CN103895854B - 复合材料机翼与机身连接装置 - Google Patents

Abstract

一种复合材料机翼与机身连接装置，包括蒙皮、前梁、前梁接头、前梁隔框、后梁、后梁接头和后梁隔框，所述前梁为口型梁，前梁接头与前梁上下缘条之间采用螺栓连接，前梁接头与前梁左右腹板之间为胶接；所述前梁隔框由前隔框和前连接件组成，前连接件的两端分别与前梁接头和前隔框之间采用螺栓连接；所述后梁为工字型梁，后梁接头与后梁上下缘条之间采用螺栓连接，后梁接头与后梁腹板之间为胶接；所述后梁隔框由后隔框和后连接件组成，后连接件的两端与后梁接头和后隔框之间采用螺栓连接。本发明提供的机翼与机身连接装置具有结构安全性高、重量轻、容易加工的优点。

Description

复合材料机翼与机身连接装置

技术领域

本发明涉及一种机翼与机身连接装置。

背景技术

机翼与机身的连接，按照其传力形式分为周边连接分散传力和集中传力，由于其各自不同的性能可以用于不同用途的飞机。其中，周边连接分散传力的螺栓数量较多，优点是充分发挥机翼根部蒙皮的传力效率，不需要特制的复杂连接接头，有利于减轻结构设计重量；缺点是增加了翼-身连接装配工作量重，必须加大螺栓与孔的配合公差，使传递剪力和疲劳强度带来不利影响。集中传力就是把机翼与机身用几个点连接起来，能够传递较大的力和力矩，机翼与机身的连接装配工时减少，并且可以将翼-身连接接头做成一体，这样梁既是机翼与翼身的连接构件也是机翼外挂和内部装载的承力支持点；它的缺点主要是根部蒙皮的效益不能充分发挥，机加量大，材料浪费多。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种结构安全性高、重量轻、容易加工的复合材料机翼与机身连接结构。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种复合材料机翼与机身连接装置，包括蒙皮、前梁、前梁接头、前梁隔框、后梁、后梁接头和后梁隔框，所述前梁为口型梁，前梁接头与前梁上下缘条之间采用螺栓连接，前梁接头与前梁腹板之间为胶接；所述前梁隔框由前隔框和前连接件组成，前连接件的两端分别与前梁接头和前隔框之间采用螺栓连接；所述后梁为工字型梁，后梁接头与后梁上下缘条之间采用螺栓连接，后梁接头与后梁腹板之间为胶接；所述后梁隔框由后隔框和后连接件组成，后连接件的两端分别与后梁接头和后隔框之间采用螺栓连接。

本发明针对复合材料大展弦比双梁式机翼与机身的连接装置，这种连接装置是单独加工而成，再通过二次固化和机翼连接一起。本发明采用集中传力方式，连接装置与机身通过垂直耳片叉耳连接的形式与连接，这种螺栓顺航向水平放置，螺栓受剪。连接装置与机翼采用螺钉连接和胶接连接，连接装置承受来自机翼的力和力矩，考虑到机翼的变形方向主要是垂直于机翼翼面，前梁采用口型梁，后梁采用工字型梁，腹板与接头之间采用胶接，上下缘条和接头之间采用螺钉连接。这种连接方式具有以下特点：

（1）接头采用铝合金，便于加工，提高连接的可靠性；

（2）接头与腹板之间采用胶接，减轻了连接重量；

（3）充分发挥了根部蒙皮的传力效率，但同时对蒙皮成型质量的要求较高。

附图说明

图1是本发明中口型梁（前梁）示意图；

图2是本发明中工字梁（后梁）示意图；

图3是本发明中前梁的接头示意图（视角一）；

图4是本发明中前梁的接头示意图（视角二）；

图5是本发明中前梁与前梁接头装配的示意图；

图6是本发明中后梁的接头示意图；

图7是本发明中后梁与后梁接头的示意图；

图8是本发明中前梁隔框示意图；

图9是本发明中后梁隔框示意图；

图10是本发明中各部件装配图示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

图1和图2分别给出了本发明中前梁1和后梁2的结构示意图，其中前梁1和后梁2均为复合材料铺层成型的，因为碳纤维与金属材料之间存在电位差，会出现电偶腐蚀，所以内层为剥离纤维铺层，外面为碳纤维铺层。前梁1一端的上下缘条上打有若干个孔一101，后梁2一端的上下缘条上打有若干个孔二102。

