一种面向不同载荷水平的盒段对接组件、对接方法及应用与流程

本发明属于飞机机体试验设计领域，具体涉及一种面向不同载荷水平的盒段对接组件、对接方法及应用。

背景技术：

目前，复合材料在民机上应用需经过全面的积木式试验验证，包括典型盒段级、大型部段级试验等，该类试验件往往在考核盒段外侧设计一个假件盒段，外部载荷等效施加在该假件盒段上，以保证考核盒段所承受载荷的真实性。假件盒段结构一般分为两种：一是将考核段复合材料零件直接延长作为假件盒段；另一种是制造一个金属盒段，采用机械连接形式与考核段对接。前者降低了装配难度，但是复材模具成本、材料成本较高，而且假件盒段必须设计得足够强，复合材料设计制造难度较大；后者成本较低，但是装配复杂，试验件整体增重较大。以复合材料机翼的典型盒段试验为例，试验目的通常为为验证翼根结构的承载能力，假件盒段承受的等效载荷较高，一般设计为金属盒段，与复材盒段对接。

现有盒段试验件对接方案如说明书附图1、图2和图3所示，试验件考核盒段与假件盒段采用内外侧对接带板、前后对接侧板连接，在展向靠近翼尖的翼肋位置进行整体对接。壁板采用内外侧对接带板机械连接，其中内对接带板设计搭接槽用以连接考核盒段长桁末端；前后翼梁采用对接侧板进行单剪连接；对接处翼肋与壁板机械连接。考核盒段壁板、翼梁均在肋截面处截断并与假件盒段连接；如图3所示，试验件两侧固支，在盒段中间施加载荷。假件盒段无需施加额外的等效载荷，对接区载荷水平相对较低。而对于类似考核翼根区结构的机翼盒段悬臂结构试验件，需将盒段外侧载荷等效至假件盒段，对接区承受载荷水平比较高。现有的对接设计不满足大载荷试验要求。具体如下：

1)盒段对接区壁板、翼梁在同一肋截面处对接，刚度变化过大，截面处应力集中严重；

2)翼梁对接采用单剪形式，在承受较大剪切载荷作用下，该连接形式偏弱；

3)壁板采用带卡槽式整体式对接，装配定位困难，大载荷作用下，变形协调困难。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提出一种面向不同载荷水平的盒段对接组件、对接方法及应用；所述盒段对接方法在盒段对接时，壁板、翼梁分截面对接，翼梁对接采用双剪形式，壁板对接内侧采用分块角片式连接方案，该方法装配简单，可以适用于不同载荷水平特别是大载荷水平的盒段试验、降低装配难度和试验风险。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种面向不同载荷水平的盒段对接组件，所述对接组件用于飞机机体中不同载荷水平的盒段试验领域，所述对接组件包括：

若干用于连接相邻对接长桁的分块式角盒；

一与若干所述分块式角盒内外实现双剪结构的带板；

若干用于连接本体盒段翼梁和假件盒段翼梁内部的角片；以及，

若干与所述角片内外实现双剪结构的外侧角盒。

进一步地，所述分块式角盒为u形角盒。

进一步地，所述u形角盒的材质为铝合金、钢、钛合金等金属材料。

进一步地，所述带板的材质为铝合金、钢、钛合金等金属材料。

进一步地，所述蒙皮的材质为复合材料或铝合金。

进一步地，所述角片的材质为铝合金、钢、钛合金等金属材料。

进一步地，所述外侧角盒的铝合金、钢、钛合金等金属材料。

进一步地，所述对接长桁为本体盒段长桁和假件盒段长桁对接后得到。

进一步地，所述分块式角盒、带板、角片和外侧角盒上均设置相应的便于螺钉固接的通孔。

一种面向不同载荷水平的盒段对接方法，所述盒段对接方法是采用所述对接组件连接本体盒段和假件盒段，将本体和假件的壁板、翼梁分截面对接，翼梁对接采用双剪形式，壁板对接内侧采用角片连接。

进一步地，所述盒段对接方法具体包括如下步骤：

s1，本体盒段壁板与假件盒段壁板先行对接；

s2，本体盒段壁板与假件盒段壁板对接区的相邻对接长桁采用内部分块式角盒，并配合外侧的带板进行固接，所述带板与所述分块式角盒实现双剪结构；

s3，本体盒段翼梁和假件盒段翼梁在翼肋处对接，内部连接接头与外侧角盒使翼梁腹板实现双剪结构；翼梁缘条内部采用角片连接，外部与所述带板共用，同样实现双剪结构。

进一步地，所述步骤s2中所述本体盒段壁板与假件盒段壁板对接区采用内部分块式角盒的具体连接方法如下：

所述本体盒段壁板和所述假件盒段壁板对接后，此时，两盒段的长桁也相应对接形成对接长桁，再采用所述分块式角盒将所述相邻对接长桁间的内侧连接。

进一步地，所述对接长桁缘条和腹板均排布紧固件，减少装配零件数量，降低紧固件排布难度。

进一步地，所述双剪结构是指三个零件连接，存在两个接触面，对螺栓来说即两个剪切面；本发明的所述的盒段对接方法用于大载荷水平盒段试验，在盒段对接位置，受载情况复杂、载荷较大，采用双剪结构可使盒段试验时更稳定、安全，并降低复合材料失效的风险。

