CN113911314B - 龙骨梁缘条连接结构及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种龙骨梁缘条连接结构，包括：在纵向方向上对准的第一缘条和第二缘条；抗压件，抗压件接合在第一缘条和第二缘条的相互靠近的端部的空隙之间；以及附连结构，附连结构用于将第一缘条和第二缘条保持在一起。通过这种连接结构，使得龙骨梁能够适应待连接的龙骨梁缘条的端部之间的无法精确控制的间距变化情况，并且在龙骨梁缘条受到较大压缩载荷时，由抗压件和附连结构共同传递载荷；而当缘条受到较小拉伸载荷时，仅由附连结构传递载荷，从而形成拉压非对称的结构，使得附连结构不需要具有很强的结构强度，减轻了结构重量，同时提高了传载效率。本发明还涉及一种安装龙骨梁缘条连接结构的方法。

Description

龙骨梁缘条连接结构及其安装方法

技术领域

本发明属于民用飞行器的龙骨梁缘条连接领域，涉及一种龙骨梁缘条的连接结构，并且更具体地涉及一种用于民用飞行器的龙骨梁缘条的连接结构。

本发明还涉及一种安装龙骨梁缘条连接结构的方法。

背景技术

诸如民用客机/飞机之类的民用飞行器的机体结构由不同的零件、组件、部件组成，这些结构件不是天然的整体,而是通过各种连接方式组合在一起，以便形成整个飞行器的机体结构。机体结构在飞行器的起飞和/或下降过程中承受着从地面到空中的各类载荷。

龙骨梁通常位于中机身底部，作为民用飞行器的重要组成部分，龙骨梁用于连接机身的前部、中部和后部，并且主要用于传递机身下部沿航向的很大压缩载荷，同时也承担着一部分的拉伸载荷。不同型号的飞行器的连接形式也不同。例如，在一些飞行器中，通过缘条壁板搭接的方式连接，即，通过缘条端部的重叠部分来实现连接，而在另一些飞行器中，通过对拉接头的方式连接，例如通过两个缘条端部的凸缘连接。例如，通过紧固件使两个T形的端部(例如圆形凸缘)连接在一起。然而，在如上所述的现有的连接形式中，需要龙骨梁在机身部段之间相互交错，不利于机身分段，并且给机身装配带来不利的影响。另外，为了确保龙骨梁能够承受较大的压缩载荷，这些连接结构必须确保足够的结构强度，使得现有技术中的龙骨梁连接形式重量较重，传载效率低，例如特别是对拉接头的形式。另外，发明人发现，在装配期间，由于机身结构中其它部分的影响或装配工艺的限制，使得很难精确确定待连接的连个缘条端部之间的距离，这进一步增加了连接/装配的难度。

因此，仍然需要一种克服现有技术中的一个或多个缺点的龙骨梁缘条连接结构，以便促进机身的装配，减轻龙骨梁的重量，进而降低飞行器的总重量，并提高龙骨梁传载效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合机身结构布置特点、利于机身分段装配、传载高效、简单可靠且重量轻的龙骨梁连接形式。

根据本发明的一个方面，提出了一种龙骨梁缘条连接结构，该龙骨梁缘条连接结构可以包括：在纵向方向(例如，缘条的长度方向)上对准的第一缘条和第二缘条；抗压件，抗压件接合在第一缘条和第二缘条的相互靠近的端部的空隙之间；以及附连结构，附连结构用于将第一缘条和第二缘条保持在一起。

通过这种连接结构，使得龙骨梁能够适应待连接的龙骨梁缘条的端部之间的无法精确控制的间距变化情况，并且在龙骨梁缘条受到较大压缩载荷时，由抗压件和附连结构共同传递载荷；而当缘条受到较小拉伸载荷时，仅由附连结构传递载荷，从而形成拉压非对称的结构，使得附连结构不需要具有很强的结构强度，减轻了结构重量，同时提高了传载效率。

根据本发明的上述方面，较佳地，第一缘条和第二缘条的端部之间的空隙可以为V形的，而抗压件可以为楔形垫块，并且具有朝向末端渐缩的插入部。这样，由于各部分的结构简单，空间开敞，对接面少，故对缘条之间的连接和装配比较方便。同时，通过这种楔形结构，利用抗压件自身的重力接合在间隙中，可以避免抗压件从缘条之间的空隙中向下滑落/滑出。

