级间螺栓法兰连接结构作为火箭、导弹的常用的连接方式,是箭(弹)体结构的重要组成部分。由于连接结构呈强非线性特征,破坏了箭(弹)体结构连续性,在承载过程中易出现局部变形过大和应力集中等问题,削弱了整体结构的强度,是易于发生故障的薄弱部位。火箭、导弹在发射、出水、装配及起竖等过程中,由于外界扰动作用,箭(弹)体可能受到幅值高、作用时程长的准静态或瞬态异常荷载作用,导致连接结构强度或密封性失效而使火箭、导弹发射失败。因此,舱段分离连接结构失效机理研究具有重要的工程和理论意义。为分析连接结构失效机理,本文基于实际火箭、导弹级间连接结构特点,简化设计制作了多组原理性实验件,利用实验实测和有限元仿真的手段,开展了一系列研究,主要工作和创新点如下:1.设计进行了连接结构准静载失效实验。针对级间连接结构在工作过程中可能受到横向准静态荷载作用的实际工程背景,设计了对应的加载工装和数据采集系统,实现了连接结构螺栓组横向准静态荷载作用下序列失效的实验效果,采集了螺栓力响应、加载力和加载位移等多组关键数据,研究揭示了连接结构准静载作用下的失效机理,为承载强度设计和有限元数值仿真方法研究提供了参考和数据支撑。2.设计进行了连接结构冲击失效实验。针对级间连接结构在发射、出水等过程中可能受到幅值极大、空间位置极不稳定的瞬态异常荷载作用的实际工程背景,设计了轴向和横向加载两种工况下的落锤冲击失效实验,采集记录了螺栓力响应、冲击力、柱段关键点变形响应和连接界面开缝位移等多组关键数据,讨论揭示了冲击荷载下连接结构失效机理,为连接结构抗冲击强度设计和有限元数值仿真方法研究提供了数据支撑。3.开展了连接结构失效的有限元仿真方法研究。对应准静载和冲击荷载两种工况作用下连接结构的失效实验,利用通用商业有限元分析软件ABAQUS建立了对应的有限元分析模型,并通过“ABAQUS/Explicit”求解器模拟准静载和冲击失效过程。通过实测数据对模型精度检验和校核,结论表明在实际工程和工业设计中可以认为该模型仿真结果可靠。