一种空间三向传载的复合材料框梁连接铰链支座接头的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种空间三向传载的复合材料框梁连接铰链支座接头，包括底板、两个耳片、两个加强筋和两个衬套，其中两个耳片垂直且对称安装在底板上，将底板分为左、中、右三部分，其中左底板上安装第一加强筋，第一加强筋垂直于左底板和第一耳片，右底板上安装第二加强筋，第二加强筋垂直于右底板和第二耳片，位于两个耳片之间的中底板的厚度大于左底板和右底板的厚度，两个耳片上端各开有一个转轴安装孔，两个转轴安装孔对称排布，两个衬套分别安装在两个转轴安装孔内，该接头可将框梁连接件一体化，传递横向和纵向载荷，同时作为铰链接头使用，实现空间三向传载，且该接头充分利用现有结构，结构简单紧凑、重量轻、连接可靠性高。
【专利说明】一种空间三向传载的复合材料框梁连接铰链支座接头
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种空间三向传载的复合材料框梁连接铰链支座接头，属于飞行器结构连接【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，飞行器中一般会将铰链支座安装在壁板上，并设置若干加强件传递铰链支座接头载荷。这种方法增加了额外的重量，单独零件效率较低，没有充分利用现有结构。由于铰链支座传来的载荷通常处于壁板面外，为空间三向传载，因此可以考虑利用飞行器的框、梁等骨架结构扩散传递来的空间集中载荷，提高结构效率。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种空间三向传载的复合材料框梁连接铰链支座接头，该接头可将框梁连接件一体化，传递横向和纵向载荷，同时作为铰链接头使用，实现空间三向传载，且该接头充分利用现有结构，结构简单紧凑、重量轻、连接可靠性高。
[0004]本实用新型的目的主要是通过如下技术方案予以实现的:
[0005]一种空间三向传载的复合材料框梁连接铰链支座接头，包括底板、两个耳片、两个加强筋和两个衬套，其中两个耳片垂直且对称安装在底板上，将底板分为左、中、右三部分，其中左底板上安装第一加强筋，第一加强筋垂直于左底板和第一耳片，右底板上安装第二加强筋，第二加强筋垂直于右底板和第二耳片，位于两个耳片之间的中底板的厚度大于左底板和右底板的厚度，两个耳片上端各开有一个转轴安装孔，两个转轴安装孔对称排布，两个衬套分别安装在两个转轴安装孔内，具体为两个衬套的形状为圆柱带翻边，两个衬套的翻边分别位于两个耳片的内侧面，翻边相对，圆柱段则分别粘接在两个耳片转轴安装孔的内壁面上；所述底板将飞行器骨架结构的框、I梁和2梁连接为一体，I梁和2梁对接后与框垂直。
[0006]在上述空间三向传载的复合材料框梁连接铰链支座接头中，左底板与右底板的厚度为框、I梁和2梁上缘条厚度的I?1.2倍。
[0007]在上述空间三向传载的复合材料框梁连接铰链支座接头中，第一加强筋与第二加强筋均为三角形，左底板和右底板均为等腰梯形，第一加强筋垂直于左底板并与左底板的中心线相交，第二加强筋垂直于右底板并与右底板的中心线相交。
[0008]在上述空间三向传载的复合材料框梁连接铰链支座接头中，第一加强筋、第二加强筋、左底板和右底板的厚度相同。
[0009]在上述空间三向传载的复合材料框梁连接铰链支座接头中，第一加强筋最高处的高度不低于第一耳片高度的1/2，第二加强筋最高处的高度不低于第二耳片高度的1/2。
[0010]在上述空间三向传载的复合材料框梁连接铰链支座接头中，中底板与两个耳片连接处的圆角直径取2-10mm。
[0011]在上述空间三向传载的复合材料框梁连接铰链支座接头中，底板与飞行器骨架结构的框、I梁和2梁选择铆钉、高锁螺栓或螺栓等机械连接方式链接，或者选择在机械连接的同时在连接表面涂胶变为混合连接。