根据本发明的上述方面，较佳地，抗压件可以设有突出部，该突出部在纵向方向上朝向第一缘条和第二缘条并且远离抗压件延伸。该突出部可以用作第二重保险，进一步避免缘条受拉时抗压件向下脱离缘条之间的空隙。

根据本发明的上述方面，较佳地，抗压件的插入部的倾斜表面的斜度可以满足l/h<μ，其中，l为在插入部的一侧上、在远离突出部的自由端与靠近突出部的基部之间、在纵向方向上的距离，h为插入部的高度，并且其中，μ为第一缘条或第二缘条与抗压件之间的摩擦系数。

这样，可以确保在第一缘条或第二缘条与抗压件之间存在足够大小的摩擦力，该摩擦力与抗压件自身的重力协配，使得在抗压件在受到两侧的缘条的挤压力时，不会从两个端部之间的空隙中滑出，例如向上滑出而脱离该空隙。

根据本发明的上述方面，较佳地，抗压件与第一缘条或第二缘条的端部的贴合面积可以大于第一缘条或第二缘条的端部的端面面积的2/3。从而进一步确保抗压件受到两侧的缘条的挤压力时，不会从两个端部之间的空隙中滑出。

根据本发明的上述方面，较佳地，附连结构可以包括搭接板和用于将搭接板固定到第一缘条和第二缘条的紧固件。这样，使得本发明的龙骨梁缘条仅通过少量结构件即可实现牢固且可靠的连接。

根据本发明的上述方面，较佳地，为了进一步增加连接的可靠性，搭接板可以包括2个，并且分别在第一缘条和第二缘条的端部的两侧处借助紧固件将第一缘条附连到第二缘条。

根据本发明的上述方面，较佳地，为了更好地承受纵向方向上的压缩载荷和拉伸载荷，紧固件可以包括抗剪螺栓和协配的螺母。

根据本发明的另一方面，提出了一种安装根据上述方面的龙骨梁缘条连接结构的方法，该方法可以包括以下步骤：对齐步骤，在对齐步骤中，使第一缘条和第二缘条在纵向方向X上对齐；放置抗压件步骤，在该步骤中，将抗压件放置在第一缘条和第二缘条的相互靠近的端部的空隙之间；以及固定步骤，在固定步骤中，借助附连结构将第一缘条附连到第二缘条。

根据本发明的上述方面，较佳地，放置抗压件步骤还包括磨削步骤，在磨削步骤中，磨削抗压件的插入部的侧面，直到插入部的侧面与第一缘条或第二缘条的端部的贴合面积大于第一缘条或第二缘条的端部的端面面积的2/3为止。这样，通过磨削抗压件，一方面能够根据第一缘条或第二缘条的相互靠近的端部之间的距离来调节抗压件的尺寸，使得抗压件能够尽可能完全适配到缘条之间的空隙中，另一方面，能够使得抗压件的插入部的侧面与缘条的端部的贴合，从而确保其间的摩擦力。

综上所述，根据本发明的龙骨梁缘条连接结构实现了龙骨梁结构在前部、中部和后部机身部段之间的简单的接口/界面关系，实现了民用飞行器龙骨梁缘条连接强度、重量、工艺之间的平衡，实现了预期的发明目的。

附图说明

图1是根据本发明的非限制性实施例的龙骨梁缘条连接结构的示意性立体图；

图2是根据本发明的非限制性实施例的龙骨梁缘条连接结构的示意性俯视图；

图3是根据本发明的非限制性实施例的龙骨梁缘条连接结构的示意性侧视图；

图4是根据本发明的非限制性实施例的龙骨梁缘条连接结构的示意性剖视图；

图5是根据本发明的非限制性实施例的抗压件的示意性正视图；

图6是根据本发明的另一个非限制性实施例的抗压件的示意性正视图；以及

图7是示出了安装根据本发明的非限制性实施例的龙骨梁缘条连接结构的方法的示意图。

上述附图仅仅是示意性的，未严格按照比例绘制。

图中的附图标记在附图和实施例中的列表：

100－龙骨梁缘条连接结构；包括：

10－第一缘条

11－第一端

12－第二端

13－第一系列开口

20－第二缘条

21－第一端

22－第二端

23－第二系列开口

30－抗压件

31－插入部

32－突出部

33－销孔

40－抗压件

41－搭接板

411－附连孔

42－紧固件

421－抗剪螺栓

422－螺母

X－纵向方向。

具体实施方式

应当理解，除非明确地指出相反，否则本发明可以采用各种替代的取向和步骤顺序。还应当理解，附图中所示及说明书中的具体装置仅是本文公开和限定的发明构思的示例性实施例。因而，除非另有明确的声明，否则所公开的各种实施例涉及的具体运动路径、方向或其它物理特征不应被视为限制。

