CN104176228B - 一种复合材料机身、机翼接头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及航空设备技术领域，尤其涉及一种复合材料机身、机翼接头。复合材料机身、机翼接头，包括上悬臂、下悬臂、左悬臂和右悬臂，其中，所述上悬臂、下悬臂、左悬臂和右悬臂由多层复合材料布堆叠而成。本申请提供的接头通过多层复合材料布堆叠制成机身、机翼接头，能够避免金属接头与复合材料机翼或机身连接时，由于电偶腐蚀、热膨胀等因素导致的接头与机身、机翼连接不稳固的问题，并且在满足连接结构强度的前提下，具有重量轻，制造成本低的特点。

Description

一种复合材料机身、机翼接头

技术领域

本发明涉及航空设备技术领域，尤其涉及一种复合材料机身、机翼接头。

背景技术

现代国际上，无论从适航条款还是经济效益方面都对民机设计提出了更高的要求。其经济性、安全性、舒适性成为全球民机制造商最为推崇的目标。而从另外一个方面来说，新材料、新工艺的大力发展也为民机设计提供了更为广阔的舞台。尤其是当代复合材料的应用，其别于金属的剪裁性，密度轻，抗腐蚀等优点正在被广泛用于民机结构中。国内复合材料的应用，尤其是在民机设计方面的应用步伐要比国际上其它大制造商迟缓和更为保守一些。

机翼连接是飞机设计中最重要的环节。十字型连接接头也是大型民用飞机机身中央翼盒和机翼连接的主要形式。其材料为多为金属，接头装配形式大多为紧固件连接或者焊接。这种金属接头连接制造成本高，公差控制难、重量重等缺点。

针对上述问题，我们需要一种能够避免金属接头和复合材料机翼或机身连接时，由于电偶腐蚀、热膨胀等因素引起的一些问题，也使得结构在满足强度的前提下，具有重量轻，制造成本低的接头结构。

发明内容

本发明的目的在于提出一种复合材料机身、机翼接头，具有较高的结构强度，且质量轻、制造成本低，且与机翼和机身连接的稳定性更强。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种复合材料机身、机翼接头，包括上悬臂、下悬臂、左悬臂和右悬臂，其中，所述上悬臂、下悬臂、左悬臂和右悬臂由多层复合材料布堆叠而成。

作为上述复合材料机身、机翼接头的一种优选方案，每层复合材料布均包括第一部分和第二部分，所述第一部分和第二部分垂直设置。

作为上述复合材料机身、机翼接头的一种优选方案，所述多层复合材料布包括过渡区，所述过渡区为斜坡式结构。

作为上述复合材料机身、机翼接头的一种优选方案，所述过渡区通过多层复合材料布堆叠过程中丢层或增加层制成。

作为上述复合材料机身、机翼接头的一种优选方案，两相邻过渡区之间的间隔大于2.5mm。

作为上述复合材料机身、机翼接头的一种优选方案，位于过渡区两端的铺层相差两层。

作为上述复合材料机身、机翼接头的一种优选方案，所述复合材料布为二维编织布，所述二维编织布包括经线和纬线，至少所述二维编织布的经线由碳纤维/环氧树脂复合材料制成。

作为上述复合材料机身、机翼接头的一种优选方案，所述多层复合材料布通过胶结剂胶结固化。

作为上述复合材料机身、机翼接头的一种优选方案，所述接头包括四种朝向不同方向的复合材料布，分别为第一复合材料布、第二复合材料布、第三复合材料布和第四复合材料布；

所述第一复合材料布的第二部分和第二复合材料布的第二部分构成上悬臂，所述第二复合材料布的第一部分和第三复合材料布的第一部分构成右悬臂，所述第三复合材料布的第二部分和第四复合材料布的第二部分构成下悬臂，所述第四复合材料布的第一部分和第一复合材料布的第一部分构成左悬臂。

作为上述复合材料机身、机翼接头的一种优选方案，当所述接头与金属结构连接时，接头的连接面上铺设有一侧玻璃纤维或钛。

本发明的有益效果为：本申请提供了一种复合材料机身、机翼接头，其通过多层复合材料布堆叠制成机身、机翼接头，能够避免金属接头与复合材料机翼或机身连接时，由于电偶腐蚀、热膨胀等因素导致的接头与机身、机翼连接不稳固的问题，并且在满足连接结构强度的前提下，具有重量轻，制造成本低的特点。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的复合材料机身、机翼接头的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的具有过渡区的多层复合材料布的结构示意图。

