和沖擊損傷控制計劃9.3.4.1產(chǎn)品研制方應(yīng)提供斷裂和沖擊損傷控制計劃。計劃應(yīng)為特定產(chǎn)品試驗、檢查、操作、運(yùn)輸和使用壽命等環(huán)節(jié)提供詳細(xì)的斷裂和沖擊損傷控制方法和流程,并明確執(zhí)行計劃的單位及職責(zé),包括設(shè)計與9.3.4.2斷裂和沖擊損傷控制總結(jié)報告應(yīng)證明斷裂控制符合規(guī)范要求。檢測報告是檢測人員用于記錄檢測結(jié)果的表單匯總。檢測報告應(yīng)包括以下內(nèi)容:a)結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的名稱和編號;b)材料和狀態(tài);c)NDE類型和敏感度;d)顯示檢測區(qū)域和檢查缺陷類型的產(chǎn)品示意圖;GB/T43127—2023e)檢測結(jié)果以及檢測者的簽名、日期和印章。10數(shù)據(jù)交換要求10.1數(shù)據(jù)要求10.1.1所有圖樣、說明書和工程數(shù)據(jù)均應(yīng)使用國際單位制或工程單位制。10.1.2交付的數(shù)據(jù)應(yīng)采用各方協(xié)商確定的格式。10.1.3所有數(shù)據(jù)應(yīng)隨附包含數(shù)據(jù)詳細(xì)說明的文檔,并包括以下內(nèi)容:a)原始數(shù)據(jù)格式和開放的中間數(shù)據(jù)格式(名稱和版本);b)產(chǎn)生數(shù)據(jù)的日期和時間;c)數(shù)據(jù)狀態(tài);d)提供數(shù)據(jù)的責(zé)任單位及人員信息;e)生成數(shù)據(jù)的軟件或設(shè)備名稱及版本;f)多媒體格式(例如磁帶、備份和操作系統(tǒng))。注:項目研制過程中,安全快速地交換數(shù)據(jù)是非常重要的。包括設(shè)計、分析、制造和試驗過程所有專業(yè)間的數(shù)據(jù)交換,以及分散在不同地域的團(tuán)隊和不同分系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)宜通過開放的標(biāo)準(zhǔn)接口或與用戶達(dá)成協(xié)議的直接接口。10.3結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析之間的數(shù)據(jù)交換CAD和CAE軟件間幾何數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析用的其他數(shù)據(jù)(例如材料定義及其特性)均宜通過開放的標(biāo)準(zhǔn)接口或與用戶達(dá)成協(xié)議的直接接口進(jìn)行交換。10.4結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造之間的數(shù)據(jù)交換結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造的數(shù)據(jù)宜通過開放的標(biāo)準(zhǔn)接口或與用戶達(dá)成協(xié)議的直接接口,以計算機(jī)可識別的格式進(jìn)行交換。10.5與其他分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換結(jié)構(gòu)和其他分系統(tǒng)(例如熱控和光學(xué)系統(tǒng))之間的數(shù)據(jù)傳輸和接口軟件可通過標(biāo)準(zhǔn)的或直接的電子注:與其他分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換可能意味著不同模型之間輸入或結(jié)果的映射和外推方法的使用。試驗和結(jié)構(gòu)分析數(shù)據(jù)的交換應(yīng)基于標(biāo)準(zhǔn)的電子接口格式,或表格、文件格式。10.7.1物理模型(例如有限元模型和有限差分模型)的交換要求如下:a)采用各方認(rèn)可的軟件或中間格式;GB/T43127—2023b)對于不同代碼之間的模型轉(zhuǎn)換,需考慮翻譯問題和不同軟件的功能差異;10.7.2質(zhì)量矩陣和剛度矩陣的交換需縮減模型規(guī)模。10.7.3部件模態(tài)數(shù)據(jù)的交換需根據(jù)使用的方法(例如固支或自由)定義。10.7.4詳細(xì)的節(jié)點(diǎn)和單元編號和建模要求應(yīng)在有限元模型要求文件中指定。