进一步地，本领域公知，所述本体盒段的长桁外侧带有蒙皮，同理，所述假件盒段的长桁外侧也带有一层蒙皮。

本发明的另一目的在于提供一种面向不同载荷水平的盒段对接方法应用于不同载荷水平特别是大载荷水平的盒段试验、降低装配难度和试验风险。

本发明的至少具有如下有益技术效果：

(1)本发明的一种面向不同载荷水平的盒段对接方法，对接时采用双剪结构可使盒段试验时更稳定、安全，并降低复合材料失效的风险。

(2)本发明的一种面向不同载荷水平的盒段对接方法装配简单，便于操作。

(3)本发明的一种面向不同载荷水平的盒段对接方法的盒段对接区壁板、翼梁不在同一肋截面处对接，刚度变化小，截面处应力分散。

附图说明

图1为现有盒段试验件对接方法过渡段的结构示意图。

图2为现有盒段试验件对接方法试验件连接端的结构示意图。

图3为现有盒段试验件对接方法试验件过渡段的安装示意图。

图4为本发明实施例中盒段对接区位置示意图。

图5为本发明实施例中对接区结构示意图。

图6为本发明实施例中壁板对接结构示意图。

图7为本发明实施例中翼梁对接结构示意图。

图8为本发明实施例中外侧角盒结构示意图。

附图标记说明：1-墙体，2-本体盒段，3-假件盒段，4-对接区，5-本体盒段壁板，6-假件盒段壁板，7-假件盒段翼梁，8-本体盒段翼梁，9-本体盒段长桁，10-假件盒段长桁，11-翼肋，12-蒙皮，13-带板，14-本体盒段长桁和假件盒段长桁对接处，15-u形角盒，16-角片，17-内部连接头，18-外侧角盒。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例及说明书附图，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

实施例1

本实施例提出一种面向不同载荷水平的盒段对接组件，如图4～图8所示，所述对接组件用于飞机机体中不同载荷水平的盒段试验领域，所述对接组件包括：

若干用于连接相邻对接长桁的分块式角盒；

一与若干所述分块式角盒内外实现双剪结构的带板13；

若干用于连接本体盒段翼梁8和假件盒段翼梁7内部的角片16；以及，

若干与所述角片16内外实现双剪结构的外侧角盒18。

所述分块式角盒为u形角盒15。

所述对接长桁为本体盒段长桁9和假件盒段长桁对接后得到。

所述分块式角盒、带板13、角片16和外侧角盒18上均设置相应的便于螺钉固接的通孔。

本实施例还提出一种面向不同载荷水平的盒段对接方法，所述盒段对接方法具体包括如下步骤：

s1，本体盒段壁板5与假件盒段壁板6先行对接；

s2，本体盒段壁板5与假件盒段壁板6对接区4的相邻对接长桁采用内部分块式角盒，并配合外侧的带板13进行固接，所述带板13与所述分块式角盒实现双剪结构；

s3，本体盒段翼梁8和假件盒段翼梁7在翼肋11处对接，内部连接接头与外侧角盒18使翼梁腹板实现双剪结构；翼梁缘条内部采用角片16连接，外部与所述带板13共用，同样实现双剪结构。

所述步骤s2中所述本体盒段壁板5与假件盒段壁板6对接区4采用内部分块式角盒的具体连接方法如下：

所述本体盒段壁板5和所述假件盒段壁板6对接后，此时，两盒段的长桁也相应对接形成对接长桁，再采用所述分块式角盒将所述相邻对接长桁间的内侧连接。

所述双剪结构是指三个零件连接，存在两个接触面，对螺栓来说即两个剪切面；本发明的所述的盒段对接方法用于大载荷水平盒段试验，在盒段对接位置，受载情况复杂、载荷较大，采用双剪结构可使盒段试验时更稳定、安全，并降低复合材料失效的风险。

本实施例的一种面向不同载荷水平的盒段对接方法，对接时采用双剪结构可使盒段试验时更稳定、安全，并降低复合材料失效的风险。

该盒段对接方法装配简单，便于操作。

此外，盒段对接区壁板、翼梁不在同一肋截面处对接，刚度变化小，截面处应力分散。

实施例2

本实施例提供如实施例1所述的一种面向不同载荷水平的盒段对接方法的应用，所述盒段对接方法应用于不同载荷水平特别是大载荷水平的盒段试验、降低装配难度和试验风险。