专利名称：一种机身舱段对接机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及民用飞机领域，具体地说是指一种机身舱段对接机构。
背景技术：
随着我国民用大型飞机项目的上马，为了能够设计和制造出具有国际竞争力的民 用大型飞机，必须想尽一切办法发挥创造力提高民机设计水平，而细节设计是民机设计水 平重要体现，所以必须尽一切可能重视细节。飞机结构的设计分离面和工艺分离面都是主 要的传力不连续处，其连接部位是影响飞机安全性和可靠性的主要部位，所以提高分离面 连接处的细节设计水平刻不容缓。 民机前机身和中机身的连接面主要受力情况分为空中飞行状态、着陆冲击状态、 地面停机状态三种。以往为了分析简便同时由于加工、装配和管理手段的限制主要采用相 同型号的连接件对分离面进行连接，造成了各个连接件的受力不均，这样使得如图？？情况 时靠近最上处的螺栓所受拉力远远大于其它螺栓。这使连接材料在一定程度上被浪费，增 加了飞机结构重量，更重要的是增加了连接件失效的危险性和飞机维护的复杂性及使用成 本。
实用新型内容为了解决现有技术中飞机结构重量大和维护成本高的问题，本实用新型提出一种 机身舱段对接机构，该机构在靠近机身所受弯矩横截面受拉力最大处，使用刚度小的螺栓， 在该弯矩的作用下，刚度小的螺栓通过自身变形将载荷向下传递从而降低整个螺栓连接的 应力集中水平，既增加了连接处的安全性又提高了连接材料的利用率，减轻了飞机结构重 本实用新型一种机身舱段对接机构，根据机身舱段不同部位的受力和弯矩的不 同，通过调整螺栓的截面尺寸、承受刚度，在机身舱段最上部与最下部两端使用刚度小的螺 栓，中间部分使用刚度大的螺栓； 所述的刚度小的螺栓是指螺栓的刚度刚好可以承受机身舱段上处于主矢沿水平 方向的弯矩作用；所述刚度小的螺栓的刚度小于中间部分使用的刚度大的螺栓的刚度。 本实用新型的优点在于 1、根据飞机的受力特点对选用的连接件的刚度和其布置加以调配使各个连接件
的受力更加均匀从而增加了连接材料的利用率，提高了飞机的安全性和可靠性； 2、改变整个连接件上的载荷分布，降低应力集中水平，提高各个连接件的利用率
从而降低飞机结构重量、提高飞机的安全性和可靠性。
图1是机身舱段空中飞行状态下处于主矢沿水平方向的弯矩作用下示意图； 图2是机身舱段在着陆冲击或地面停机时处于主矢沿水平方向的弯矩作用下示意图； 图3是空中飞行状态下各个刚度相同的连接螺栓所受拉力的分布示意图； 图4是在着陆冲击状态与地面停机状态下各个刚度相同的连接螺栓所受拉力的
分布示意图； 图5在靠近机身所受弯矩横截面最上部与最下部使用刚度小的螺栓后可实现的
拉力分布示意图。
图中 1-前机身舱段、2_上部、3_下部、4_刚度大的螺栓、5_刚度小的螺栓、6_中性层、 7-后机身舱段、8_弯矩横截面
具体实施方式下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。 如图1 、图2所示，民用飞机机身的横截面主要受主矢沿水平方向的弯矩，其沿机 身高度方向，越靠近中性层6的截面上所受的正应力越小，越远离中性层6的截面上所受的 正应力越大。 民机飞机前机身舱段1和后机身舱段7的连接面主要受力情况有三种分别为空 中飞行状态、着陆冲击状态、地面停机状态。 在空中飞行状态下，前机身舱段1和后机身舱段7处于主矢沿水平方向的向下弯 矩作用，前机身舱段1和后机身舱段7上部2受到拉力作用，产生向下的弯矩，所受向下弯 矩如图1所示，这种情况下前机身舱段1和后机身舱段7中各个刚度大的连接螺栓4所受 拉力的分布如图3所示，前机身舱段1和后机身舱段7的上部2受力最大，下部3受力小， 因此在靠近前机身舱段1和后机身舱段7所受弯矩横截面8最上部2使用刚度小的螺栓5。 刚度小的螺栓5在弯矩的作用下，可通过自身变形将载荷向下传递。 在着陆冲击状态与地面停机状态下，前机身舱段1和后机身舱段7处于主矢沿水 平方向的向上弯矩作用，使前机身舱段1和后机身舱段7下部3受到拉力作用，产生向上的 弯矩，所受向上弯矩如图2所示，这种情况下前机身舱段1和后机身舱段7中各个刚度大的 连接螺栓4所受拉力的分布，如图4所示，前机身舱段1和后机身舱段7下部3受力大，上 部2受力小，因此在靠近前机身舱段1和后机身舱段7所受弯矩横截面8最下部3受力大 处使用刚度小的螺栓5。刚度小的螺栓5在弯矩的作用下，可通过自身变形将载荷向上传 递。 所述刚度小的螺栓的刚度小于中间部分使用的刚度大的螺栓的刚度，从而降低整 个螺栓连接的应力集中水平，使弯矩横截面8的各个连接件的受力更加均匀，如图5所示。 上述所述的刚度较小的螺栓5可通过下面方法来实现 1、改变螺栓的截面尺寸； 在相同材料和工艺处理后的螺栓截面尺寸越小刚度越小，截面尺寸越大刚度越 大。因此为了降低材料的刚度，前机身舱段1和后机身舱段7上部2与下部3的螺栓截面 尺寸相对于其他部分螺栓减小。 2、使用刚度不同的碳钢或合金钢； 螺栓的选材直接影响到螺栓的刚度，材料弹性模量高，制成的螺栓刚度就大；因此
4前机身舱段1和后机身舱段7上部2与下部3的螺栓，采用材料弹性模量低，由此使前机身 舱段1和后机身舱段7上部2与下部3的螺栓相对于其他部分的螺栓刚度减小。 通过上述方法可有效的减小螺栓刚度，降低整个螺栓连接的应力集中水平，使弯 矩横截面8的各个连接件的受力更加均匀。
权利要求一种机身舱段对接机构，其特征在于机身舱段和后机身舱段上部与下部两端使用刚度小的螺栓，中间部分使用刚度大的螺栓；所述刚度小的螺栓的刚度小于中间部分使用的刚度大的螺栓的刚度。
专利摘要本实用新型一种机身舱段对接机构，通过使用刚度不同的碳钢或合金钢、改变螺栓的截面尺寸、使用不同的加工工艺，来有效的改变螺栓刚度，降低整个螺栓连接的应力集中水平。在机身舱段受处于主矢沿水平方向的弯矩作用下使机身舱段受到较大拉力的部分使用刚度小的螺栓。在该弯矩的作用下刚度小的螺栓，通过自身变形将载荷向下传递从而降低整个螺栓连接的应力集中水平，使连接同一分离面的各个连接件的受力更加均匀。
文档编号B64F5/00GK201457742SQ200920109098
公开日2010年5月12日 申请日期2009年7月8日 优先权日2009年7月8日
发明者崔德刚, 张佳佳, 王振宇, 王钱生, 陈颖 申请人:北京航空航天大学