ICS49.020CCSV70航天產(chǎn)品結(jié)構(gòu)部件與組件通用要求(ISO10786:2011,Spacesystems—Structuralcomponentsandassemblies,NEQ)國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會GB/T43127—2023 Ⅲ1范圍 1 13術語和定義 1 5 5 67要求的驗證 9文檔要求 附錄A(資料性)推薦的結(jié)構(gòu)設計最佳實踐 附錄B(資料性)組合載荷的安全裕度 附錄C(資料性)結(jié)構(gòu)安全系數(shù) 附錄D(資料性)設計要求驗證方法 1ⅢGB/T43127—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由全國宇航技術及其應用標準化技術委員會(SAC/TC425)提出并歸口。1GB/T43127—2023航天產(chǎn)品結(jié)構(gòu)部件與組件通用要求1范圍GB/T2900.99電工術語可信性GB/T32303航天結(jié)構(gòu)斷裂與損傷控制要求GB/T38036航天產(chǎn)品結(jié)構(gòu)應力分析要求GB/T40541航天金屬壓力容器結(jié)構(gòu)設計要求GB/T32303、GB/T38036、GB/T40541和GB/T2900.99界定的以及下列術語和定義適用于本3.23.33.42GB/T43127—20233.53.63.73.83.93.103.113.123.133.14壽命系數(shù)lifefactor注：如用于疲勞(壽命)分析和損傷容限(裂紋擴展安全壽命)分析的系數(shù)。當不確定性是材料的不確定性時，壽命系數(shù)有時也稱為分散系數(shù)。3.15組合載荷工況combinedloadingcase3GB/T43127—20233.16載荷譜loadingspectrum結(jié)構(gòu)在其壽命周期內(nèi)所有預期工作環(huán)境中承受的累積載荷量級及相關循環(huán)的表征。3.17運動機械組件movingmechani用于控制航天器的一個機械零件相對于另一零件運動的機械或機電設備。3.18航天器軸向運動與推進系統(tǒng)動態(tài)響應特性之間耦合導致的不穩(wěn)定現(xiàn)象。3.19流體系統(tǒng)中除壓力容器外主要用來符合剛度要求、承受內(nèi)壓并符合密封要求的結(jié)構(gòu)部件。3.20準鑒定試驗protoqualificationtest采用準鑒定策略時進行的比驗收試驗更高的載荷量級和持續(xù)時間的試驗，試驗產(chǎn)品與飛行產(chǎn)品質(zhì)3.21隨機載荷randomload瞬時幅值由概率分布函數(shù)確定的振動載荷或波動載荷，概率分布函數(shù)給出瞬時幅值在指定時間范圍內(nèi)的可能分布。3.22殘余應力residualstress3.23由標準或用戶規(guī)定的最小機械強度值。3.243.25沖擊載荷shockload3.26應力斷裂壽命stress-rupturelife4GB/T43127—20233.273.283.293.303.313.323.333.343.353.36注：材料的屈服強度通常通過測量實際應力-應變圖與初始直線比例的延伸的偏離來確定屈服。規(guī)定值通常為偏移5GB/T43127—2023CAD:計算機輔助設計(ComputerAidedDesign)CAE:計算機輔助工程(ComputerAidedEngineering)CAM:計算機輔助制造(ComputerAidedManufacturing)COPV:復合材料壓力容器(CompositeOverwrappedPressureVessel)EMC:電磁兼容(ElectromagneticCompatibility)FCI:斷裂關鍵件(FractureCriticalItem)FOSU:極限安全系數(shù)(FactorOfSafetyforUltimate)FOSY:屈服安全系數(shù)(FactorOfSafetyforYield)LBB:泄漏先于爆破(Leak-Before-Burst)LCDA:發(fā)射裝置耦合動力分析(LauncherCoupledDynamicAnalysis)LL:使用載荷(LimitLoad)MEOP:最大預期工作壓力(MaximumExpectedOperatingPressure)M/OD:流星體和軌道碎片(MeteoroidandOrbitalDebris)MS:安全裕度(MarginofSafety)NDE:無損檢測(Non-DestructiveEvaluation/Examination)NDI:無損檢驗(Non-DestructiveInspection)6.1通則6GB/T43127—2023難性故障或坍塌。6.2.1.2.2對于功能要求(例如，無過度變形、間隙、滑動、剛度損失)的項目可用使用載荷代替屈服載荷。6.2.1.2.3對于金屬結(jié)構(gòu)組件，可存在不會導致結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)或疲勞失效，且仍符合功能要求的局部a)系統(tǒng)功能降低；b)不能忽略的載荷變化。外部壓力時應分析或測試其屈曲故障模式。a)可逆的屈曲；b)引起的剛度變化和變形不影響結(jié)構(gòu)和功能要求。6.2.3MS單一或組合載荷及相應環(huán)境(如溫度)條件下，結(jié)構(gòu)強度或屈曲計算安全裕度均應不小于規(guī)定的裕度。6.2.4.1所有結(jié)構(gòu)產(chǎn)品應具有足夠的剛度，避免使用壽命期間在預期試驗和運行環(huán)境載荷作用下產(chǎn)生有害變形。