[发明专利]低冲击分离螺母的机构分离可靠性分析方法

说明书

本发明公开了一种低冲击分离螺母机构分离可靠性分析方法，该方法包括：对低冲击分离螺母机构分离的主要失效模模式进行分析，建立所述失效模式的极限状态函数，并确定影响分离的随机变量及其分布类型；根据主要失效模式的极限状态函数构建初始Kriging模型；计算扩展失效概率及相应估计值的变异系数；计算修正因子及估计值的变异系数；根据所述扩展失效概率及修正因子计算失效概率，得到多失效模式下低冲击分离螺母机构分离的可靠度。利用本发明，可以准确地确定分离螺母机构分离的可靠性。

技术领域

本发明涉及航天器火工连接分离装置领域，具体涉及一种低冲击分离螺母机构分离可靠性分析方法。

背景技术

低冲击分离螺母是火工分离装置的一种，此类解锁分离装置具有体积小、承载能力强、作用时间短和同步性高等优点，因此广泛应用于航空航天、导弹武器及水下航行器等分离系统。但是该装置也有不可克服的缺点：一次性使用、安全性差、冲击载荷较大。所以，保证分离螺母的工作可靠性是非常必要的。

分离螺母属于典型的强连接-弱解锁分离装置，因腔内采用火药燃烧产气，驱动分离螺母内部机构分离，所以必须保证分离螺母内部机构分离的精度，实现规定的动作。由于分离螺母的工作环境和工作载荷大多数在空天和深海，其失效问题愈来愈突出，一旦分离螺母内部运动机构解锁失败，必将导致整个任务的失败，造成不可估量的经济社会损失。在实际工作环境中，分离螺母机构分离包括内套筒启动阶段、内套筒运动阶段、螺母瓣启动阶段和螺母瓣运动阶段，分离中任意阶段机构受到不确定因素影响不启动或运动不到设计要求的距离都将导致解锁失败。这就要求分离螺母必须有很高的可靠性，是完成各项重大任务的基础和前提条件。

目前，业界还没有针对分离螺母机构分离的可靠性分析研究。

发明内容

本发明提供一种低冲击分离螺母机构分离可靠性分析方法，以解决低冲击分离螺母机构分离可靠性分析中存在的以上问题。

为此，本发明提供如下技术方案：

一种低冲击分离螺母机构分离可靠性分析方法，包括：

对低冲击分离螺母机构分离的主要失效模模式进行分析，建立所述失效模式的极限状态函数，并确定影响分离的随机变量及其分布类型；

根据主要失效模式的极限状态函数构建初始Kriging模型；

计算扩展失效概率及相应估计值的变异系数；

计算修正因子及估计值的变异系数；

根据所述扩展失效概率及修正因子计算失效概率，得到多失效模式下低冲击分离螺母机构分离的可靠度。

可选地，所述主要失效模式包括以下任意一种或多种：内套筒启动阶段失效模式、内套筒运动阶段失效模式、螺母瓣启动阶段失效模式、螺母瓣运动阶段失效模式。

可选地，所述内套筒启动阶段失效模式的极限状态函数为：g₁＝F_shear+F_f,oring1+F_f,oring2+F_f,nut-F_s；式中，F_s为点火器输出推力，F_shear剪切销剪切力、F_f,oring密封圈摩擦力、F_f,nut为内套筒与螺母瓣之间的摩擦力。

可选地，所述内套筒运动阶段失效模式的极限状态函数为：g₂＝x_sle-x_unlock1；式中，x_sle为内套筒位移函数；x_unlock1为解除对螺母瓣的约束临界位移。

可选地，所述螺母瓣启动阶段失效模式的极限状态函数为：