10.7.5對于運(yùn)載火箭和有效載荷之間的LCDA模型,應(yīng)按照要求詳細(xì)規(guī)定靜態(tài)和動態(tài)分析數(shù)學(xué)模型交換方式和內(nèi)容。GB/T43127—2023(資料性)推薦的結(jié)構(gòu)設(shè)計最佳實踐A.1結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計是個迭代過程。這個過程從可能滿足總體性能和主要任務(wù)條件(例如質(zhì)量、接口、維護(hù)和成本)的可選方案設(shè)計開始。然后根據(jù)一系列優(yōu)選準(zhǔn)則對各種方案進(jìn)行評估,選擇可進(jìn)一步開展詳細(xì)設(shè)計的方案。評估的主要目的是確認(rèn)主要任務(wù)需求,并確定所選的方案是否滿足條件。所選的方案將根據(jù)一系列從主要任務(wù)和功能需求,向下展開到綜合機(jī)械需求和接口約束,進(jìn)行更詳細(xì)的發(fā)展和評估。A.2任務(wù)需求A.2.1壽命壽命條件宜考慮以下內(nèi)容。a)定義結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的使用壽命時,宜考慮b)階段、合適的載荷和持續(xù)時間基于以下條件來確定:2)地面、太空環(huán)境以及所有預(yù)期載荷狀態(tài)下,降解對結(jié)構(gòu)材料的影響;3)以往類似結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的研制經(jīng)驗(例如鑒定和應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的問題)。c)進(jìn)行使用壽命評估以確定以下需求:1)檢查和維護(hù)需求;2)產(chǎn)品更換時間(預(yù)防性維護(hù));3)檢查和修復(fù)程序及間隔時間(糾正性維護(hù))。d)當(dāng)壽命分析方法與疲勞和損傷容限分析或試驗相關(guān)聯(lián)時,使用壽命應(yīng)為包絡(luò)壽命,由結(jié)構(gòu)在其規(guī)定的使用壽命期間可能承受事件(例如加載周期、熱循環(huán))的最不利序列組成。使用壽命一般如下確定:1)包括制造階段(作為驗證試驗);3)考慮每個階段的最大循環(huán)數(shù);4)考慮每個階段的最大載荷。e)使用壽命與3.15定義的壽命系數(shù)相關(guān)。A.2.2質(zhì)量和慣性特性宜考慮結(jié)構(gòu)質(zhì)量和慣性特性在使用壽命內(nèi)的變化。A.2.3載荷A.2.3.1通則使用結(jié)構(gòu)產(chǎn)品整個使用壽命期間的預(yù)期載荷來定義設(shè)計、分析和試驗時的載荷譜,并對設(shè)計譜的更宜考慮發(fā)射前、發(fā)射和上升段相關(guān)的典型載荷條件,并考慮整個使用壽命期間所有相關(guān)的結(jié)構(gòu)和熱載荷工況,根據(jù)載荷的性質(zhì)(即靜態(tài)或動態(tài))、大小、發(fā)生時刻和持續(xù)時間來定義載荷。至少包括以下載a)地面和試驗載荷,包括:操作、運(yùn)輸和貯存載荷,裝配和集成載荷,地面試驗載荷和地面環(huán)境c)在軌載荷,包括:運(yùn)行壓力、推進(jìn)器引起的靜態(tài)和動態(tài)載荷、火擊載荷、溫度變化引起的熱彈性載荷、水分含量變化引起的吸濕誘導(dǎo)載荷、運(yùn)動機(jī)械組件(例如把手、扶手上的操作和移動)、羽流撞擊、動量陀螺或控制動量陀螺的姿態(tài)調(diào)整、太陽能翻板指向機(jī)構(gòu)引起的載荷;A.2.3.3地面操作、運(yùn)輸和著陸后的載荷地面操作和運(yùn)輸過程中,視情況對結(jié)構(gòu)產(chǎn)品進(jìn)行儀表化監(jiān)測處理,以確保不超過臨界設(shè)計載荷、溫度和濕度水平。結(jié)構(gòu)設(shè)計時,制定并考慮所有物流、地面操作和著陸后操作的裝載條件。A.2.3.4飛行和在軌載荷飛行和在軌載荷宜考慮以下內(nèi)容。a)結(jié)構(gòu)設(shè)計載荷主要來源于發(fā)射、飛行和在軌各個操作階段發(fā)生的準(zhǔn)靜態(tài)載荷和瞬態(tài)載荷(例如與對接和艙外活動相關(guān)的載荷)。在產(chǎn)生規(guī)定統(tǒng)計基準(zhǔn)的組合內(nèi)考慮所有載荷。