a)結(jié)構(gòu)設計符合規(guī)定載荷和邊界條件下的剛度要求；a)超出規(guī)定的包絡；7GB/T43127—2023b)連接處的有害間隙(如密封面處);c)傳力路徑失效；d)與其他分系統(tǒng)(如姿態(tài)和軌道控制系統(tǒng))的動態(tài)耦合。載荷環(huán)境。彎曲頻率應在飛行控制系統(tǒng)規(guī)定范圍內(nèi)。a)結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定性應符合任務規(guī)定的系統(tǒng)要求和有效載荷要求；作用導致危害或降低任務目標的對準精度；c)材料選用宜考慮規(guī)定使用環(huán)境條件下材料的穩(wěn)定性。6.2.7.1應用于機械設計的系統(tǒng)公差精度應符合幾何接口6.2.7.3如果在組件級或航天器級上規(guī)定了對準調(diào)整要求，則這些規(guī)定應與測量或檢查對準度所需的裝置(例如對準基準鏡)和程序一起列入機械設計中。結(jié)構(gòu)部件的有害變形。結(jié)構(gòu)設計應符合包括連接件在內(nèi)的結(jié)構(gòu)零件的接口要求。應評估粘接、焊接以及其他連接方式下6.2.11EMC應符合設備和有效載荷對結(jié)構(gòu)提出的EMC要求。8GB/T43127—2023a)消除靜電；b)提供電磁防護；c)提供轉(zhuǎn)移雷擊產(chǎn)生的電流的路徑，以免危害運載火箭和有效載荷。置和慣性特性的數(shù)據(jù)進行持續(xù)跟蹤記錄。所有非斷裂關鍵性結(jié)構(gòu)件均應具有足夠的疲勞壽命。除另有規(guī)定外，疲勞壽命至少為使用壽命的因未檢測到缺陷的增長引起結(jié)構(gòu)件失效可能帶來嚴重危害或?qū)е聻碾y性后果時，應對這些結(jié)構(gòu)件建立并實施相應的斷裂控制計劃。斷裂控制計劃應包含在設計和驗證過程中，并應包括但不限于以下a)進行結(jié)構(gòu)失效危害分析和篩查，以識別FCI;b)開展免除斷裂控制的結(jié)構(gòu)組件失效安全分析和試驗；c)制定NDE方案；d)開展金屬斷裂關鍵件的損傷容限壽命驗證；e)開展復合材料斷裂關鍵件的沖擊損傷容限驗證。a)分析或試驗驗證，由于結(jié)構(gòu)冗余，任意單個結(jié)構(gòu)件失效后，剩余的結(jié)構(gòu)具有不小于1.0倍的安全系數(shù)能承受重新分配的使用載荷，且不會導致使用性能的下降。宜把結(jié)構(gòu)件失效引起的動態(tài)載荷的變化考慮在內(nèi)。b)結(jié)構(gòu)件的失效不應產(chǎn)生任何可能引起重大或災難性后果的零件或碎片等飛濺物。失效發(fā)生。6.2.15.3.1每個FCI均應具有足夠的損傷容限壽命(安全壽命)。對于金屬結(jié)構(gòu)件，要求斷裂關鍵件中可能存在的最大的未檢測到的裂紋(尺寸與所使用的NDI的檢驗能力或靈敏度一致)在一定的時間周期內(nèi)經(jīng)受周期性和持續(xù)性載荷作用后不會擴展至結(jié)構(gòu)失效，這里的時間周期指使用壽命乘以規(guī)定的倍數(shù)。對于COPV以外的復合材料結(jié)構(gòu)件，宜考慮更廣泛的缺陷。屬于單點產(chǎn)品，且屬于斷裂關鍵件的9GB/T43127—20236.2.15.3.3除另有規(guī)定外，損傷容限壽命(安全壽命)不小于使用壽命的4倍。用于可重復使用運載于檢查間隔的4倍。6.2.15.3.4詳細的損傷容限要求應由用戶規(guī)定，用戶未規(guī)定時可根據(jù)實際需要按照GB/T32303的要求執(zhí)行。其他要求按照GB/T32303執(zhí)行，用戶另有規(guī)定的除外。復合材料結(jié)構(gòu)件受到預期沖擊后的剩余強度應不低于要求值。對于COPV,在經(jīng)受系統(tǒng)威脅分析能量水平或VDT水平中的較小者沖擊后，剩余強度應不低于設計載荷要求。詳細的損傷容限要求應由任務提出方規(guī)定，可根據(jù)實際需求按照GB/T32303的相關規(guī)定執(zhí)行。COPV的沖擊損傷容限要求應符合GB/T32303的相關規(guī)定。復合材料和其他非金屬結(jié)構(gòu)件使用壽命設計宜考慮其承受的持續(xù)性載荷。這些結(jié)構(gòu)的使用壽命設計應滿足基于應力斷裂數(shù)據(jù)不會出現(xiàn)應力斷裂失效模式，與災難性故障相關的生存概率應不小于0.999。宜考慮使用壽命內(nèi)以下因素對結(jié)構(gòu)產(chǎn)品性能的影響：a)腐蝕性或不相容的環(huán)境；b)電化學腐蝕；c)應力腐蝕開裂。結(jié)構(gòu)材料和工藝選擇宜考慮放氣對結(jié)構(gòu)產(chǎn)品及其周圍元器件或系統(tǒng)的影響。6.2.20M/OD防護撞擊。材料和M/OD防護系統(tǒng)的選取和設計宜考慮生存概率的要求。確定M/OD的大小和特性、以及碰撞概率的計算方法。6.2.20.3航天器結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的設計應限制在其飛行任務周期內(nèi)由于結(jié)構(gòu)件解體所產(chǎn)生的碎片數(shù)量。6.3材料要求GB/T43127—2023金屬結(jié)構(gòu)的材料選用應基于材料手冊或標準規(guī)定的材料強度、物理特性以及與系統(tǒng)要求相一致的6.3.2.2.2沒有適用的數(shù)據(jù)時，應通過持續(xù)加載斷裂試驗來評估易受應力腐蝕開裂或氫脆等機理影響的金屬材料性能。