下面结合附图具体说明根据本发明的非限制性实施例的龙骨梁缘条连接结构100，从而更清楚地了解本发明的发明原理和有益的技术效果。

图1-3是从不同方向观察的根据本发明的非限制性实施例的龙骨梁缘条连接结构100的示意图。

如图所示并且作为非限制性示例，该龙骨梁缘条连接结构100例如可以包括：第一缘条10、第二缘条20、抗压件30和附连结构40。

第一缘条10和第二缘条20可以是用于诸如民用飞机之类的客机的龙骨梁的缘条，该龙骨梁可以位于中机身底部。

在附图示出的实施例中，第一缘条10和第二缘条20分别示出为具有矩形截面的长条形状。例如，第一缘条10可以具有第一端11和第二端12，而第二缘条20可以具有第一端21和第二端22。然而应当理解，第一缘条10和第二缘条20可以是现有技术中已知的任何形状，并且可以以任何材料加工而成。

在缘条的安装附连过程中，由于组装工艺的限制，相对于缘条的取向，缘条之间的间隙更不易于精确控制，使得在第一缘条10和第二缘条20的相互靠近的端部之间的空隙，例如第二端12和第一端21之间的空隙/间隙发生波动，即在纵向方向X方向上的尺寸大小不同/或者不能精确控制。

在该较佳实施例中，发明人设计了一种能够适应这种空隙波动的结构形式，例如将第一缘条10和第二缘条20的端部(例如第二端12和第一端21)之间的空隙设计为V形。例如，可以使第一缘条10和第二缘条20的相互靠近的端部形成斜面，并且在纵向方向X上对准。这样，由于第一缘条10和第二缘条20的取向更易于控制，而其间的空隙不太容易控制，从而使该空隙始终保持V形，而当第一缘条10和第二缘条20之间间距不同时，仅体现为V形开口的大小不同，而它们端部形成斜面的斜率不变。

图4是根据本发明的非限制性实施例的龙骨梁缘条连接结构100的示意性剖视图，其示出了通过图2的截面A-A的龙骨梁缘条连接结构100的横截面。在该图4中，能够更清楚地示出该V形的空隙。

如本申请的背景技术部分介绍的，由于龙骨梁缘条受到较大压缩载荷，为此，在第一缘条10和第二缘条20的相互靠近的端部的空隙之间设置抗压件30。抗压件30的非限制性示例在图5和6中示出。

如图所示并且作为本发明的较佳实施例，抗压件30可以为楔形垫块，并且包括具有两个相反的与第一缘条10和第二缘条20的端部配合的配合表面的插入部31，在较佳实施例中，抗压件30还可以包括突出部32(如以下更详细说明书的)。

插入部31可以朝向末端渐缩，以配合插入到第一缘条10和第二缘条20之间的空隙中。在较佳实施例中，插入部31在面向第一缘条10和第二缘条20的两侧上均为倾斜表面，并且这些倾斜表面的斜度对应于协配的第一缘条10和第二缘条20的端部斜度，例如第二端12和第一端21的表面的斜度。

在插入部31的任一侧上，例如对于图5中示出的插入部31的左侧表面，插入部31的倾斜表面的斜度可以满足l/h<μ。其中，l为插入部31的、在远离突出部32的自由端与靠近突出部32的基部之间、在纵向方向X上的距离，即，插入部31在纵向方向X上最大尺寸点与最小尺寸点在纵向方向X上的投影之间的距离(见图5)；h为插入部31的高度，例如在垂直于纵向方向X的竖直方向上的竖直尺寸；而μ为第一缘条10与抗压件30之间的摩擦系数，例如，对于插入部31左侧的表面，为第一缘条10的第二端12的倾斜表面与抗压件30的左侧的倾斜表面之间的摩擦系数。

同样地，对于图5中示出的插入部31的右侧的倾斜表面，其斜度同样可以满足l/h<μ，此时，μ为第二缘条20的第一端21的倾斜表面与抗压件30的右侧的倾斜表面之间的摩擦系数。

较佳地，插入部31的高度h大于第一缘条10和第二缘条20之间的空隙的深度，以便完全插入配合到该空隙中，并且在空隙大于预期值时，仍然确保与第一缘条10和第二缘条20的端部的紧密接合。然而，应当理解，不管在什么情况下，较佳地，使插入部31至少插入空隙的高度的1/2处，以确保插入部31能够可靠地接合在空隙中。