b)低頻狀態(tài)下的載荷應(yīng)根據(jù)實際工況和應(yīng)用外部環(huán)境特性,通過仿真和耦合系統(tǒng)柔性體結(jié)構(gòu)動態(tài)模型分析確定。由于在軌運(yùn)行移動機(jī)械組件,例如附屬件展開、航天器回轉(zhuǎn),可能會產(chǎn)生其他重要的低頻載荷。c)載荷分析的頻率范圍由運(yùn)載火箭方提供,達(dá)到的最高頻率取決于運(yùn)載火箭和衛(wèi)星模型的分辨率和保真度以及外激勵函數(shù)。有效載荷動態(tài)模型具有足夠的保真度,以捕獲該頻率范圍內(nèi)有效載荷的動態(tài)行為。d)確認(rèn)與運(yùn)載火箭或航天器結(jié)構(gòu)解耦所需的典型高頻,航天器結(jié)構(gòu)最高為70Hz,設(shè)備結(jié)構(gòu)最高壓力載荷宜考慮以下內(nèi)容。a)所有壓力容器、承壓結(jié)構(gòu)和其他承壓部件在某一載荷工況,能承受與其他使用載荷同時施加的使用壓力而不發(fā)生有害變形;在臨界條件下,能承受與相關(guān)設(shè)計載荷同時施加的設(shè)計壓力而不b)壓力容器和承壓結(jié)構(gòu)在內(nèi)部充壓至最小預(yù)期工作壓力時,能夠承受設(shè)計外部壓力和其他載荷而不會塌陷或斷裂。c)根據(jù)需要制定排氣規(guī)定,避免使用壽命期間運(yùn)載火箭和航天器由于過壓而造成損壞。A.2.3.6壓差對強(qiáng)度可能受飛行上升或下降過程中壓差(內(nèi)部和外部)影響的結(jié)構(gòu)部件,根據(jù)故障模式來考慮壓差(用于消除壓差的最小壓差)。A.2.3.7組合載荷組合載荷宜考慮以下內(nèi)容。a)載荷組合規(guī)則根據(jù)具體載荷工況,通過確定要組合的載荷、載荷大小和數(shù)學(xué)組合方式(例如線性疊加或平方和的平方根)來定義。b)定義載荷施加順序,以考慮任何載荷相互作用效應(yīng)。c)在屈服和極限水平確定組合載荷的安全系數(shù),并用于試驗.d)定義用于降載(降低結(jié)構(gòu)應(yīng)力)載荷的規(guī)則。通常,如果設(shè)計安全系數(shù)在統(tǒng)計學(xué)上獨(dú)立于其他載荷,降載載荷不宜考慮設(shè)計安全系數(shù),否則使用相同的安全系數(shù)。附件E給出了降載載荷不考慮安全系數(shù)示例。使用載荷的推導(dǎo)如下:a)載荷典型統(tǒng)計分布已知時,使用載荷定義為不超出使用壽命期間90%置信水平、99%概率的b)載荷統(tǒng)計分布未知時,使用載荷基于保守假設(shè);c)對承壓系統(tǒng),MEOP是使用載荷的一部分;d)對具有零平均值的高斯分布隨機(jī)載荷進(jìn)行驗證時,使用載荷為標(biāo)準(zhǔn)偏差乘以3,即3倍的均方根。a)某些項目僅定義了使用載荷,(設(shè)計)屈服載荷和(設(shè)計)極限載荷需分別考慮(設(shè)計)屈服安全系數(shù)和(設(shè)計)極限安全系數(shù);A.2.4環(huán)境針對自然環(huán)境和誘導(dǎo)環(huán)境宜考慮:a)所有結(jié)構(gòu)組件和部件能承受其在制造過程中及整個使用壽命期間的環(huán)境載荷和條件;b)空間應(yīng)用的部件和組件與工作環(huán)境條件以及制造和試驗所在的地球大氣條件兼容;e)宜考慮重力的影響以及敏感材料在制造和大氣環(huán)境中的暴露;必要時,采取適當(dāng)?shù)拇胧?例如重力補(bǔ)償和吹除)保護(hù)敏感設(shè)備或組件;d)材料對地球環(huán)境的敏感性可明確作為質(zhì)量控制程序要求。注2:誘導(dǎo)環(huán)境包括地面操作和發(fā)射前的操作、發(fā)射、機(jī)動和干擾,再入、下降和著陸所引起的機(jī)械載荷。其他誘導(dǎo)A.2.4.2力學(xué)環(huán)境針對力學(xué)環(huán)境宜考慮以下內(nèi)容。a)力學(xué)環(huán)境以靜載荷、熱和動載荷定義。靜載荷和動載荷以恒定加速度、瞬態(tài)、正弦和隨機(jī)振動、噪聲和沖擊載荷定義。b)宜考慮所有載荷可能發(fā)生的最壞組合。c)定義力學(xué)環(huán)境時,可能影響工作模式性能的所有載荷。A.2.4.3熱環(huán)境結(jié)構(gòu)設(shè)計宜考慮穩(wěn)態(tài)和真實地極端瞬態(tài)熱條件的影響。結(jié)構(gòu)件的熱效應(yīng),包括熱傳導(dǎo)速率、溫度水

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