6.3.2.3.1應充分表征金屬材料的機械性能許用值，可靠和高置信度地預測金屬結(jié)構(gòu)在預期工作環(huán)境6.3.2.3.2無材料性能數(shù)據(jù)時，應通過測試對其進行表征。應使用統(tǒng)一的測試程序確定材料的強度和斷裂性能。測試程序應符合標準要求。測試使用的試樣和程序應為預期應用提供有效的測試數(shù)據(jù)。應使用B-基準值。如未建立所需統(tǒng)計級別的數(shù)據(jù)，可進行有限數(shù)據(jù)采集測試，建立并采用S-基準值。6.3.3.1.1玻璃和陶瓷材料由于延展性能低會導致低應力破壞。由于內(nèi)部缺陷或表面缺陷的不同會導致材料性能分散性較大。由于缺陷的性質(zhì)不同，在相同的外部加載條件下其失效響應也不同。由于缺6.3.3.1.3沒有適用的數(shù)據(jù)時，應通過應力斷裂或循環(huán)疲勞試驗來對易隨時間變化或循環(huán)(溫度或應力)次數(shù)變化破壞的玻璃和陶瓷材料進行評估。6.3.3.2.1應充分表征玻璃和陶瓷材料的機械性能和熱性能，可靠和高置信度地預測結(jié)構(gòu)在穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)條件下的工作應力和溫度。還應表征用于預測生存概率的威布爾分布、緩慢裂紋擴展和循環(huán)疲勞參數(shù)。可從標準文件或手冊中獲得這些性能數(shù)據(jù)。GB/T43127—20236.3.3.2.2無材料性能數(shù)據(jù)時，應通過測試對其進行表征。測試程序應符合標準要求。如果無標準可玻璃和陶瓷材料的強度許用值應以統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基礎，并符合設計使用應力許用值、結(jié)構(gòu)失效概率、可靠性要求。未對結(jié)構(gòu)分配可靠性指標時，失效概率應不大于1×10-?。制造工藝的共同結(jié)果。復合材料的性能由纖維和基體共同決定。通過將纖維鋪放在不同的方向上，材料特性可從高度各向異性到準各向同性范圍內(nèi)變化。素(包括制備中的強度和剛度)對選用的復合材料進行評估。6.3.4.3.1復合材料應充分表征所有關鍵失效模式和預期環(huán)境條件下的強度和其他力學性能，可從標準文件或手冊中獲得這些性能數(shù)據(jù)。6.3.4.3.2應采用能代表結(jié)構(gòu)產(chǎn)品幾何形狀、鋪層和生產(chǎn)工藝的樣件來測試確定所需的材料性能。確定材料性能和破壞模式時，宜考慮層合復合材料零件的各向異性。樣件和測試程序應按照標準化的測6.3.4.4.1復合材料的強度許用值可通過試樣、縮比件或全尺寸件測試確定。當使用縮比件和試樣數(shù)6.3.4.4.2應使用B-基準許用值。經(jīng)用戶認可，次級結(jié)構(gòu)可使用S-基準許用值。6.3.4.4.3應開展設計研制試驗評估材料和連接特性。試驗應從試樣測試、縮比件測試到全尺寸件的6.3.4.4.4對于每種預期的失效模式，試樣或測試件應從與全尺寸結(jié)構(gòu)相似幾何形狀和相同的制造工GB/T43127—2023應根據(jù)預期的構(gòu)型和工作環(huán)境對聚合物材料的性能進行表征。應采用結(jié)構(gòu)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，代表制造工藝的樣件測試確定所需的材料性能。樣件和測試程序應按照標準化的測試方法，以提供有效的測試數(shù)據(jù)。6.3.5.4.2聚合材料的強度許用值可通過試樣、縮比件或全尺寸件的測試來確定。當使用縮比件和試6.3.5.4.3應使用B-基準許用值。如未建立所需統(tǒng)計級別的數(shù)據(jù)，可進行有限數(shù)據(jù)采集測試，建立并采膠接結(jié)構(gòu)中膠接材料的所有設計允許值應與用戶達成一致。生產(chǎn)過程應確保所有結(jié)構(gòu)部件和組件的制造符合質(zhì)量、可靠性和重復使用的要求。航天結(jié)構(gòu)的制b)在工廠結(jié)構(gòu)部件和組件的裝配；c)在工廠或發(fā)射場結(jié)構(gòu)分系統(tǒng)的裝配。6.4.2.1結(jié)構(gòu)產(chǎn)品設計應具有良好的制造工藝性。每個結(jié)構(gòu)產(chǎn)品制造工藝均應受控并形成文件，人員6.4.2.2斷裂關鍵結(jié)構(gòu)制造后，其斷裂韌性、疲勞裂紋擴展率、機械和物理性能應在設計要求范圍內(nèi)。執(zhí)行斷裂控制要求。6.4.2.4應進行材料性能拉偏試驗，確保材料性能的一致性和可靠性。制造過程應控制或消除禁限用GB/T43127—2023證關鍵工藝參數(shù)及其可接受程度。所選的制造工藝應經(jīng)過驗證，并應成熟可靠且可重復實現(xiàn)。如果采用新工藝，則應開展工藝試待開展的制造工作包括：a)評估和測試用的樣件；或完整結(jié)構(gòu)件；應根據(jù)設計圖樣和制造過程按需建立制造圖樣。制造圖樣宜考慮質(zhì)量控制要求、制造工藝和制造a)制造使用的材料；b)制造過程所需的熱條件；c)零件幾何形狀；研制過程中，應根據(jù)生產(chǎn)工程評價考慮部件制造要求。評估設計競爭性時宜考慮部件制造技術。所有部件的制造均應符合產(chǎn)品質(zhì)量保證要求。6.4.4.1裝配包括部件裝配和組件裝配。部件裝配是將各個部件連接在一起以形成結(jié)構(gòu)組件。組件裝a)零件和材料明細。b)檢查和測試文件。1)裝配準備要求；2)裝配設備要求；3)零件和材料；GB/T43127—20236)清理要求。技術在95%的置信水平下，至少應具有90%的檢測概率。