图3和图4给出了本发明中前梁接头3的示意图，前梁接头3由金属材料加工而成，前梁接头3的一端为口型，在口型端的上下面开有若干个孔四104，孔四104是用来连接前梁接头3和前梁1的，前梁接头3的另一端开有若干个孔三103，孔三103是用来连接前梁接头3和前梁隔框6的，在孔四104和孔三103之间、前梁接头3的左右两侧开有右减轻槽105和左减轻槽106。

图5给出了本发明中前梁1和前梁接头3装配的示意图，前梁1的上下缘条和前梁接头3之间通过孔一101和孔四104由螺栓连接，前梁1的腹板和前梁接头3之间通过胶粘剂10进行连接，因为前梁接头3和前梁1左右腹板之间传递的力主要是剪力，所以通过胶接。

图6给出了本发明中后梁接头4的示意图，后梁接头4由金属材料加工而成，后梁接头4的一端为工字型，在工字型端的上下面开有若干个孔五108，孔五108是用来连接后梁接头4和后梁2的，槽107在满足后梁接头4的刚度后，对整个后梁接头4进行减重。后梁接头4的另一端开若干孔六110，孔六110是用来连接后梁接头4和后梁隔框8的，在孔五108和孔六110之间、后梁接头4的一侧开有减轻槽109。

图7给出了本发明中后梁2和后梁接头4装配的示意图，后梁2的上下缘条和后梁接头4之间通过孔二102和孔五108由螺栓连接，后梁2的腹板和后梁接头4之间通过胶粘剂11进行连接，因为后梁接头4和后梁2腹板之间传递的力主要是剪力，所以通过胶接。

图8给出了本发明中前梁隔框的示意图，前梁隔框由前隔框6和前连接件5组成，前连接件5的一端开有孔七111，孔七111是为了连接前梁接头3和前连接件5，前连接件5的另一端开有孔八112，孔八112是为了连接前连接件5和前隔框6。

图9给出了本发明中后梁隔框的示意图，后梁隔框由后隔框8和后连接件7组成，后连接件7的一端开有孔九113，孔九113是为了连接后梁接头4和后连接件7，后连接件7的另一端开有孔十114，孔十114是为了连接后连接件7和后隔框8。

图10给出了本发明的整体结构示意图，整体由蒙皮9、前梁1、后梁2、前梁接头3、后梁接头4、前隔框6、前连接件5、后隔框8和后连接件7组成。

Claims (8)

1.一种复合材料机翼与机身连接装置，包括蒙皮、前梁、前梁接头、前梁隔框、后梁、后梁接头和后梁隔框，其特征在于所述前梁为口型梁，前梁接头与前梁上下緣条之间采用螺栓连接，前梁接头与前梁腹板之间为胶接；所述后梁为工字型梁，后梁接头与后梁上下緣条之间采用螺栓连接，后梁接头与后梁腹板之间为胶接；所述前梁接头的一端为口型，在口型端的上下面开有若干个用来连接前梁接头和前梁的孔四，前梁接头的另一端开有若干个用来连接前梁接头和前梁隔框的孔三，在孔四和孔三之间、前梁接头的左右两侧开有右减轻槽和左减轻槽；所述后梁接头的一端为工字型，在工字型端的上下面开有若干个用来连接后梁接头和后梁的孔五，后梁接头的另一端开若干个用来连接后梁接头和后梁隔框的孔六，在孔五和孔六之间、后梁接头的一侧开有减轻槽。

2.根据权利要求1所述的复合材料机翼与机身连接装置，其特征在于所述前梁为复合材料铺层成型的，内层为玻璃纤维铺层，外面为碳纤维铺层。

3.根据权利要求1所述的复合材料机翼与机身连接装置，其特征在于所述后梁为复合材料铺层成型的，内层为玻璃纤维铺层，外面为碳纤维铺层。

4.根据权利要求1所述的复合材料机翼与机身连接装置，其特征在于所述前梁隔框由前隔框和前连接件组成，前连接件的两端分别与前梁接头和前隔框之间采用螺栓连接。

5.根据权利要求4所述的复合材料机翼与机身连接装置，其特征在于所述前连接件的一端开有连接前梁接头和前连接件的孔七，前连接件的另一端开有连接前连接件和前隔框的孔八。

6.根据权利要求1所述的复合材料机翼与机身连接装置，其特征在于所述后梁隔框由后隔框和后连接件组成，后连接件的两端分别与后梁接头和后隔框之间采用螺栓连接。

7.根据权利要求6所述的复合材料机翼与机身连接装置，其特征在于所述后连接件的一端开有连接后梁接头和后连接件的孔九，后连接件的另一端开有连接后连接件和后隔框的孔十。

8.根据权利要求1所述的复合材料机翼与机身连接装置，其特征在于所述前梁接头和后梁接头的材质为铝合金。