[0012]本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果:
[0013](I)、本实用新型铰链支座接头为对称结构，由底板、耳片、加强筋和衬套组成，结构形式简单、紧凑，重量轻、连接可靠性高；
[0014](2)、本实用新型提供的铰链支座接头充分利用了飞行器内现有的结构部件，实现了一物多用，提高了结构效率；
[0015](3)、本实用新型铰链支座接头可将框梁连接件一体化，传递横向和纵向载荷，同时作为铰链接头使用，实现空间三向传载。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明铰链支座接头在飞行器上的整体装配图；
[0017]图2为本发明铰链支座接头结构示意图；
[0018]图3为本发明铰链支座接头侧视图；
[0019]图4为本发明铰链支座接头连接示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述:
[0021]如图1所示为本发明铰链支座接头在飞行器上的整体装配图，支座接头连接的飞行器骨架结构包括框I及梁2、3，铰链支座接头4将框I及梁2、3上缘条连接为一体，实现框I及梁2、3连接及面内载荷传递。框、梁腹板面可通过角片机械连接，下缘条与飞行器外蒙皮或带板相连。
[0022]如图2所示为本发明铰链支座接头结构示意图，图3所示为本发明铰链支座接头侧视图，由图可知该支座接头包括底板、两个耳片10、11、两个加强筋6、7和两个衬套8、9，其中两个耳片10、11垂直且对称安装在底板上，将底板分为左、中、右三部分，其中左底板12上安装第一加强筋6,第一加强筋6垂直于左底板12和第一耳片10,右底板13上安装第二加强筋7，第二加强筋7垂直于右底板13和第二耳片11。第一加强筋6与第二加强筋7均为三角形，左底板12和右底板13均为等腰梯形，第一加强筋6垂直于左底板12并与左底板12的中心线相交，第二加强筋7垂直于右底板13并与右底板13的中心线相交。
[0023]位于两个耳片10、11之间的中底板5的厚度大于左底板12和右底板13的厚度。中底板5对结构起到局部加强作用。加强筋6、7用于加强耳片10、11刚度，可一体成形也可单独成形后二次胶接。衬套8、9用于弥补复合材料耳片的挤压强度，同时也作为铰链安装处的装配补偿。具体安装方法为在复材成形时与衬套8、9共同胶接，此时衬套8、9留有加工余量，在铰链支座试装配后，精加工至最终尺寸。
[0024]左底板12与右底板13为耳片10、11外侧区域，起到维持接头构型并与框I及梁2、3上缘条连接的作用，其厚度通常为框I及梁2、3上缘条厚度的I?1.2倍。加强筋6、7厚度可与左底板12、右底板13厚度一致，其在耳片10、11上的最高处应保证不低于耳片1Ul高度的1/2，但同时不应妨碍衬套8、9的安装及连接。耳片10、11内部由于空间限制，无法添加加强筋，因此只有将中底板5加厚，中底板5的厚度应根据连接区大小、载荷方向等条件计算确定，厚度通常要大于左底板12与右底板13。中底板5与耳片10、11交汇处的圆角不能过大也不能过小，过小会导致应力集中，过大会导致局部富树脂，降低连接强度，通常可取2-10mm,例如选择3mm。
[0025]两个耳片10、11上端各开有一个转轴安装孔，两个转轴安装孔对称排布，两个衬套8、9分别安装在两个转轴安装孔内，两个衬套8、9形状均为圆柱带翻边，第一衬套8的翻边位于第一耳片10的内侧面，第二衬套9的翻边位于第二耳片11的内侧面，两个翻边相对，第一衬套8的圆柱段则粘接在第一耳片10转轴安装孔的内壁面上，第二衬套9的圆柱段则粘接在第二耳片11转轴安装孔的内壁面上。
[0026]如图4所示为本发明铰链支座接头连接示意图，底板将飞行器骨架结构的框1、梁