陷。應用前應確認用于檢測和表征關鍵缺陷的NDE方法的準確性和精度。NDE應按照適用的已發(fā)布可重復使用運載火箭和有效載荷的結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，基于檢查間隔進行損傷容限檢驗時，應進行分解GB/T43127—20236.7交付材料求符合第9章。6.7.2.1結(jié)構(gòu)產(chǎn)品運輸時，其包裝應能防止物理或環(huán)境因素造成的損害。這些因素包括：暴露在不利的環(huán)境條件下(例如極端溫度、濕度、水和長時間暴露在陽光下等),運輸過程中的撞擊、振動和沖GB/T43127—2023a)運行條件(載荷和環(huán)境);c)設計結(jié)構(gòu)要求；b)結(jié)果記錄；d)維修方法；c)經(jīng)受高溫或低溫使用的零件；f)經(jīng)受正常磨損的表面。GB/T43127—2023a)所遭受的損壞；b)維修的可能性(即通過已知和證明的技術，在剩余設計使用壽命內(nèi)恢復設計的機械和環(huán)境性能);c)更換能力；d)剩余使用壽命。6.10修補和翻新要求6.10.1檢查顯示結(jié)構(gòu)損壞或缺陷超過許用水平，不合格產(chǎn)品應由不合格品審理委員會進行評估。所有修補和翻新均應使用批準的維修程序。所有修補或翻新的產(chǎn)品每次修補或翻新后，均應按照新產(chǎn)品6.10.2應特別關注和驗證結(jié)構(gòu)件修補部分和未修補部分之間的邊界區(qū)域，因為該邊界區(qū)域可能成為結(jié)構(gòu)的最薄弱區(qū)域(由于剛度突變和局部幾何尺寸干擾可能導致不利的載荷傳遞)。6.10.4修補和翻新流程考慮以下事項。a)規(guī)定地面和在軌修補流程。b)所有修補流程宜考慮以下因素：1)結(jié)構(gòu)分類；2)損傷類別；3)由力學和環(huán)境試驗項目支持的維修程序；4)損傷零件的可達性(例如一側(cè)或兩側(cè));5)設備可用性等修補條件(例如修補材料和服務，以及人員資質(zhì))。c)在軌修補流程還宜考慮以下因素：1)艙外活動的要求；2)材料運到太空的可能性(例如膠粘劑、有害清潔劑、化學制劑的穩(wěn)定性和放氣性能);3)表面預處理或損傷清除(例如合適手動工具的可能性、灰塵和污染物的控制、避免空間碎片的產(chǎn)生);d)所有修補流程的應用模式和環(huán)境均應經(jīng)過充分驗證。7要求的驗證7.1通則本章規(guī)定了驗證符合第6章要求的一般方法，飛行產(chǎn)品驗收試驗要求，以及新設計產(chǎn)品的鑒定試驗要求。7.2設計要求驗證符合6.2規(guī)定設計要求的驗證方法匯總在表1所示的驗證矩陣中。7.2.2～7.2.21明確了詳細要據(jù)具體情況使用，未在表1中列出。GB/T43127—2023要求條條標題驗證方法靜強度分析和試驗屈曲強度分析和試驗安全裕度分析和試驗剛度分析和試驗動態(tài)特性分析和試驗尺寸穩(wěn)定性分析和試驗公差與基準分析和試驗熱分析和試驗熱變形分析接口要求分析和/或試驗試驗雷電防護分析和試驗質(zhì)量和慣性特性分析和試驗疲勞壽命分析和/或試驗失效安全分析和/或試驗損傷容限壽命(安全壽命)分析和試驗沖擊損傷試驗應力斷裂壽命分析和試驗腐蝕與應力腐蝕分析放氣分析和試驗分析和試驗GB/T43127—2023應使用7.4規(guī)定的鑒定試驗結(jié)果驗證強度和剛度是否符合要求。滿足下列條件并經(jīng)用戶認可后，才可通過分析驗證a)金屬產(chǎn)品或非金屬次級結(jié)構(gòu)；驗結(jié)果相關性好；d)難分析的關鍵結(jié)構(gòu)研制或部件試驗已成功完成，且已證明分析模型與試驗結(jié)果具有良好的相關性。壞和蠕變的影響。7.2.3.1.2屈曲分析模型應采用結(jié)構(gòu)最小規(guī)格尺寸和相鄰結(jié)構(gòu)的剛度邊界作用。7.2.3.1.3應視情況采用線性屈曲或非線性分析程序預測結(jié)構(gòu)失穩(wěn)載荷，對系統(tǒng)可接受的完全彈性可7.2.3.1.4屈曲分析結(jié)果宜考慮結(jié)構(gòu)的缺陷和幾何形貌偏差的影響，屈曲強度為預測的屈曲載荷乘以適當?shù)恼蹨p系數(shù)。數(shù)據(jù)或經(jīng)驗確定。屈曲強度可通過屈曲試驗方法驗證。試驗件應按照6.4.3中規(guī)定的要求裝配后進行試驗。滿足以a)結(jié)構(gòu)構(gòu)型為形狀復雜的殼體；b)可能存在多種失效模式的耦合；c)無理論或試驗相關系數(shù)。7.2.4MS驗證7.2.4.1MS應采用基于材料許用值的適當統(tǒng)計分析確定。必要時，應通過試驗數(shù)據(jù)驗證分析結(jié)果。7.2.4.2MS確定選用的安全系數(shù)應由用戶預先確定。附錄C給出了不同國家和地區(qū)標準規(guī)定的安全a)涉及人員安全的儲能結(jié)構(gòu)產(chǎn)品；20GB/T43127—2023d)復合材料結(jié)構(gòu)的不連續(xù)位置。7.2.4.4可重復使用結(jié)構(gòu)產(chǎn)品MS計算，宜考慮使用壽命期間材料性能的下降。應進行剛度分析以驗證結(jié)構(gòu)對準靜態(tài)載荷的響應。分析應確定在典型施加載荷和邊界條件下的位移和內(nèi)力。學分析中使用的模型應通過動特性參數(shù)(固有頻率和振型)以及相關有效質(zhì)量和阻尼的表征來表示結(jié)構(gòu)組件。隨著項目成熟和地面試驗和飛行試驗數(shù)據(jù)的積累，需要更新動態(tài)模型以反映設計和載荷環(huán)境的變化。