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进入新世纪以来,空间探索技术飞速发展,卫星的空间战略地位在每个以航天技术为重点发展的国家中逐步提高。星箭分离技术是航天关键技术之一,直接关系到火箭成功发射、卫星正常入轨的问题,对卫星总体性能和航天任务的完成度有着重要影响。爆炸螺栓是常用的火工品分离装置,具有重量轻,能可靠分离等优点,但其产生的火工冲击会对航天器结构产生影响,造成航天任务的失败。所以,减缓火工分离装置对航天器结构的作用,增加星箭分离的可靠性,准确预示螺栓爆炸过程引起的冲击载荷,对航天器火工冲击环境进行系统研究和分析以及通过调整典型螺栓的结构和材料特征对分离解锁装置进行可靠性评估,在卫星发射任务中具有深远的意义。本文主要研究了爆炸螺栓的断裂特性:首先,本文详细介绍了大变形动力学基本方程与数值计算方法,并对爆炸螺栓模型计算过程中涉及到爆轰波的经典传播理论和描述爆轰产物的状态方程进行了说明,为火工品爆炸螺栓的模型分析奠定了基础。其次,通过实验方法获得爆炸螺栓结构中的PBX炸药爆轰性能和各材料的动态力学性能,确定用JWL方程作为炸药的状态方程,用弹塑性随动模型描述材料本构关系,利用ANSYS/LS-DYNA软件准确模拟了典型的无污染螺栓的爆炸断裂过程,为其他显式非线性动力学环境下有限元建模提供参考。再次,利用LS-PREPOST软件分析了爆炸螺栓“V型”切口处的断裂方向和应力应变,爆炸单元的载荷特性以及螺栓体的整体响应,得到的切口处等效应力和等效塑性应变,炸药单元的压强以及螺栓壳体的速度和加速度均符合航天领域的指标。最后,设计了不同角度和深度的切口结构方案,分别得到了各种情况下螺栓体的爆炸冲击特性,通过与原始螺栓的爆炸冲击力和爆炸冲量进行对比,得出了该类型爆炸螺栓体的最佳断裂结构,即切口角度为90°,切口深度为0.08cm。