发明人发现，当抗压件30与第一缘条10或第二缘条20的端部的贴合面积大于第一缘条10或第二缘条20的端部的端面面积的2/3时，抗压件30能够超乎意料地保持在第一缘条10和第二缘条20之间的空隙中，而不会由于第一缘条10和第二缘条20之间的压缩载荷而从该空隙脱出。

在图6中示出的替代实施例中，抗压件30还可包括设置在插入部31附近的销孔33，销孔33用于与未示出的销配合，以便在抗压件30插入配合到空隙中后，借助销将抗压件30牢固地保持在空隙中，以免意外地从空隙脱落。销孔33可以为通孔或者为螺纹孔，并且可以为圆形或者其它形状，而不脱离本发明的范围。

作为本发明的非限制性示例并且作为较佳实施例，突出部32可以设置在抗压件30的顶部处，例如分别朝向第一缘条10和第二缘条20在纵向方向X上远离抗压件30延伸，从而形成凸台或凸头形式。该突出部32充当止挡构件的作用，当空隙过大时，突出部32用于防止抗压件30掉落到空隙中，或者从空隙脱落。

应当理解，抗压件30可以由任何材料通过任何加工方法制成，并且较佳地，抗压件30的材料与第一缘条10或第二缘条20的材料相同，例如由铝合金、钛合金或复合材料制成。

继续返回参照图1-3，如图所示，附连结构40可以包括搭接板41和紧固件42，附连结构30用于将第一缘条10和第二缘条20牢固地保持在一起。

作为本发明的非限制性示例并且作为较佳实施例，第一缘条10和第二缘条20可以分别设有第一系列开口13和第二系列开口23，而搭接板41包括可以附连孔411，以便借助穿过这些开口和附连孔的紧固件42将第一缘条10附连到第二缘条20，例如在第一缘条10和第二缘条20的端部处。

在附图示出的实施例中，第一系列开口13包括靠近第二端12的3个圆形开口，而第二系列开口23同样包括靠近第一端21的3个圆形开口，而搭接板41包括可以6个附连孔411。另外，搭接板41示出为包括2个，并且从第一缘条10和第二缘条20的两侧夹紧它们，以将它们牢固地保持在一起，同时避免抗压件30在空隙中的侧向偏移。

紧固件42可以是本领域已知的任何螺栓、螺柱等，但是较佳地包括抗剪螺栓421和协配的螺母422，以便与抗压件30协配以承受龙骨梁之间的较大的压缩载荷，或者单独承受较小的拉伸载荷。

应当理解，搭接板41以及开口或孔的数量和形式仅是示意性的，本领域技术人员可以设想其它数量或类型的连接结构，例如压接结构、卡扣接合的结构等，而不脱离本发明的范围。

图7是示出了安装根据本发明的非限制性实施例的龙骨梁缘条连接结构100方法的示意图.

如图中示意性示出的，该方法可以包括以下步骤：

(1)对齐步骤，在对齐步骤中，使第一缘条10和第二缘条20在纵向方向X上对齐，特别是，例如使得第一缘条10的第二端12和第二缘条20的第一端21上下和左右对齐。

(2)放置抗压件步骤，在该步骤中，将抗压件30放置在第一缘条10和第二缘条20的相互靠近的端部的空隙之间；较佳地，该放置抗压件步骤还可以包括磨削步骤，在磨削步骤中，可以例如借助磨机/砂轮等来磨削抗压件30的插入部31的侧面，直到插入部31的侧面与第一缘条10或第二缘条20的端部的贴合面积大于第一缘条10或第二缘条20的端部的端面面积的2/3为止。

(3)固定步骤，在固定步骤中，借助附连结构40将第一缘条10附连到第二缘条20。例如，使搭接板41在两侧夹紧第一缘条10和第二缘条20，并且借助穿过其中的开口的抗剪螺栓421和协配的螺母422紧固夹紧。

此时，如果第一缘条10、第二缘条20和/或搭接板41上不存在期望的孔口，在该固定步骤中还可以包括钻孔步骤。

应当理解，上述安装步骤是示意性的，本领域技术人员可以根据实际情况增加或减少一个或多个步骤，并且可以调整各步骤之间的顺序。例如可以在固定步骤中实施钻孔，或者在之前的对齐步骤中实施钻孔，而不脱离本发明构思的范围。

