CN208021710U - 一种提高飞机蒙皮承载力的复合材料加强件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种提高飞机蒙皮承载力的复合材料加强件，包括上缘条、∪形缘条、Ω形缘条、高强纤维、轻质高强树脂和填料，该加强件的上缘条延伸到Ω形缘条外侧，提高了加强件整体的抗弯模量，使蒙皮受压的屈曲及后屈曲承载力提高，加强件的Ω形缘条与上缘条、∪形缘条的连接采用胶结，同时在加强件空腔内壁和填料内布置高强纤维，进一步提高了承载能力，此外，在加强件空腔灌注轻质高强树脂，提高蒙皮整体的抗拉、压强度，在蒙皮受压，帽形加强件发生屈曲时，内部所灌注的轻质高强树脂可以延缓加强件局部屈曲失稳的发生，可以提高蒙皮承载能力，节约材料，从而节约燃油，延长飞机的航程。同时，帽形加强件内部空腔灌注的轻质高强树脂，还可以在复合材料帽形加强件成型过程中起到模具的作用，辅助帽形加强件成型。因此本文采用的加强件提高了飞机的经济性和安全性。

Description

一种提高飞机蒙皮承载力的复合材料加强件

技术领域

本实用新型涉及飞机用加强件技术领域，具体为一种提高飞机蒙皮承载力的复合材料加强件。

背景技术

目前在航空航天领域飞机结构中，蒙皮加强件的主要作用是给蒙皮提供必要的刚度、强度和稳定性。基于飞机轻量化的要求，需要研制出更高承载力的蒙皮加强件。当前加强件截面存在多种形式，有I型、Ω型、L型、Z型等等。每种形式都有其优点和缺点。对蒙皮这样的薄壁结构，受压（沿蒙皮纵向）屈曲失稳是一种主要的破坏形式。由于在生产、制造、安装中存在的不可避免的缺陷和误差导致在蒙皮受压初期就会产生一定的弯曲变形，而蒙皮本身抗弯能力较差，这就要求蒙皮加强件除具有抗压能力外，还应具有一定的抗弯能力。对受压的蒙皮，L型加强件在四种类型中承载力最低；Z型加强件由于截面不对称，受压时容易产生扭转效应，相对而言，I型和Ω型加强件受力合理，故应用较多。I型加强件抗弯能力强，但是抗扭能力较差；Ω型加强件虽然抗扭能力强，但是在用作抵抗弯曲变形时，在设计时由于上缘条受两侧缘条间距的限制不能向外任意延伸，限制了蒙皮承载力的提高和材料潜力的发挥。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型提供一种提高飞机蒙皮承载力的复合材料加强件，将I型与Ω型加强件相结合，综合了两者的优点，可以提高蒙皮承载能力，节约材料，从而节约燃油，延长飞机的航程，提高飞机的经济性和安全性，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种提高飞机蒙皮承载力的复合材料加强件，包括上缘条、∪形缘条、Ω形缘条、高强纤维、轻质高强树脂和填料，所述上缘条胶结在Ω形缘条的顶部，且上缘条与Ω形缘条胶结的缝隙边缘处填塞有填料；∪形缘条的外侧壁与Ω形缘条的内侧壁胶结形成密闭空腔，所述密闭空腔沿内壁布置高强纤维，密闭空腔其余空隙处采用轻质高强树脂灌注；Ω形缘条的底端和∪形缘条的底端均胶结蒙皮，所述Ω形缘条的底端、∪形缘条的底端与蒙皮三者之间胶结处填充有高强纤维，且高强纤维周边的的孔缝处填塞填料。

优选的，所述上缘条的两端均超出Ω形缘条的两侧边，且上缘条两端采取不多于三次的90度弯折，提高了加强件整体的抗弯模量，使蒙皮受压的屈曲及后屈曲承载力提高。

优选的，所述Ω形缘条的两侧边的形式不做具体限制，可以采用垂直或倾斜结构灵活布置。

优选的，∪形缘条的两侧壁上端和Ω形缘条的底端两侧的截面均采用斜接的形式，使结构能够均匀变形，降低应力集中程度。

优选的，所述高强纤维为碳纤维，所述轻质高强树脂为环氧树脂。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本提高飞机蒙皮承载力的复合材料加强件，将Ω型加强件顶边胶结上缘条，其长度延伸到两侧边外侧，提高了加强件整体的抗弯模量，使蒙皮受压的屈曲及后屈曲承载力提高，加强件中的Ω形缘条与上缘条采用胶结，胶结的缝隙边缘处填塞有填料，Ω形缘条的底端、∪形缘条的底端与蒙皮三者之间胶结处填充有高强纤维，且高强纤维周边的的孔缝处填塞填料，同时在Ω形缘条和∪形缘条胶结后形成的密闭空腔的内壁布置高强纤维，进一步提高了承载能力，且在密闭空腔内灌注轻质高强树脂，提高蒙皮整体的抗拉、压强度，在蒙皮受压，Ω形缘条发生屈曲时，内部所灌注的轻质高强树脂可以延缓加强件局部屈曲失稳的发生，提高蒙皮承载能力，节约材料，从而节约燃油，延长飞机的航程，还可以在复合材料Ω形缘条成型过程中起到模具的作用，辅助Ω形缘条成型，提高了飞机的经济性和安全性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图中：1上缘条、2Ω形缘条、3∪形缘条、4蒙皮、5填料、6高强纤维、7轻质高强树脂。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，一种提高飞机蒙皮承载力的复合材料加强件，包括上缘条1、∪形缘条3、Ω形缘条2、高强纤维6、轻质高强树脂7和填料5，所述上缘条1胶结在Ω形缘条2的顶部，所述上缘条的两端均超出Ω形缘条的两侧边，且上缘条两端采取不多于三次的90度弯折，本实施例中上缘条的两端均采用三次90度弯折，且上缘条1与Ω形缘条2胶结的缝隙边缘处填塞有填料5；∪形缘条的侧壁与Ω形缘条的内侧壁胶结形成密闭空腔，所述密闭空腔沿内壁布置高强纤维6，密闭空腔其余空隙处采用轻质高强树脂灌注7；Ω形缘条2的底端和∪形缘条3的底端均胶结蒙皮4，所述Ω形缘条的底端、∪形缘条的底端与蒙皮三者之间胶结处填充有高强纤维6，且高强纤维周边的的孔缝处填塞填料5。

