CN204154194U - 一种用于倒锥段的双点式集中力扩散结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于倒锥段的双点式集中力扩散结构，属于运载火箭技术领域。该结构包括两根梁、双点式爆炸螺栓盒和连接螺栓；梁为高强铝合金型材，横截面为T型；双点式爆炸螺栓盒采用高强铝合金锻件机加而成；包括三纵筋双盒型结构和两个耳片，每个耳片上分别带有T形插槽，两个耳片之间通过一根加强筋进行连接，两根梁分别插入到两个耳片上的T形插槽中，两根梁与T形插槽相匹配，耳片与两根梁通过连接螺栓固定连接。本实用新型提出的适应倒锥外形的双点式集中力扩散结构形式，通过静力试验验证，双点式爆炸螺栓盒完好，扩散效果明显，证明该结构设计满足实际需要。

Description

一种用于倒锥段的双点式集中力扩散结构

技术领域

本实用新型涉及一种用于倒锥段的双点式集中力扩散结构，属于运载火箭技术领域。

背景技术

为适应空间技术的不断发展，空间探测器尺度不断增大，对运载火箭提出了更大空间包络的需求，不可避免提出了倒锥外形的舱段结构。与此同时倒锥外形与柱段外形之间连接的点式连接结构设计是整倒锥外形舱段设计的难点之一。现有的点式连接主要为单点式连接，该连接方式仅适应于载荷较小的工况，且由于单点式结构往往宽度较窄，集中力扩散效果不好；同时由于倒锥的存在，为保证爆炸螺栓的安装空间，不可避免偏心距较大，更加剧了集中力量级。随着有效载荷的不断发展，单点式连接已经不能满足连接需求，提出了双点式连接。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决单点式连接应力集中的问题，提出一种用于解决倒锥段和圆柱段之间连接的适应倒锥外形的双点式集中力扩散结构。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型的一种用于倒锥段的双点式集中力扩散结构，该结构包括两根梁、双点式爆炸螺栓盒和连接螺栓；

梁的横截面为T型；

双点式爆炸螺栓盒为三纵筋双盒型结构，每个盒型结构上带有一个耳片；每个耳片上带有一个T形插槽，两个耳片之间通过一根加强筋进行连接，梁插入到耳片的T形插槽中，梁与T形插槽相匹配；

耳片与梁通过连接螺栓固定连接；

双点式爆炸螺栓盒的背面与倒锥段的外形面相贴合；梁的背面与倒锥段的外形面相贴合。

连接螺栓为M10钛合金螺栓。梁为高强铝合金型材。双点式爆炸螺栓盒采用高强铝合金锻件机加而成。

有益效果

为适应双点式的连接，保证连接强度和刚度，设计为三纵筋盒型结构。为适应倒锥外形且保证爆炸螺栓的安装空间，同时尽可能降低集中力量级，设计为异形结构，即最下端与后端框连接部分设计为锥面，后端框连接往上改为直面，最大程度减小了偏心距离。同时与三条纵筋连成盒形整体，进一步提高了整体刚度。为了实现集中力的扩散，上端设置了两组T形插槽，用于与大梁的连接。

倒锥段和柱形舱段之间通过8个区域连接，每个区域为双点布置，即安装2个点式爆炸螺栓。2个点式爆炸螺栓通过位于倒锥舱段的双点式集中力扩散结构和位于柱形舱段的爆炸螺栓盒进行连接。

为适应运载火箭的研制需要，顶端直径较大，而基础端直径较小，不可避免二者之间通过倒锥段相连。为保证可靠分离，二者之间通过8个区域连接，每个区域为双点布置，即安装2个点式爆炸螺栓。

为以较小的重量代价满足强度要求，同时满足爆炸螺栓安装空间要求，并且尽可能降低点式连接带来的集中力效应，将该扩散结构设计成三个部分，即扩散式大梁和双点式爆炸螺栓盒，二者之间通过螺栓连接。

扩散式大梁截面采用T形结构形式，方便连接同时抗弯刚度较大，材料使用高强铝合金型材机加而成。大梁底部开有3个Φ10孔用于与双点式爆炸螺栓盒连接。

双点式爆炸螺栓盒与扩散式大梁使用6-M10高强钛合金螺栓连接为一体。

为实现集中力扩散效果，还需将双点式集中力扩散结构与倒锥舱段进行牢固的连接。对于一般的蒙皮桁条结构，该扩散结构同后端框、中间框、前端框使用铆钉或螺栓连接为一体。在爆炸螺栓受力时，更好的通过本结构将集中力扩散至中间框和前端框，起到了很好的扩散效果。