如本文所用，用于表示顺序的用语“第一”或“第二”等仅仅是为了使本领域普通技术人员更好地理解以较佳实施例形式示出的本发明的构思，而非用于限制本发明。除非另有说明，否则所有顺序、方位或取向仅用于区分一个元件/部件/结构与另一个元件/部件/结构的目的，并且除非另有说明，否则不表示任何特定顺序、安装顺序、方向或取向。例如，在替代实施例中，“第一缘条”可以用来表示“第二缘条”，而“左侧表面”也可以替代地为“右侧表面”等。

综上所述，根据本发明的实施例的龙骨梁缘条连接结构100克服了现有技术中的缺点，实现了预期的发明目的。

虽然以上结合了较佳实施例对本发明的龙骨梁缘条连接结构进行了说明，但是本技术领域的普通技术人员应当认识到，上述示例仅是用来说明的，而不能作为对本发明的限制。因此，可以在权利要求书的实质精神范围内对本发明进行各种修改和变型，这些修改和变型都将落在本发明的权利要求书所要求的范围之内。

Claims (9)

1.一种龙骨梁缘条连接结构(100)，其特征在于，所述龙骨梁缘条连接结构(100)包括：

在纵向方向(X)上对准的第一缘条(10)和第二缘条(20)；

抗压件(30)，所述抗压件接合在所述第一缘条(10)和所述第二缘条(20)的相互靠近的端部的空隙之间；以及

附连结构(40)，所述附连结构(30)用于将所述第一缘条(10)和所述第二缘条(20)保持在一起，

其中，所述第一缘条(10)和所述第二缘条(20)的端部之间的所述空隙为V形的，而所述抗压件(30)为楔形垫块，并且具有朝向末端渐缩的插入部(31)。

2.根据权利要求1所述的龙骨梁缘条连接结构(100)，其特征在于，所述抗压件(30)设有突出部(32)，所述突出部在所述纵向方向(X)上朝向所述第一缘条(10)和所述第二缘条(20)并且远离所述抗压件(30)延伸。

3.根据权利要求2所述的龙骨梁缘条连接结构(100)，其特征在于，所述抗压件(30)的所述插入部(31)的倾斜表面的斜度满足l/h<μ，其中，l为在所述插入部(31)的一侧上、在远离所述突出部(32)的自由端与靠近所述突出部(32)的基部之间、在所述纵向方向(X)上的距离，h为所述插入部(31)的高度，并且其中，μ为所述第一缘条(10)或所述第二缘条(20)与所述抗压件(30)之间的摩擦系数。

4.根据权利要求3所述的龙骨梁缘条连接结构(100)，其特征在于，所述抗压件(30)与所述第一缘条(10)或所述第二缘条(20)的端部的贴合面积大于所述第一缘条(10)或所述第二缘条(20)的端部的端面面积的2/3。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的龙骨梁缘条连接结构(100)，其特征在于，所述附连结构(40)包括搭接板(41)和用于将所述搭接板固定到所述第一缘条(10)和所述第二缘条(20)的紧固件(42)。

6.根据权利要求5所述的龙骨梁缘条连接结构(100)，其特征在于，所述搭接板(41)包括2个，并且分别在所述第一缘条(10)和所述第二缘条(20)的端部的两侧处借助所述紧固件(42)将所述第一缘条(10)附连到所述第二缘条(20)。

7.根据权利要求6所述的龙骨梁缘条连接结构(100)，其特征在于，所述紧固件(42)包括抗剪螺栓(421)和协配的螺母(422)。

8.一种安装根据权利要求1-7中任一项所述的龙骨梁缘条连接结构(100)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)对齐步骤，在所述对齐步骤中，使所述第一缘条(10)和所述第二缘条(20)在所述纵向方向(X)上对齐；

(2)放置抗压件步骤，在所述放置抗压件步骤中，将所述抗压件(30)放置在所述第一缘条(10)和所述第二缘条(20)的相互靠近的端部的空隙之间；以及

(3)固定步骤，在所述固定步骤中，借助所述附连结构(40)将所述第一缘条(10)附连到所述第二缘条(20)。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述放置抗压件步骤还包括磨削步骤，在所述磨削步骤中，磨削所述抗压件(30)的插入部(31)的侧面，直到所述插入部(31)的侧面与所述第一缘条(10)或所述第二缘条(20)的端部的贴合面积大于所述第一缘条(10)或所述第二缘条(20)的端部的端面面积的2/3为止。