在卫星发射过程中,连接的可靠性和分离的安全性发挥着至关重要的作用。随着航天技术的不断发展,大载荷卫星愈发常见,为满足其发射要求,火工品包带式星箭分离装置施加的预紧力越来越大,分离过程中预紧力释放带来的冲击作用也随之增加,然而卫星中配备的精密载荷设备对冲击与振动作用十分敏感,因此,开展关于改善火工品包带式分离机构的研究,降低预紧力带来的冲击作用具有重要意义。形状记忆聚合物及其复合材料作为一种新型智能材料,由于其优异的变刚度性能、形状记忆、高比刚度及比强度等特性,在航天航空领域得到广泛的应用。本文以火工品包带式星箭分离装置为应用背景,利用形状记忆聚合物及其复合材料,研制一种减载缓释结构垫片,用于降低分离时装置的预紧力。首先,针对环氧基形状记忆聚合物及其复合材料进行与减载缓释作用相关的力学性能表征。探索聚合物和高含量复合材料成型工艺,制备相关的实验与结构样件,采用动态热机械分析仪、电子万能试验机等设备,对材料的变刚度性能、压缩强度、抗蠕变性能等进行测试,得到了玻璃化转变温度、模量随温度变化关系、热膨胀系数等关键参数,为后续理论分析与有限元仿真计算提供必要数据支撑。同时,对垫片型结构进行极限承载力、形状记忆性能、升温卸载功能进行实验测试,初步确定了以此材料研制减载缓释装置的可行性,为后续样机验证提供了参考。其次,形状记忆材料作为一种粘弹性材料,本文基于广义Kelvin模型分析其长时间承载作用下的蠕变行为,同时结合变刚度性能和热膨胀系数,建立应力应变理论方程,并带入实验结果拟合相关材料参数。在此基础上,对减载缓释结构垫片作用环境进行简化,根据边界条件,建立各阶段系统应力方程,理论计算得到承载段和卸载段的力学行为。同时,建立有限元分析模型,以实验结果作为材料属性参数,得到了结构垫片在承载段、升温卸载段的仿真结果。理论和仿真结果说明此结构对预紧力具有98%以上的卸载效果,进一步验证了形状记忆材料应用于在减载缓释装置的可行性。最后,基于理论和仿真计算过程制定样机实验方案,完成了减载缓释结构垫片对螺栓预紧力减载缓释效果的应用验证。综合考虑材料实验与样机实验中形状记忆结构的一些行为,从承载段蠕变性能带来预紧力降低情况和升温卸载段变刚度性能带来的减载缓释效果两方面,对理论、仿真和实验结果进行了全面对比分析,进一步验证了减载缓释装置的功能性。本文以形状记忆聚合物及其复合材料的变刚度性能为基础,针对减载缓释结构垫片的完整应用过程,进行了材料实验、理论分析、仿真计算以及样机验证等多方面研究工作,充分展示了形状记忆材料在减载缓释方面的作用,为优化火工品包带式星箭分离装置提供了新思路。