爆炸分离过程中冲击环境的评估和改善一直是航天工程领域重点关注的问题,分离过程中的冲击环境能否得到有效改善甚至直接关系到发射任务的成败。本文针对膨胀管线式火工分离装置分离过程中的冲击环境问题开展研究,重点关注分离板断裂对整体结构冲击环境的影响,从分离板的材料性能和断裂模式两个方面开展了实验和仿真研究。首先通过建立分离装置简化模型,对膨胀管分离装置的分离过程和分离过程中可能存在的冲击来源做了分析。进一步通过合理设置建立了冲击源分离仿真模型,对分离过程中的两类主要冲击源——扁平管撞击边界板和分离板断裂——各自的冲击占比做了定量分析。然后基于分离式霍普金森拉杆实验平台,进行了四种力学性能差异比较明显材料的动态拉伸实验和冲击测试。同时,对分离装置进行仿真,结合仿真结果,分析了材料性能对冲击的影响,指出了影响冲击特性的关键材料参数。进一步设计了五种不同加载角度的试样用于复合加载下结构动态断裂实验和冲击测试,并结合仿真结果,对不同断裂模式所导致的冲击响应特性做了分析。最后,在此基础上,对分离板的结构进行了改进设计,提出了分离装置一体式设计方案,有效降低了分离板断裂所产生的冲击。本文关于分离板断裂对冲击环境影响规律的研究方法和结论可以为膨胀管分离装置的减冲击设计提供参考。