CN108825605A - 一种碳纤维复合材料桁架主体结构与支杆的装配方法 - Google Patents
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Abstract
一种碳纤维复合材料桁架主体结构与支杆的装配方法属于空间光学遥感领域；本方法为了解决大型轻质碳纤维复合材料桁架结构主体结构与支杆装配过程中减小体积、减轻质量、降低加工难度、保障胶层厚度均匀的同时提高桁架整体刚度和稳定性的技术问题；本方法包括T型接头、桥接板和支杆，将所述T型接头的薄壁插板插入支杆的狭槽中；将所述桥接板的桥接平面胶接在T型接头的薄壁插板上，所述桥接柱面胶接在支杆上，对胶接区域施压、固化，实现T型接头的薄壁插板与支杆之间不接触；所述安装法兰固定在桁架主体结构上；本方法胶层的厚度和均匀性易于控制，体积小，质量轻，结构简单，易于成型与装配，碳纤维复合材料桁架结构的刚度高，热稳定性好。
Description
技术领域
本发明属于空间光学遥感领域，涉及一种碳纤维复合材料桁架主体结构与支杆的装配方法。
背景技术
由碳纤维复合材料构成的空间桁架结构具有比刚度高、比强度高、热稳定性好等优点，目前已广泛应用于空间光学遥感器中。在桁架结构设计中，不可避免地涉及到主体结构某一位置与支杆装配的问题。接头的材料、装配方法直接影响到整个桁架结构的力学性能与热性能。目前，最常用的装配方法为：在主体结构与支杆之间设置金属接头，支杆通过套接的方式与金属接头胶接在一起，金属接头再通过螺接的方式与主结构装配在一起。这种方式有以下几个缺点：
1、金属接头体积大，质量大，结构复杂，不易加工；尤其当接头为多通形式时，结构更为复杂，加工难度更大。
2、支杆通过套接的方式与金属接头胶接在一起，无法对胶接处施压，这样导致胶层厚度及均匀性不易控制。
3、金属接头和复合材料支杆的材质不同，金属在高低温环境下膨胀和收缩的变形显著高于碳纤维复合材料的变形，两种材质的变形差异严重影响桁架结构的整体稳定性。
发明内容
本发明为了解决大型轻质碳纤维复合材料桁架结构主体结构与支杆装配过程中减小体积、减轻质量、降低加工难度、保障胶层厚度均匀的同时提高桁架整体刚度和稳定性的技术问题，提供了一种碳纤维复合材料桁架主体结构与支杆的装配方法。
本发明的技术方案如下：
一种碳纤维复合材料桁架主体结构与支杆的装配方法，包括T型接头和桥接板，
所述T型接头和桥接板材质均为碳纤维复合材料；
所述T型接头包括安装法兰和薄壁插板，所述薄壁插板的一端设置在安装法兰的一面上；
所述桥接板包括桥接平面和桥接柱面；所述薄壁插板另一端的两侧均匀设置四个所述桥接板；
支杆的一端沿直径方向对应设置两条狭槽，所述狭槽垂直于所述支杆的横截面；
所述狭槽的宽度大于薄壁插板的厚度；
将所述T型接头的薄壁插板插入支杆的狭槽中；将所述桥接板的桥接平面胶接在T型接头的薄壁插板上，所述桥接柱面胶接在支杆上，对胶接区域施压、固化；所述安装法兰固定在桁架主体结构上，实现桁架主体结构与支杆的装配。
所述安装法兰与桁架主体结构的连接方法为胶接、螺接或胶螺连接。
所述安装法兰和薄壁插板之间的夹角范围为45°至90°。
本发明具有的有益效果：
1、体积小，质量轻，结构简单，易于成型与装配。
2、桥接板与T型接头及支杆搭接在一起，便于对胶接处施压，胶层的厚度和均匀性易于控制。
3、T型接头、桥接板、支杆均为碳纤维复合材料，桁架结构的刚度高，热稳定性好。
附图说明
图1为本发明一种碳纤维复合材料桁架主体结构与支杆的装配
方法的桁架主体结构与支杆装配方法示意图；
图2为本发明一种碳纤维复合材料桁架主体结构与支杆的装配