其中：

1：上悬臂；2：下悬臂；3：左悬臂；4：右悬臂；5：过渡区；6：第一复合材料布；7：第二复合材料布；8：第三复合材料布；9：第四复合材料布。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，在此实施方式中，本申请提供了一种复合材料机身、机翼接头，其包括上悬臂1、下悬臂2、左悬臂3和右悬臂4，上述上悬臂1、下悬臂2、左悬臂3和右悬臂4由多层复合材料布堆叠而成。

具体的，接头是由上悬臂1、下悬臂2、左悬臂3和右悬臂4组成的十字型结构，起到连接机身和机翼的作用。其中，上悬臂1和机身框或机身相连，下悬臂2和机翼根部肋板相连，左悬臂3和机身中央翼盒的上壁板相连，右悬臂4和机翼的上壁板相连。在此实施方式中接头采用多层复合材料布堆叠而成，可以提高机身和机翼连接的稳定性。

在此实施方式中，每层复合材料布均包括第一部分和第二部分，第一部分和第二部分垂直设置，具体的，第一部分水平设置，第二部分竖直设置。

如图2所示，为了接头安装或结构上的需要，多层复合材料布包括过渡区，该过渡区5为斜坡式结构。过渡区5通过多层复合材料布堆叠过程中丢层或增加层制成。且两相邻过渡区之间的间隔大于2.5mm。

位于过渡区5两端的铺层相差两层，即过渡区的铺层每次递减2层。

作为优选的，过渡区5层压板表面部分有完整的铺层，且无论丢层或者增加层都应该为均匀的布置。

复合材料布为二维编织布，二维编织布包括经线和纬线，至少二维编织布的经线由碳纤维/环氧树脂复合材料制成。因为二维编织布的经线为主要的受力方向，纬线不具备结构性能，纬线只是用来保持经线的位置，因此，二维编织布的经线是由碳纤维/环氧树脂复合材料制成，纬线并不是必须的由碳纤维/环氧树脂复合材料制成。

为了提高接头的结构强度，十字接头的水平和竖直板的交叉面具有径向连续纤维通过。

多层复合材料布通过胶结剂胶结固化，固化后进行紧固件连接，若接头与金属结构连接，在其连接表面铺设一层玻璃纤维或钛。且结构的边缘需进行密封处理。

在此实施方式中，接头包括四种朝向不同方向的复合材料布，分别为第一复合材料布6、第二复合材料布7、第三复合材料布8和第四复合材料布9。第一复合材料布6的第二部分和第二复合材料布7的第二部分构成上悬臂1，第二复合材料布7的第一部分和第三复合材料布8的第一部分构成右悬臂4，第三复合材料布8的第二部分和第四复合材料布9的第二部分构成下悬臂2，第四复合材料布9的第一部分和第一复合材料布6的第一部分构成左悬臂3。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种复合材料机身、机翼接头，包括上悬臂、下悬臂、左悬臂和右悬臂，其特征在于，所述上悬臂、下悬臂、左悬臂和右悬臂由多层复合材料布堆叠而成；

所述多层复合材料布包括过渡区，所述过渡区层压板表面部分有完整的铺层；

两相邻过渡区之间的间隔大于2.5mm；

所述复合材料布为二维编织布，所述二维编织布包括经线和纬线，至少所述二维编织布的经线由碳纤维/环氧树脂复合材料制成；

当所述接头与金属结构连接时，接头的连接面上铺设有一侧玻璃纤维或钛。

2.根据权利要求1所述的复合材料机身、机翼接头，其特征在于，每层复合材料布均包括第一部分和第二部分，所述第一部分和第二部分垂直设置。

3.根据权利要求1所述的复合材料机身、机翼接头，其特征在于，所述过渡区为斜坡式结构。

4.根据权利要求3所述的复合材料机身、机翼接头，其特征在于，所述过渡区通过多层复合材料布堆叠过程中丢层或增加层制成。

5.根据权利要求3所述的复合材料机身、机翼接头，其特征在于，位于过渡区两端的铺层相差两层。

6.根据权利要求1所述的复合材料机身、机翼接头，其特征在于，所述多层复合材料布通过胶结剂胶结固化。

7.根据权利要求2所述的复合材料机身、机翼接头，其特征在于，所述接头包括四种朝向不同方向的复合材料布，分别为第一复合材料布、第二复合材料布、第三复合材料布和第四复合材料布；

所述第一复合材料布的第二部分和第二复合材料布的第二部分构成上悬臂，所述第二复合材料布的第一部分和第三复合材料布的第一部分构成右悬臂，所述第三复合材料布的第二部分和第四复合材料布的第二部分构成下悬臂，所述第四复合材料布的第一部分和第一复合材料布的第一部分构成左悬臂。