2、3连接为一体，梁2和梁3对接后与框I垂直。连接区为中底板5、左底板12、右底板13和框I及梁2、3的上缘条上表面，可选择铆钉、高锁螺栓和螺栓等机械连接方式，紧固件的直径应根据连接区厚度、宽度、操作空间等因素确定。也可在机械连接的同时在连接表面涂胶变为混合连接，进一步提高可靠性。若载荷较小，也可采用纯胶接。
[0027]本实用新型铰链支座接头为复合材料层合结构，在转轴安装孔安装衬套8、9。衬套8、9在接头固化过程中放入，一体成形。衬套8、9内部留有余量，在试装配后进行铰孔精加工，实现装配补偿。接头下部与框I及梁2、3上缘条通过螺栓或铆钉等紧固件机械连接，传递框I及梁2、3的面内横向和纵向载荷，同时传递接头的空间载荷，由此实现空间三向传载。若框I及梁2、3均为复合材料结构，则可以考虑接头底面与框I及梁2、3上缘条进行混合连接，若载荷较小，也可选择纯胶接方案，由胶层剪切传递载荷。
[0028]本实用新型说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
【权利要求】
1.一种空间三向传载的复合材料框梁连接铰链支座接头，其特征在于:包括底板、两个耳片(10、11)、两个加强筋(6、7)和两个衬套(8、9)，其中两个耳片(10、11)垂直且对称安装在底板上，将底板分为左、中、右三部分，其中左底板(12)上安装第一加强筋￠)，第一加强筋(6)垂直于左底板(12)和第一耳片(10)，右底板(13)上安装第二加强筋(7)，第二加强筋(7)垂直于右底板(13)和第二耳片(11)，位于两个耳片(10、11)之间的中底板(5)的厚度大于左底板(12)和右底板(13)的厚度，两个耳片(10、11)上端各开有一个转轴安装孔，两个转轴安装孔对称排布，两个衬套(8、9)分别安装在两个转轴安装孔内，具体为两个衬套(8、9)的形状为圆柱带翻边，两个衬套(8、9)的翻边分别位于两个耳片(10、11)的内侧面，翻边相对，圆柱段则分别粘接在两个耳片(10、11)转轴安装孔的内壁面上；所述底板将飞行器骨架结构的框⑴、I梁⑵和2梁(3)连接为一体，I梁⑵和2梁(3)对接后与框⑴垂直。
2.根据权利要求1所述的一种空间三向传载的复合材料框梁连接铰链支座接头,其特征在于:所述左底板(12)与右底板(13)的厚度为框(I)、1梁(2)和2梁(3)上缘条厚度的I?1.2倍。
3.根据权利要求1所述的一种空间三向传载的复合材料框梁连接铰链支座接头,其特征在于:所述第一加强筋(6)与第二加强筋(7)均为三角形，左底板(12)和右底板(13)均为等腰梯形，第一加强筋(6)垂直于左底板(12)并与左底板(12)的中心线相交，第二加强筋(X)垂直于右底板(13)并与右底板(13)的中心线相交。
4.根据权利要求1或3所述的一种空间三向传载的复合材料框梁连接铰链支座接头，其特征在于:所述第一加强筋￠)、第二加强筋(7)、左底板(12)和右底板(13)的厚度相同。
5.根据权利要求1所述的一种空间三向传载的复合材料框梁连接铰链支座接头，其特征在于:所述第一加强筋(6)最高处的高度不低于第一耳片(10)高度的1/2，第二加强筋(7)最高处的高度不低于第二耳片(11)高度的1/2。
6.根据权利要求1所述的一种空间三向传载的复合材料框梁连接铰链支座接头，其特征在于:所述中底板(5)与两个耳片(10、11)连接处的圆角直径取2-10mm。
7.根据权利要求1所述的一种空间三向传载的复合材料框梁连接铰链支座接头，其特征在于:所述底板与飞行器骨架结构的框(1)、1梁(2)和2梁(3)选择铆钉、高锁螺栓或螺栓等机械连接方式链接，或者选择在机械连接的同时在连接表面涂胶变为混合连接。
【文档编号】F16S3/06GK204153451SQ201420529660
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日
【发明者】李晓乐, 王悦, 田甜, 熊艳丽, 张晓帆, 张涛, 许健, 张帆, 顾春辉, 唐青春, 彭波, 邓云飞 申请人:中国运载火箭技术研究院