CN204788079U - 网格加筋式壳体结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型是网格加筋式壳体结构，涉及一种壳体结构，具体涉及一种适用于大长度整体铸造的网格加筋式壳体结构。本实用新型是网格加筋式壳体结构，包括壳体主体结构，所述壳体主体结构上设有纵筋、环筋、局部加厚区域、倒角；所述壳体主体结构为锥台形，内壁上纵向均匀分布纵筋，内壁上周向均匀分布环筋，在载荷集中区域内设有纵筋和环筋的局部加厚区域，环筋与纵筋相交处设有倒角，壳体主体结构侧壁与环筋和环筋连接处设有倒角。本实用新型经过地面静力、热承载、分离试验的考核，能满足大尺寸下的大承载，高刚度，局部弯矩、扭矩的要求，在冲击载荷下变形量满足使用要求。生产过程中工艺简易、安装对接过程中方便快速。

Description

网格加筋式壳体结构

技术领域

本实用新型涉及一种壳体结构，具体涉及一种适用于大长度整体铸造的网格加筋式壳体结构。

背景技术

随着航天技术的发展，火箭壳体的尺寸结构越来越大，载荷要求越来越高，在承受大载荷的同时，要求大刚度，受冲击载荷时变形量小，能够抵抗局部弯矩、扭矩，同时在生产方面，要求加快生产进度，快速装配，这就要求采用更快更便捷的生产工艺，易得的材料以及合理的结构设计。上述要求带来的问题即为需要一种能够在满足大尺寸、高刚度的状态下，快速生产的结构设计。

为此，我们设计了一种能大长度(长度超过1m)整体铸造机械加工，网格加筋形式的壳体结构，有高可靠性、经济性，能满足大载荷、抗弯、抗扭，局部大刚度的要求，且在承受冲击载荷时变形量较小。其已经在一部分导弹、火箭上进行应用。

发明内容

本实用新型提供一种网格加筋式壳体结构，适用于大长度整体铸造机械加工，解决火箭壳体在大长度的尺寸要求下，能够有效承受较大载荷、刚度大、受冲击载荷时变形量小，满足局部载荷、弯矩、扭矩使用要求，使得大长度整体铸造与网格加筋技术能够结合在火箭上使用，拥有自己的知识产权。本实用新型所述网格加筋式壳体结构能够方便生产、安装、对接。

本实用新型是网格加筋式壳体结构，包括壳体主体结构，所述壳体主体结构上设有纵筋、环筋、局部加厚区域、倒角；

所述壳体主体结构为锥台形，内壁上纵向均匀分布纵筋，内壁上周向均匀分布环筋，纵筋与环筋相交处设有倒角，壳体主体结构侧壁与纵筋连接处设有倒角，壳体主体结构侧壁与环筋连接处设有倒角，对载荷集中区域内的纵筋和环筋进行局部加厚，形成局部加厚区域，所述载荷集中区域通常为设备安装区域和大开口四周区域。

本实用新型所述的网格加筋式壳体结构，其中，所述壳体主体结构包括前壳体和后壳体，所述前壳体和后壳体均为锥台形，前壳体的下端与后壳体的上端相连。

本实用新型所述的网格加筋式壳体结构，其中，所述前壳体内壁上周向均匀分布有环筋，所述后壳体内壁上周向均匀分布有环筋，根据设计要求，前壳体和后壳体上环筋的分布密度可以不同。

本实用新型所述的网格加筋式壳体结构，其中，所述前壳体和后壳体分布有72根纵筋，且前壳体与后壳体纵筋分布一致，前壳体均匀分布有6根环筋，后壳体均匀分布有7根环筋。

本实用新型所述的网格加筋式壳体结构，其中，所述纵筋和环筋的局部加厚区域的厚度增加到普通厚度的1.4至2倍。

本实用新型所述的网格加筋式壳体结构，其中，所述壳体主体结构采用铝合金材料或者复合材料制成。

本实用新型所述的网格加筋式壳体结构，其中，所述壳体主体结构采用整体铸造机械加工制成。

本实用新型是网格加筋式壳体结构，是一种固体火箭壳体结构，用于连接不同直径的箭体，提供姿控设备、仪器电缆支架等安装空间，并为内部提供满足要求的工作环境，是保证火箭完整性的一种重要结构。本实用新型适用于大长度整体铸造，尤其适用于长度超过1m的火箭壳体的整体铸造机械加工，根据承载、轻质化以及经济性设计要求，可以选择壳体的材料，结构尺寸，包括纵筋和环筋的位置、数量、局部加厚区域和厚度等参数，具有生产快速、成本低、可靠性高的特点；能够承受较大轴向载荷、抗弯、抗扭、刚度较大，承受冲击载荷时变形量小，能实现较长尺寸的箭体级间的连接，同时具有对接便捷、连接可靠的特点。

本实用新型经过地面静力、热承载、分离试验的考核，能满足大尺寸下的大承载，高刚度，局部弯矩、扭矩的要求，在冲击载荷下变形量满足使用要求。生产过程中工艺简易、安装对接过程中方便快速。

附图说明

图1为前后壳体对接状态结构主剖视图。

图2为俯视图。

其中，1、前壳体，2、后壳体，3、纵筋，4、环筋。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步描述。

