一种平板型复合材料压力隔框的制作方法

本发明属于飞机设计技术领域，特别是涉及一种平板型复合材料压力隔框。

背景技术：

民用客机的机体分为增压区和非增压区。在机身尾部，一般通过压力隔框将增压区与非增压区分开，这种压力隔框能够承受增压产生增压载荷、保证增压区的气密性。在现有设计中，压力隔框通常为半球型的金属结构，这种结构的压力隔框所占空间大、重量大，与机身连接处设计难点较多。

技术实现要素：

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种平板型复合材料压力隔框，利用复合材料强度高、刚度高、密度低、耐腐蚀性好的优点，将传统的金属结构半球型压力隔框设计成复合材料平板型，可以减少压力隔框所占空间，减轻重量，降低设计制造成本。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种平板型复合材料压力隔框，包括机身框和机身框连接的的平板型腹板，所述腹板两侧分别为承压侧和非承压侧，承压侧腹板上均匀间隔设置有纵向加筋条，非承压侧腹板上均匀间隔设置有横向加筋条，所述横向加筋条和纵向加筋条相互垂直；安装时，承压侧腹板的纵向加筋条呈竖直方向布置，非承压侧腹板上的横向加筋条呈水平方向布置。

进一步地，所述机身框由多个c型机身框段连接构成，所述机身框段包括框内缘条和框外缘条，非承压侧的框外缘条高度高于框内缘条高度。

进一步地，所述机身框中安装于长桁站位处的机身框段，在其框内缘条和框外缘条间均匀设置加强筋板。

进一步地，所述机身框的相邻两机身框段间通过角片连接构成，非承压侧机身框的对接框内缘条通过角片ⅱ连接，对接框外缘条通过角片ⅲ连接，角片ⅱ和角片ⅲ均为角型结构，分别与连接的框内缘条或框外缘条配合；承压侧的机身框通过角片ⅳ连接，角片ⅳ为与承压侧机身框和腹板相配合连接的结构，用于连接机身框和腹板。

进一步地，所述机身框的承压侧还设置有隔板ⅰ，所述隔板ⅰ的连接端与承压侧的腹板和机身框配合安装，另一端与长桁连接，隔板ⅰ外缘边与机身蒙皮连接；非承压侧还设置有隔板ⅱ，所述隔板ⅱ一端配合连接机身框，另一端用于连接非承压区的长桁，隔板ⅱ外缘边与机身蒙皮连接。

进一步地，所述隔板ⅰ为槽型框架结构，整体呈梯形，一端为矩形槽，矩形槽的长边为一端开口的梯形槽底边，短边上方为开口角型槽，所述梯形槽的开口端与长桁连接。

进一步地，所述隔板ⅱ与长桁连接端为开口梯形槽，开口端连接长桁。

进一步地，所述腹板上的横向加筋条和纵向加筋条结构相同，截面均为带有外延边的梯形槽结构内填充夹芯层构成，所述外延边连接腹板，所述夹芯层为蜂窝或者泡沫填充结构。

进一步地，所述腹板为碳纤维层压板结构。

本发明的有益效果为：

1.本发明采用平板型腹板结构，并在腹板两侧的承压侧均匀间隔设置纵向加筋条，非承压侧均匀间隔设置横向加筋条，横向加筋条和纵向加筋条相互垂直；安装时，纵向加筋条呈竖直方向布置。加筋条截面均为带有外延边的梯形槽结构内填充夹芯层构成，夹芯层为蜂窝或者泡沫填充结构，可以减少压力隔框所占空间，减轻重量，降低设计制造成本。

2.本发明的机身框由多个c型机身框段连接构成，方便安装及维修；非承压侧的机身框框外缘条高于框内缘条，在框内缘条和框外缘条间均匀设置加强筋板，增加强度。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为图1的承压侧主视图。