方法的T型接头示意图；
图3为本发明一种碳纤维复合材料桁架主体结构与支杆的装配
方法的桥接板示意图；
图4为本发明一种碳纤维复合材料桁架主体结构与支杆的装配
方法的支杆示意图。
其中，1、T型接头，1-1、安装法兰，1-2、薄壁插板，2、桥接板，2-1、桥接平面，2-2、桥接柱面，3、支杆，3-1、狭槽，4、桁架主体结构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细阐述。
如图1至图4所示，一种碳纤维复合材料桁架主体结构与支杆的装配方法，包括T型接头1和桥接板2。
T型接头1和桥接板2材质均为碳纤维复合材料。
T型接头1包括安装法兰1-1和薄壁插板1-2，薄壁插板1-2的一端设置在安装法兰1-1的一面上，安装法兰1-1和薄壁插板1-2之间的夹角范围为45°至90°。
桥接板2包括桥接平面2-1和桥接柱面2-2；薄壁插板1-2另一端的两侧均匀设置四个桥接板2。桥接板的数量为4个的时候，本发明的实施效果最佳。
支杆3的一端沿直径方向对应设置两条狭槽3-1，狭槽3-1垂直于支杆3的横截面。
所述狭槽3-1的宽度明显大于T型接头1的薄壁插板1-2的厚度，这样可有效减小整个桁架的装配应力。
T型接头1与桥接板2的装配方法为胶接、桥接板2与支杆3的装配方法同样为胶接。将所述T型接头1的薄壁插板1-2插入支杆3的狭槽3-1中；分别在T型接头1、桥接板2、支杆3的胶接区域涂覆粘接剂。将所述桥接板2的桥接平面2-1胶接在T型接头的薄壁插板1-2上，所述桥接柱面2-2胶接在支杆3上，对胶接区域施压、固化，使胶层的厚度和均匀性都得到控制，从而实现支杆与接头的连接。通过安装法兰1-1将T型接头1固定在桁架主体结构4上，最终实现桁架主体结构4与支杆3的装配。T型接头1的安装法兰1-1与桁架主体结构4的连接方法为胶接或者螺接，或者胶螺连接，具体形式根据需求而定。
上述说明，仅为本发明的实施例，而非限定本发明的实施例。凡熟悉该领域的工程人员，所做出的其它等效变化，如单通改为多通，皆应涵盖在本发明所申请专利范围内。
Claims (3)
1.一种碳纤维复合材料桁架主体结构与支杆的装配方法，包括T型接头(1)和桥接板(2)，其特征在于，
所述T型接头(1)和桥接板(2)材质均为碳纤维复合材料；
所述T型接头(1)包括安装法兰(1-1)和薄壁插板(1-2)，所述薄壁插板(1-2)的一端设置在安装法兰(1-1)的一面上；
所述桥接板(2)包括桥接平面(2-1)和桥接柱面(2-2)；所述薄壁插板(1-2)的另一端的两侧均匀设置四个所述桥接板(2)；
支杆(3)的一端沿直径方向对应设置两条狭槽(3-1)，所述狭槽(3-1)垂直于所述支杆(3)的横截面；所述狭槽(3-1)的宽度大于薄壁插板(1-2)的厚度；
将所述T型接头(1)的薄壁插板(1-2)插入支杆(3)的狭槽(3-1)中；将所述桥接板(2)的桥接平面(2-1)胶接在T型接头的薄壁插板(1-2)上，所述桥接柱面(2-2)胶接在支杆(3)上，对胶接区域施压、固化；所述安装法兰(1-1)固定在桁架主体结构上，实现桁架主体结构(4)与支杆(3)的装配。
2.如权利要求1所述的一种碳纤维复合材料桁架主体结构与支杆的装配方法，其特征在于，所述安装法兰(1-1)与桁架主体结构(4)的连接方法为胶接、螺接或胶螺连接。
3.如权利要求1所述的一种碳纤维复合材料桁架主体结构与支杆的装配方法，其特征在于，所述安装法兰(1-1)和薄壁插板(1-2)之间的夹角范围为45°至90°。
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