7.2.6.1.2星箭耦合分析應在航天器和運載火箭的一體化模型上進行，以驗證頻率要求并確定相關的用戶另行規(guī)定外，可使用90%置信度下99.7%的概率。7.2.6.1.4應進行載荷分析驗證，采用通過模態(tài)測量和其他適用試驗驗證的結(jié)構(gòu)動力學模型和力函數(shù)7.2.6.1.5無論頻域還是時域激勵，應使用動態(tài)響應分析來驗證因其(例如，通過機械接口的力或運動的信息。較小的有效質(zhì)量來表征固有頻率。21GB/T43127—2023a)試驗中所有重要設備組件均應具有準確的動力學表示。c)模態(tài)相關要求應由用戶規(guī)定。當用戶有要求時，模態(tài)測量試驗結(jié)果應由驗證分析模型的獨立1)以加速度和界面力(包括單元和附件)表達的動態(tài)特性；2)剛度要求的符合性；4)設備等級的合規(guī)性；5)設備支撐情況；6)布局的有效性(例如設備產(chǎn)品的布置及其對結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的支撐);7)幾乎無法分析的各種零件(例如柔性物件或電纜)的特性。c)聲學試驗應確認分系統(tǒng)和設備的隨機動態(tài)設計環(huán)境。22GB/T43127—2023適應性。7.2.6.7.2必要時進行氣動彈性試驗，以獲取飛行構(gòu)型的氣動彈性響應特征，評估構(gòu)型的氣動彈性的結(jié)構(gòu)尺寸和材料性能變化。要求包括以下內(nèi)容。c)結(jié)構(gòu)在運行環(huán)境中的尺寸穩(wěn)定性應通過試驗驗證。d)盡管存在長期影響(例如水分釋放、老化和蠕變),材料性能是否符合標準要求應通過試驗驗證。應通過熱應力試驗驗證結(jié)構(gòu)經(jīng)受顯著熱載荷(與其他載荷的作用相比)的完好情況。7.2.9.2.1熱循環(huán)試驗應驗證結(jié)構(gòu)在其使用壽命期間，經(jīng)受預期所有熱循環(huán)載荷作用，能夠無故障工作。a)對于運載火箭、再入飛行器以及經(jīng)受熱循環(huán)次數(shù)較少的航天器(例如對地靜止軌道):1)對在飛行溫度范圍內(nèi)的循環(huán)，分散系數(shù)為4;2)對在鑒定溫度范圍內(nèi)的循環(huán)，分散系數(shù)為2。23GB/T43127—2023b)對于其他經(jīng)受大量熱循環(huán)的航天器，分散系數(shù)為1.5。溫度分布映射到結(jié)構(gòu)模型上。7.2.10熱變形驗證7.2.10.2分析應基于合適的熱和結(jié)構(gòu)數(shù)學模轉(zhuǎn)動。b)膠接零件的材料；d)表面處理；螺接應根據(jù)與用戶達成協(xié)議的標準或程序進行驗證。螺栓連接的設計應有足夠的螺紋咬合量。應對螺紋嚙合的充分性進行驗證。功能驗證時宜考慮最小預緊力(無間隙、無滑動),螺栓或法蘭強度驗證時宜考慮最大預當定義預緊力時，同時考慮施加扭矩及其離散、不同零件之間的摩擦系數(shù)以及其他相關因b)焊縫的類型和質(zhì)量；c)局部最大允許幾何缺陷(例如錯位和峰值);d)局部加熱和冷卻引起的殘余應力和材料特性變化；GB/T43127—2023e)焊接工藝和程序。鉚接應按照與用戶達成協(xié)議的標準或程序進行驗證。插接應按照與用戶達成協(xié)議的標準或程序進行驗證。接口驗證應通過檢查與接口要求(包括幾何控制)相關的制造圖樣和部件進行，并借助接口相關結(jié)構(gòu)部件的配合度檢驗。7.2.12EMC驗證應通過EMC試驗驗證結(jié)構(gòu)部件的電磁干擾特性(輻射和敏感度)。應在所有可能產(chǎn)生輻射的結(jié)構(gòu)部件上進行輻射發(fā)射測試。7.2.14.2應監(jiān)測這些數(shù)據(jù)，并定期記錄在相應報告中。應根據(jù)設計成熟度，給出細化到部件量指標以及重量意外情況的估計。7.2.14.4結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和慣性特性應符合規(guī)定的精度要求。視情況，應通過疲勞分析或試驗來驗證非斷裂關鍵結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的疲勞壽命?；跀嗔蚜W的損傷容限(安全壽命)分析或試驗可替代疲勞分析或試驗。7.2.15.2.1當應用疲勞分析驗證結(jié)構(gòu)產(chǎn)品疲勞壽命時，應使用疲勞特性的標稱值，包括材料的S-N和e-N數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)應有可靠的來源，如金屬手冊。分析7.2.15.2.2線性疲勞累計損傷理論(Zn/N)是一種用于預測變幅疲勞循環(huán)載荷影響的可行方法。應用該法則至少符合以下要求。a)應進行疲勞分析，以驗證整個服役期間疲勞缺陷(裂紋或分層)的產(chǎn)生或傳播不會導致結(jié)構(gòu)發(fā)生故障或功能退化。b)宜考慮應力集中、裝配應力和制造引起的殘余應力的影響。c)結(jié)構(gòu)壽命應按照規(guī)定的包絡壽命乘以特定的分散系數(shù)進行驗證。25GB/T43127—2023d)應采用使用載荷(無任何安全系數(shù))進行疲勞分析。宜考慮所有載荷(交變載荷、永久載荷和聲載荷)及其組合和順序。7.2.15.2.3疲勞分析通常使用累積損傷方法，根據(jù)應力a)疲勞試驗應證明結(jié)構(gòu)能夠在性能不退化的情況下，具有規(guī)定分散系數(shù)的預期壽命；b)疲勞試驗應證明周期性載荷不會引起危及結(jié)構(gòu)完整性或顯著改變其性能的裂紋或類裂紋缺陷。結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的失效安全驗證需符合以下要求。