本实用新型提出了适应倒锥外形的双点式集中力扩散结构形式，通过静力试验验证，双点式爆炸螺栓盒完好，扩散效果明显，证明该结构设计满足实际需要。

附图说明

图1a为倒锥段和圆柱段连接时双点式集中力扩散结构分布示意图；

图1b为图1a的D-D视图；

图2a、图2b为倒锥段和圆柱段连接时双点式集中力扩散结构的立体结构示意图；

图3为双点式集中力扩散结构示意图；

图4为双点式爆炸螺栓盒的结构示意图；

图5为梁的结构示意图；

图6为倒锥段与双点式集中力扩散结构的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

一种用于倒锥段的双点式集中力扩散结构，该结构包括两根梁、双点式爆炸螺栓盒和连接螺栓；连接螺栓为M10钛合金螺栓；

梁为高强铝合金型材，横截面为T型；梁用于扩散集中力；

双点式爆炸螺栓盒采用高强铝合金锻件机加而成；包括三纵筋双盒型结构和两个耳片，每个耳片上分别带有T形插槽，两个耳片之间通过一根加强筋进行连接，两根梁分别插入到两个耳片上的T形插槽中，两根梁与T形插槽相匹配；

耳片与两根梁通过连接螺栓固定连接；

双点式爆炸螺栓盒的背面与倒锥段的外形面相贴合；梁的背面与倒锥段的外形面相贴合。

实施例

如图1a、图1b所示，在倒锥段与圆柱段相连接的圆周面上均匀分布有8个双点式集中力扩散结构；

如图3所示，双点式集中力扩散结构包括两根梁1、双点式爆炸螺栓盒2和连接螺栓3；连接螺栓3为M10钛合金螺栓；两根梁1分别为梁11、梁12；

如图5所示，梁11、12均为高强铝合金型材，横截面为T型；梁11、12用于扩散集中力；

如图4所示，双点式爆炸螺栓盒2采用高强铝合金锻件机加而成；包括两个盒型结构21、22和两个耳片23、24，两个盒型结构21、22共用中间的纵筋；每个耳片上分别带有T形插槽，两个耳片23、24之间通过一根加强筋25进行固定连接，梁11插入到耳片23的T型插槽中，梁12插入到耳片24的T形插槽中，两根梁1与T形插槽相匹配；

耳片23、24与两根梁1通过连接螺栓3固定连接；

在使用双点式集中力扩散结构连接倒锥段和圆柱段时，需要在双点式集中力扩散结构的盒型结构中安装爆炸螺栓，爆炸螺栓用于将双点式集中力扩散结构与圆柱段进行连接，如图2a、图2b所示；盒型结构的背面本应与倒锥段的外形面相匹配，但为了保证爆炸螺栓的安装空间需要在两个盒型结构的背面的上方与倒锥段贴合处有一凸台26，相应的，在倒锥段有一开口，用于躲避凸台26；

梁1的背面与倒锥段的外形面相贴合；

如图6所示，将双点式集中力扩散结构固定于倒锥舱段上，用铝铆钉或钛螺栓将双点式集中力扩散结构与倒锥段连接。

将双点式集中力扩散结构与倒锥段固定连接后，再通过爆炸螺栓与圆柱段进行固定连接，连接后的产品通过静力试验验证，在100kN设计载荷作用下持续3分钟，双点式爆炸螺栓盒完好，扩散效果明显，证明该结构满足实际需要。

Claims (5)

1.一种用于倒锥段的双点式集中力扩散结构，其特征在于：该结构包括两根梁、双点式爆炸螺栓盒和连接螺栓；

梁的横截面为T型；

双点式爆炸螺栓盒为三纵筋双盒型结构，每个盒型结构上带有一个耳片；每个耳片上带有一个T形插槽，两个耳片之间通过一根加强筋进行连接，梁插入到耳片的T形插槽中，梁与T形插槽相匹配；

耳片与梁通过连接螺栓固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于倒锥段的双点式集中力扩散结构，其特征在于：连接螺栓为M10钛合金螺栓。

3.根据权利要求1所述的一种用于倒锥段的双点式集中力扩散结构，其特征在于：双点式爆炸螺栓盒的背面与倒锥段的外形面相贴合；梁的背面与倒锥段的外形面相贴合。

4.根据权利要求1所述的一种用于倒锥段的双点式集中力扩散结构，其特征在于：梁为高强铝合金型材。

5.根据权利要求1所述的一种用于倒锥段的双点式集中力扩散结构，其特征在于：双点式爆炸螺栓盒采用高强铝合金锻件机加而成。