图3为图2的后视图。

图4为图2中纵向加筋条处的剖视图。

图5为本发明中非承压侧加强隔板ⅰ的局部结构示意图。

图6为本发明中承压侧加强隔板ⅱ的局部结构示意图。

图7为图1中机身框段的结构示意图。

图8为图7中加强筋条的截面示意图。

图9为图1中非承压侧相邻两机身框的连接放大示意图。

图10为图9中连接角片ⅱ的示意图。

图11为图9中连接角片ⅲ的示意图。

图12为图1中承压侧相邻两机身框的连接放大示意图。

图13为图12的连接角片ⅳ的示意图。

图14为机身框截面示意图。

图中：1.腹板，2.机身框，21.框内缘条，22.框外缘条，3.加强隔板ⅰ，31.矩形槽，32.长边，33.短边，4.加强隔板ⅱ，41.开口梯形槽，42.板，5.角片ⅰ，6.角片ⅱ，7.角片ⅲ，8.角片ⅳ，9.夹芯层，10.纵向加筋条，11.横向加筋条，12.加强筋板，13.延边。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。

实施例1：如图1-3所示，本发明一种平板型复合材料压力隔框，包括机身框2和与机身框2连接的平板型腹板1，所述腹板1两侧分别为承压侧和非承压侧，承压侧腹板1上均匀间隔设置有纵向加筋条10，非承压侧腹板1上均匀间隔设置有横向加筋条11，所述横向加筋条11和纵向加筋条10相互垂直；安装时，承压侧腹板1的纵向加筋条10呈竖直方向布置，非承压侧腹板1上的横向加筋条11呈水平方向布置。

如图1、图7、图8所示，所述机身框2由多个c型机身框段连接构成，所述机身框段分为框内缘条21和框外缘条22，非承压侧的框外缘条22高度高于框内缘条21高度。在机身框2安装于长桁站位处的机身框段的框内缘条21和框外缘条22间均匀设置加强筋板12。

如图9-图13所示，所述机身框2的相邻两机身框段间通过角片连接构成，非承压侧机身框2的对接框内缘条21通过角片ⅱ6连接，对接框外缘条22通过角片ⅲ7连接，角片ⅱ6和角片ⅲ7均为角型结构，分别与连接的框内缘条21或框外缘条22配合；承压侧的机身框2通过角片ⅳ8连接，角片ⅳ8为与承压侧机身框2和腹板1相配合连接的结构，用于连接机身框2和腹板1；保证增压区的气密性。

如图5、图6、图14所示，所述机身框2的承压侧还设置有隔板ⅰ3，所述隔板ⅰ3的连接端与承压侧的腹板1和机身框2配合安装，另一端与长桁连接；所述隔板ⅰ3为槽型框架结构，整体呈梯形，一端为矩形槽31，矩形槽31的长边32为一端开口的梯形槽底边，短边33上方为开口角型槽，安装时，所述梯形槽的开口端与增压区的长桁连接，梯形槽的开口端两侧的外缘边与机身蒙皮连接。

如图6、图14所示，所述机身框2的非承压侧还设置有隔板ⅱ4，所述隔板ⅱ4与长桁连接端为开口梯形槽41，开口端连接长桁，另一端为与机身框2配合的结构：通过角片ⅰ5连接在机身框2的框内缘条21，通过板42与加强筋板12配合；安装时，隔板ⅱ4另一端槽口与非承压区的长桁连接，隔板ⅱ4槽口的两外缘边与机身蒙皮连接。

如图4所示，所述腹板1上的横向加筋条11和纵向加筋条10结构相同，截面均为带有外延边的梯形槽结构内填充夹芯层9构成，所述外延边连接腹板1，所述夹芯层9为蜂窝或者泡沫填充结构；所述腹板1为碳纤维层压板。

本发明的气密性：机身框2与腹板1连接区的气密性，依靠机身框2与腹板1的紧固件连接实现密封。机身框2相邻段对接区域的气密性主要考虑两对接的机身框段对接缝隙部分的气密保证，对接缝隙一部分被腹板面覆盖，另一部分由机身框段对接腹板角片ⅰ5覆盖，并且由紧固件连接，从而实现密封。

本发明的载荷传递：当机身舱内增压时，绝大部分增压载荷由腹板1承受，这部分载荷通过腹板1与机身框2的连接，传递至机身框2上，机身框2通过与两侧的加强隔板ⅰ3和加强隔板ⅱ4，将载荷扩散至邻近的结构中去。

由于机身框2的加强筋以及加强隔板均设置在长桁站位处，所以长桁载荷传递可以通过隔板ⅰ3-机身框2-隔板ⅱ4传递，实现载荷传递连续性。

机身框2载荷依靠框对接内外缘条角片ⅱ6、角片ⅲ7、角片ⅳ8和机身框段对接腹板角片ⅰ5实现载荷的传递。