a)通過分析或試驗證明結(jié)構(gòu)具有足夠的冗余。當出現(xiàn)任何單一的失效后，剩余的結(jié)構(gòu)仍然具有不小于1.0的設計安全系數(shù)承受重新分配的使用載荷，且不會喪失規(guī)定的性能。宜考慮因結(jié)構(gòu)件失效引起的動態(tài)載荷的變化。b)結(jié)構(gòu)件的失效不應引起任何零件或碎片的釋放，從而導致具有災難性或嚴重后果的事件。c)如使用了適當?shù)姆稚⑾禂?shù)，應表明結(jié)構(gòu)件在使用壽命期間或檢查間隔內(nèi)不會產(chǎn)生裂紋或其他缺陷并導致失效。對所有金屬、玻璃和陶瓷的斷裂關鍵件，應進行損傷容限壽命分析(也稱為安全壽命斷裂力學分析),以驗證其符合6.2.15所規(guī)定的損傷容限(安全壽命)要求。具體要求如下：a)應根據(jù)施加的應力和材料特性，假定未檢測到的裂紋處在最危險的位置和最不利的方向；b)裂紋尺寸應基于裂紋篩查驗證試驗限值或驗收試驗中使用的NDE技術的檢測能力；c)分析應使用名義斷裂韌度和疲勞裂紋擴展率數(shù)據(jù)。金屬、玻璃和陶瓷件的損傷容限(安全壽命)可通過在典型環(huán)境條件中測試預制缺陷的正式產(chǎn)品驗證。具體要求包括以下內(nèi)容。寸正式產(chǎn)品試驗。裂紋的大小和形狀應與正式產(chǎn)品采用的NDE的檢測能力一致。b)復合材料斷裂關鍵件損傷容限僅能通過試驗驗證。試驗載荷譜應能代表零件歷程相關的所有循環(huán)、時間和環(huán)境。試驗件應使用具有預制缺陷的全尺寸正式產(chǎn)品。缺陷的大小應與正式產(chǎn)品采用的NDE的檢測能力一致。c)可使用經(jīng)過驗證的加速試驗技術。注1:如果使用建議的分析方法獲得的結(jié)果和之前的試驗數(shù)據(jù)具有良好的相關性，可通過分析減少試驗工況數(shù)。但注2:“全尺寸”是指整個試樣的全尺寸件，或有代表性邊界和加載條件的全尺寸件。26GB/T43127—2023d)對于既不適合進行損傷容限分析也不適合進行損傷容限測試的零部件，例如一些復合材料失復合材料斷裂關鍵件的損傷容限只能通過在典型環(huán)境中的試驗進行驗證。沖擊損傷容限驗證合格的判據(jù)是殘余強度不低于預定水平。試驗應使用能夠代表飛行產(chǎn)品、帶有預制沖擊損傷的全尺寸試樣。對于COPV,應使用系統(tǒng)威脅分析能級或經(jīng)驗證的VDT能級(以較小者為準)作為沖擊損傷容限試驗中的沖擊能量水平。復合材料和其他非金屬結(jié)構(gòu)件的應力斷裂壽命應通過有試驗數(shù)據(jù)支撐的分析進行驗證。如果采用其他驗證方式(例如對結(jié)構(gòu)施加持續(xù)載荷，載荷的大小或持續(xù)時間考慮了一定的系數(shù)),宜說明該方法與在材料級別開展放氣性能驗證。材料在規(guī)定工作條件下的放氣水平應低于分析、試驗或工程實踐7.2.21M/OD防護驗證當用戶有要求時，對易受M/OD沖擊的關鍵任務組件宜在典型速度下進行M/OD損傷試驗。7.3驗收試驗為證明結(jié)構(gòu)產(chǎn)品符合使用要求，飛行產(chǎn)品應c)夾層結(jié)構(gòu)驗證試驗；d)經(jīng)受動態(tài)環(huán)境的結(jié)構(gòu)部件應進行振動試驗或其他動態(tài)試驗；7.3.2NDI件層級上進行。7.3.2.2對斷裂關鍵部件應進行NDI,以證明不存在超出要求規(guī)定的缺陷(如裂紋、分層)。27GB/T43127—2023驗；復合和膠接主結(jié)構(gòu)應至少以1.1倍的使用載荷進行驗收試驗；玻璃材料結(jié)構(gòu)應按照用戶規(guī)定的等級進行驗收試驗。界條件。每次驗證試驗前后，應進行適當?shù)腘DI以確認驗證試驗期間沒有引起損傷。對包括壓力容器7.3.3.3對非承壓結(jié)構(gòu)件，不具備驗收試驗條件時，如果復合/膠接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的制造商能提供下列證a)使用經(jīng)認證并受控的規(guī)范；b)人員經(jīng)過適當培訓和認證；c)每個部件的機械性能通過本體試樣驗證；d)NDI足以證明產(chǎn)品質(zhì)量和完整性。結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的振動和沖擊試驗應按照用戶規(guī)定的要求進行。7.4鑒定試驗7.4.1.2每個結(jié)構(gòu)件均需根據(jù)附錄D中所示的測試選項，按鑒定流程進行。鑒定試驗應采用已經(jīng)過無7.4.1.3鑒定試驗可在部件級、組件級或更高級別的集成件上進行。對于所有新設計或大幅度修改的a)檢驗；b)驗證載荷試驗；c)振動和沖擊試驗；d)極限載荷或爆破試驗。7.4.1.4如有必要，疲勞壽命試驗或損傷容限試驗也可作為鑒定試驗的一部分。應在單獨的試驗件上應按照6.5.2的要求對鑒定試驗件進行檢驗，確保其符合圖樣和功能性能規(guī)范要求。28GB/T43127—20237.4.5.1鑒定載荷試驗應在具有飛行質(zhì)量品質(zhì)的試驗件上進行，以驗證每類結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品為符合安全要求而制定的設計鑒定系數(shù)要求?？紤]環(huán)境對材料性能和應力場的影響，為使試驗能代表最低裕度條7.4.5.2試驗件在鑒定載荷級別保持的最短時間應符合用戶要求。在保持期間試驗件不應出現(xiàn)災難性故障。