所述Ω形缘条的两侧边的形式不做具体限制，可以采用垂直或倾斜结构灵活布置，∪形缘条的两侧壁上端和Ω形缘条的底端两侧的截面均采用斜接的形式，使结构能够均匀变形，降低应力集中程度。

工作原理：本提高飞机蒙皮承载力的复合材料加强件，采用附加较长的上缘条1与Ω形缘条2的上边相胶结，在胶结部位存在较大的空腔处采用填料5填塞，上缘条1两端在Ω形缘条2两侧边以外的部分进行弯折，其作用在于：a提高蒙皮横向抗弯能力和整体的刚度；b在一定程度上延缓加强件上缘条边缘沿厚度方向的的分层现象；c为满足由于加强件间距和结构尺寸的限制等其它设计方面的要求；上缘条1进行弯折时，其弯折次数、位置和角度的数值可以根据实际情况确定，图中采取三次90度弯折，Ω形缘条2两侧边的形式不做具体限制可以采用与蒙皮垂直，也可采用如图1所示与蒙皮倾斜，总之，可以灵活布置；∪形缘条的侧壁与Ω形缘条的内侧壁胶结形成密闭空腔，所述密闭空腔沿内壁布置高强纤维6，密闭空腔其余空隙处采用轻质高强树脂灌注7；Ω形缘条2与∪形缘条3、蒙皮4三者相胶结的区域，内部布置高强纤维6，周围采用填料5填塞，进一步提高了承载能力；如蒙皮4承受拉力，则高强纤维6可采用预张拉工艺，进一步提高加强件的承载能力。

综上所述：本提高飞机蒙皮承载力的复合材料加强件，将Ω型加强件顶边胶结上缘条，其长度延伸到两侧边外侧，提高了该加强件的抗弯模量，使蒙皮受压的屈曲及后屈曲承载力提高，加强件中的Ω形缘条与上缘条采用胶结，胶结的缝隙边缘处填塞有填料，Ω形缘条的底端、∪形缘条的底端与蒙皮三者之间胶结处填充有高强纤维，且高强纤维周边的的孔缝处填塞填料，同时在Ω形缘条和∪形缘条胶结后形成的密闭空腔的内壁布置高强纤维，进一步提高了承载能力，且在密闭空腔内灌注轻质高强树脂，提高蒙皮整体的抗拉、压强度，在蒙皮受压，Ω形缘条发生屈曲时，内部所灌注的轻质高强树脂可以延缓加强件局部屈曲失稳的发生，提高蒙皮承载能力，节约材料，从而节约燃油，延长飞机的航程，还可以在复合材料Ω形缘条成型过程中起到模具的作用，辅助Ω形缘条成型，提高了飞机的经济性和安全性。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言可以理解，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种提高飞机蒙皮承载力的复合材料加强件，包括上缘条、∪形缘条、Ω形缘条、高强纤维、轻质高强树脂和填料，其特征在于，所述上缘条胶结在Ω形缘条的顶部，且上缘条与Ω形缘条胶结的缝隙边缘处填塞有填料；∪形缘条的外侧壁与Ω形缘条的内侧壁胶结形成密闭空腔，所述密闭空腔沿内壁布置高强纤维，密闭空腔其余空隙处采用轻质高强树脂灌注；Ω形缘条的底端和∪形缘条的底端均胶结蒙皮，所述Ω形缘条的底端、∪形缘条的底端与蒙皮三者之间胶结处填充有高强纤维，且高强纤维周边的的孔缝处填塞填料。

2.根据权利要求1所述的一种提高飞机蒙皮承载力的复合材料加强件，其特征在于，所述上缘条的两端均超出Ω形缘条的两侧边，且上缘条两端采取不多于三次的90度弯折。

3.根据权利要求1所述的一种提高飞机蒙皮承载力的复合材料加强件，其特征在于，所述Ω形缘条的两侧边的形式不做具体限制，可以采用垂直或倾斜结构灵活布置。

4.根据权利要求1所述的一种提高飞机蒙皮承载力的复合材料加强件，其特征在于，∪形缘条的两侧壁上端和Ω形缘条的底端两侧的截面均采用斜接的形式。

5.根据权利要求1所述的一种提高飞机蒙皮承载力的复合材料加强件，其特征在于，所述高强纤维为碳纤维，所述轻质高强树脂为环氧树脂。