本实用新型是网格加筋式壳体结构，包括壳体主体结构，如图1和图2所示，所述壳体主体结构包括前壳体1和后壳体2，在所述前壳体1和后壳体2上设有纵筋3、环筋4、局部加厚区域、倒角。本实用新型的技术要点是纵筋3、环筋4的分布、数量以及局部加厚区域的设置，按照载荷以及变形量的要求，适当调整，能够起到提高刚度，承载能力的作用。

所述壳体主体结构为锥台形，为满足大长度壳体的使用和生产要求，将所述壳体主体结构分为两个部分，前壳体1和后壳体2。其中，所述前壳体1和所述后壳体2均为锥台形，口径较小的一端为前壳体1，口径较大的一端为后壳体2，前壳体1的下端与后壳体2的上端相连，前壳体1和后壳体2均为铝合金材料制成，也可选用复合材料等其他材料。

在前壳体1和后壳体2内壁上纵向均匀分布72根纵筋3，且前壳体1与后壳体2纵筋分布一致，以保证力的传递，满足大承载要求；在前壳体1内壁上周向均匀分布有环筋4，在后壳体2内壁上周向均匀分布有环筋4，其中前壳体1分布有6根环筋4，后壳体2分布有7根环筋4，根据设计要求，前壳体1上环筋4的密度和后壳体2上环筋4的密度可以不同，环筋4的使用能加固壳体，增加壳体抗弯扭矩的能力；设计过程中，纵筋3和环筋4的数量和分布通过工程计算来确定，从而满足结构性能和易于装配的要求；所述纵筋3和环筋4的材料与前壳体1和后壳体2的材料相同，从而实现整体铸造机械加工，能够通过先整体铸造毛坯，再机械加工成型的手段对本实用新型进行加工制造。

所述纵筋3和环筋4均存在局部加厚区域，纵筋3和环筋4统称为筋条，针对刚度要求、局部冲击载荷、变形量进行仿真，确定载荷集中区域的位置以及尺寸，通常为设备安装区域和大开口四周区域，对载荷集中区域内的纵筋3和环筋4进行筋条局部加厚，形成局部加厚区域，此处纵筋3和环筋4的筋条厚度增加到普通筋条的1.4至2倍，所述厚度可以根据设计要求进行调整，以满足局部弯矩、扭矩以及冲击载荷的要求。

所述纵筋3与环筋4相交处设有倒角，所述前壳体和后壳体侧壁与纵筋3和环筋4连接处均设有倒角，使用倒角能够在减重的同时避免产生应力集中点。

所述前壳体1和后壳体2为整体铸造毛坯再机械加工成型，首先整体铸造成圆环结构，再通过机械加工形成纵筋3、环筋4、局部加厚区域和倒角，使得本实用新型生产过程中工艺简易、安装对接过程中方便快速。

根据承载、轻质化以及经济性设计要求，可以选择壳体的材料，结构尺寸，包括纵筋3和环筋4的位置、数量、局部加厚区域和厚度等参数。最终使得网格加筋式壳体结构在满足设计要求的同时，结构简单、易于装配和对接，结构工艺性、维修性好，安装定位方便、快捷，适于批量生产。

上面对本实用新型的实施例作了详细说明，上述实施方式仅为本实用新型的最优实施例，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (7)

1.网格加筋式壳体结构，包括壳体主体结构，其特征在于：所述壳体主体结构上设有纵筋(3)、环筋(4)、局部加厚区域、倒角；

所述壳体主体结构为锥台形，内壁上纵向均匀分布纵筋(3)，内壁上周向均匀分布环筋(4)，纵筋(3)与环筋(4)相交处设有倒角，壳体主体结构侧壁与纵筋(3)连接处设有倒角，壳体主体结构侧壁与环筋(4)连接处设有倒角，对载荷集中区域内的纵筋(3)和环筋(4)进行局部加厚，形成局部加厚区域。

2.按照权利要求1所述的网格加筋式壳体结构，其特征在于：所述壳体主体结构包括前壳体(1)和后壳体(2)，所述前壳体(1)和后壳体(2)均为锥台形，前壳体(1)的下端与后壳体(2)的上端相连。

3.按照权利要求2所述的网格加筋式壳体结构，其特征在于：所述前壳体(1)内壁上周向均匀分布有环筋(4)，所述后壳体(2)内壁上周向均匀分布有环筋(4)。

4.按照权利要求2所述的网格加筋式壳体结构，其特征在于：所述前壳体(1)和后壳体(2)分布有72根纵筋(3)，且前壳体(1)与后壳体(2)纵筋分布一致，前壳体(1)均匀分布有6根环筋(4)，后壳体(2)均匀分布有7根环筋(4)。

5.按照权利要求1所述的网格加筋式壳体结构，其特征在于：所述纵筋(3)和环筋(4)的局部加厚区域的厚度增加到普通厚度的1.4至2倍。

6.按照权利要求1所述的网格加筋式壳体结构，其特征在于：所述壳体主体结构采用铝合金材料或者复合材料制成。

7.按照权利要求1所述的网格加筋式壳体结构，其特征在于：所述壳体主体结构采用整体铸造机械加工制成。