7.4.5.3為考慮溫度和濕度聯(lián)合作用引起的材料性能下降，復合/膠接結(jié)構(gòu)使用下列試a)鑒定試驗的試驗件在最惡劣的溫度和濕度條件下進行了環(huán)境預處理。對鑒定試驗結(jié)果或數(shù)據(jù)計許用試驗結(jié)果得出的統(tǒng)計折減系數(shù)進行調(diào)整。8特殊結(jié)構(gòu)件要求按照表2所示開展檢驗及檢測。表2特殊結(jié)構(gòu)件的具體驗證及檢測要求(最低要求)產(chǎn)品類型設計載荷驗收級標準載荷疲勞壽命/失效模式損傷容限(安全壽命)試驗后的無損檢測金屬壓力容器LBB失效模式需要，4倍服役壽命要，4倍服役壽命焊接產(chǎn)品需要金屬承壓結(jié)構(gòu)LBB失效模式需要，4倍服役壽命要，4倍服役壽命焊接產(chǎn)品需要復合材料纏繞壓力容器非危險品的LBB襯底需要，4倍服役壽命要，4倍服役壽命目視檢查電池殼體LBB失效模式需要，4倍服役壽命要，4倍服役壽命不需要密封容器LBB失效模式需要，4倍服役壽命要，4倍服役壽命不需要外殼1.5×MEOPLBB失效模式需要，4倍服役壽命要，4倍服役壽命不需要熱管2.5×MEOP不需要不需要不需要飛輪轉(zhuǎn)子1.25×MEOP1.1×MEOP無人系統(tǒng)需要，4倍服役壽命有人系統(tǒng)需要，4倍服役壽命不需要注：LBB僅適用于金屬的COVP或COPV的金屬部件。GB/T43127—20238.2.1所有鈹?shù)闹鹘Y(jié)構(gòu)件和次級結(jié)構(gòu)產(chǎn)品應進行1.4倍使用載荷試驗驗證。下要求。b)考慮材料性能和局部應力水平的不確定性，在安全裕度分析中，應使用1.6倍的設計安全e)所有零件應按照6.5.2.2要求進行表面缺陷檢查。8.4.2不能采用透氣芯時，采用非透氣設計應經(jīng)用戶認可。結(jié)構(gòu)應能承受建立的壓力而不超出強度和穩(wěn)定性要求范圍。對這種情況，如有必要，應通過專門的驗證試驗，包括高速減壓，以模擬關鍵的上升環(huán)境，證明產(chǎn)品的完整性。此外，應按照6.5.2.2的要求檢查面板與芯子之間的粘接面是否脫粘。GB/T43127—20231)結(jié)構(gòu)構(gòu)型和幾何尺寸；2)結(jié)構(gòu)材料及其屬性；3)考慮的每個載荷工況的使用載荷和溫度；4)考慮的每個載荷工況和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全系數(shù)；5)結(jié)構(gòu)數(shù)學模型描述，包括假設及其支持理由、邊界條件等。b)結(jié)構(gòu)數(shù)學模型檢查及結(jié)果。c)考慮的失效模式。d)應用的失效準則。f)重要分析結(jié)果總結(jié)。g)參考文件。疲勞或損傷容限分析報告應包括以下內(nèi)容：a)S-N數(shù)據(jù)或斷裂力學數(shù)據(jù)，包括K。和疲勞裂紋擴展率(da/dN);b)載荷譜和環(huán)境；c)NDE方法以及相應的用于損傷容限分析的初始缺陷尺寸；d)分析假設及其理由；f)重要結(jié)果總結(jié)；g)參考文件。9.3.4.2斷裂和沖擊損傷控制總結(jié)報告應證明斷裂控制符合規(guī)范要求。9.3.5檢測報告檢測報告是檢測人員用于記錄檢測結(jié)果的表單匯總。檢測報告應包括以下內(nèi)容：a)結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的名稱和編號；b)材料和狀態(tài)；d)顯示檢測區(qū)域和檢查缺陷類型的產(chǎn)品示意圖；GB/T43127—202310數(shù)據(jù)交換要求10.1.2交付的數(shù)據(jù)應采用各方協(xié)商確定的格式。a)原始數(shù)據(jù)格式和開放的中間數(shù)據(jù)格式(名稱和版本);b)產(chǎn)生數(shù)據(jù)的日期和時間；c)數(shù)據(jù)狀態(tài)；d)提供數(shù)據(jù)的責任單位及人員信息；e)生成數(shù)據(jù)的軟件或設備名稱及版本；系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)宜通過開放的標準接口或與用戶達成協(xié)議的直接接口。CAD和CAE軟件間幾何數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)設計與分析用的其他數(shù)據(jù)(例如材料定義及其特性)均宜通過開放的標準接口或與用戶達成協(xié)議的直接接口進行交換。結(jié)構(gòu)設計和制造的數(shù)據(jù)宜通過開放的標準接口或與用戶達成協(xié)議的直接接口，以計算機可識別的結(jié)構(gòu)和其他分系統(tǒng)(例如熱控和光學系統(tǒng))之間的數(shù)據(jù)傳輸和接口軟件可通過標準的或直接的電子注：與其他分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換可能意味著不10.6試驗與結(jié)構(gòu)分析數(shù)據(jù)10.7.1物理模型(例如有限元模型和有限差分模型)的交換要求如下：a)采用各方認可的軟件或中間格式；GB/T43127—202310.7.2質(zhì)量矩陣和剛度矩陣的交換需縮減模型規(guī)模。10.7.3部件模態(tài)數(shù)據(jù)的交換需根據(jù)使用的方法(例如固支或自由)定義。10.7.4詳細的節(jié)點和單元編號和建模要求應在有限元模型要求文件中指定。10.7.5對于運載火箭和有效載荷之間的LCDA模型，應按照要求詳細規(guī)定靜態(tài)和動態(tài)分析數(shù)學模型交換方式和內(nèi)容。GB/T43127—2023(資料性)A.1結(jié)構(gòu)設計A.2任務需求A.2.1壽命3)以往類似結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的研制經(jīng)驗(例如鑒定和應用中發(fā)現(xiàn)的問題)。1)檢查和維護需求；2)產(chǎn)品更換時間(預防性維護);3)檢查和修復程序及間隔時間(糾正性維護)。3)考慮每個階段的最大循環(huán)數(shù)；4)考慮每個階段的最大載荷。e)使用壽命與3.15定義的壽命系數(shù)相關。GB/T43127—2023A.2.3載荷A.2.3.1通則新進行評估。A.2.3.2載荷工況荷工況：向機構(gòu)引起的載荷；A.2.3.4飛行和在軌載荷飛行和在軌載荷宜考慮以下內(nèi)容。a)結(jié)構(gòu)設計載荷主要來源于發(fā)射、飛行和在軌各個操作階段發(fā)生的準靜態(tài)載荷和瞬態(tài)載荷(例如與對接和艙外活動相關的載荷)。在產(chǎn)生規(guī)定統(tǒng)計基準的組合內(nèi)考慮所有載荷。b)低頻狀態(tài)下的載荷應根據(jù)實際工況和應用外部環(huán)境特性，通過仿真和耦合系統(tǒng)柔性體結(jié)構(gòu)動他重要的低頻載荷。c)載荷分析的頻率范圍由運載火箭方提供，達到的最高頻率取決于運載火箭和衛(wèi)星模型的分辨率和保真度以及外激勵函數(shù)。有效載荷動態(tài)模型具有足夠的保真度，以捕獲該頻率范圍內(nèi)有效載荷的動態(tài)行為。d)確認與運載火箭或航天器結(jié)構(gòu)解耦所需的典型高頻，航天器結(jié)構(gòu)最高為70Hz,設備結(jié)構(gòu)最高壓力載荷宜考慮以下內(nèi)容。GB/T43127—2023b)壓力容器和承壓結(jié)構(gòu)在內(nèi)部充壓至最小預期工作壓力時，能夠承受設計外部壓力和其他載荷A.2.3.6壓差對強度可能受飛行上升或下降過程中壓差(內(nèi)部和外部)影響的結(jié)構(gòu)部件，根據(jù)故障模式來考慮壓性疊加或平方和的平方根)來定義。d)定義用于降載(降低結(jié)構(gòu)應力)載荷的規(guī)則。通常，如果設計安全系數(shù)在統(tǒng)計學上獨立于其他載荷，降載載荷不宜考慮設計安全系數(shù)，否則使用相同的安全系數(shù)。附件E給出了降載載荷a)載荷典型統(tǒng)計分布已知時，使用載荷定義為不超出使用壽命期間90%置信水平、99%概率的c)對承壓系統(tǒng)，MEOP是使用載荷的一部分；d)對具有零平均值的高斯分布隨機載荷進行驗證時，使用載荷為標準偏差乘以3,即3倍的均方根。a)某些項目僅定義了使用載荷，(設計)屈服載荷和(設計)極限載荷需分別考慮(設計)屈服安全a)所有結(jié)構(gòu)組件和部件能承受其在制造過程中及整個使用壽命期間的環(huán)境載荷和條件；GB/T43127—2023b)空間應用的部件和組件與工作環(huán)境條件以及制造和試驗所在的地球大氣條件兼容；c)宜考慮重力的影響以及敏感材料在制造和大氣環(huán)境中的暴露；必要時，采取適當?shù)拇胧?例如重力補償和吹除)保護敏感設備或組件；d)材料對地球環(huán)境的敏感性可明確作為質(zhì)量控制程序要求。注2:誘導環(huán)境包括地面操作和發(fā)射前的操作、發(fā)射、機動和干擾，再入、下降和著陸所引起的機械載荷。其他誘導A.2.4.2力學環(huán)境針對力學環(huán)境宜考慮以下內(nèi)容。噪聲和沖擊載荷定義。b)宜考慮所有載荷可能發(fā)生的最壞組合。A.2.4.3熱環(huán)境作產(chǎn)生的熱效應。A.2.4.4聲振環(huán)境通過對環(huán)境的動力學響應分析，考慮機械誘導的瞬態(tài)振動環(huán)境、隨機振動環(huán)境和聲環(huán)境的綜合影響。影響。防止災難性故障風險；b)材料和碎片防護系統(tǒng)的選擇和設計基于特定的生存概率。向和多重撞擊的影響。GB/T43127—2023b)材料在特定環(huán)境中的行為未知時，在使用條件或更苛刻的條件(加速試驗)下開展代表性材料體為：1)已經(jīng)進行試驗并證明具有高抗應力腐蝕開裂的材料；A.2.4.10燒蝕和熱解結(jié)構(gòu)設計宜考慮由于燒蝕和熱解引起的材料變化。材料在特定環(huán)境中的行為未知時，宜在使用條件或更苛刻的條件(加速試驗)下開展代表性材料(成分和工藝條件)的燒蝕和熱解試驗。A.2.4.11排氣和凈化c)排氣口(如防止污染或爆炸風險)與凈化系統(tǒng)的供氣壓力和流量相匹配。A.3.1可檢測性b)考慮到零件的可檢查性以及檢查設備和人員的可達性，制定NDI規(guī)則并將A.3.2互換性所有相同圖號的零件和組件應在功能和尺寸上具有互換性。b)設計宜減少貯存和地面使用壽命期間的維修工作。c)維修程序宜包括如下內(nèi)容：GB/T43127—2023e)不可達的結(jié)構(gòu)在使用壽命期間是免維修特的。A.3.4可拆性A.3.5接口接口宜考慮以下內(nèi)容。a)結(jié)構(gòu)組件的設計與受其影響的所有內(nèi)部和外部接口，或可能影響其的所有相鄰系統(tǒng)、分系統(tǒng)、其他組件兼容。宜考慮以下因素：1)航天器-發(fā)射器接口；2)人的因素和人體工程學；3)與光學和電子設備的接口；4)交會對接和類機器人設備；5)飛行前、后操作的地面設備；6)在軌操作的支持設備。b)接口根據(jù)以下內(nèi)容明確定義。性、運載火箭(例如幾何、靜態(tài)和動態(tài)包絡)和設計方案(例如熱和光學設計)施加的約束、質(zhì)量和慣性特性等。2)