一种网格式承力结构的接口结构的制作方法

本发明涉及航天器结构技术领域，具体涉及一种网格式承力结构的接口结构。

背景技术：

航天器结构体系中板壳式结构是广泛使用的承力结构，例如我国研制的大型通信、导航、遥感等卫星的主承力结构中大量使用了板壳式中心承力筒加隔板的组合式支撑结构；遥感卫星相机镜筒、遮光罩及相机支撑结构均采用复合材料壳体或板梁类结构。这类结构具有通用适用性好、受力均匀、传力直接等优点，在卫星结构中应用广泛。但由于大型、重型卫星对结构产品提出了更轻的重量要求，而传统的复合材料壳体一般采用实体、实面的结构形式已经达到轻量化设计的极限，因此，随着拓扑设计技术的快速发展，结构更轻、效率更优的网格式承力结构成为重要的轻量化技术发展方向。

网格式承力结构是网格式镂空结构，没有封闭的面，虽然结构形式更轻，但由于没有连续附着体，出现了接口设计的难题，因此，网格式承力结构设计的重点是如何提供与其它结构件或仪器设备的连接接口。而对于网格式承力结构来说，卫星的主要载荷均需通过接口传递，接口要求单点能够承受较大的载荷(一般为500kg左右)，如何将大而集中的载荷高效传递，是目前设计的难点所在。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种网格式承力结构的接口结构，其中双孔接口能够与隔板有效连接形成搭载空间，单孔接口能够直接与载荷连接，每个接口均能够承受较大的载荷。

本发明的技术方案为：一种网格式承力结构的接口结构，所述网格式承力结构包括一个以上筋格节点和一个以上三角形筋格；所述接口结构包括：双孔接口和/或单孔接口；所述双孔接口设置在筋格节点上，所述单孔接口设置在三角形筋格上；所述双孔接口用于固定隔板，所述隔板用于直接搭载载荷或与框架板连接形成载荷的搭载空间，单孔接口用于直接搭载载荷。

作为一种优选方案，所述双孔接口包括相对设置的双孔接口外连接件和双孔接口内连接件，所述双孔接口外连接件和双孔接口内连接件分别位于所述筋格节点的外侧和内侧；所述双孔接口外连接件上布置两个以上通孔，在所述双孔接口内连接件上与所述双孔接口外连接件的通孔对应位置处设置两个以上螺纹孔，安装螺钉a从双孔接口外连接件的外侧穿入对应的通孔，其螺杆端与所述双孔接口内连接件对应的螺纹孔螺纹连接。

作为一种优选方案，所述单孔接口包括相对设置的单孔接口内连接件和单孔接口外连接件，所述单孔接口内连接件和单孔接口外连接件分别位于三角形筋格的内侧和外侧；所述单孔接口内连接件和单孔接口外连接件中心分别开设一个通孔，二者的通孔贯通，单孔接口内孔套卡套在单孔接口内连接件和单孔接口外连接件中心的通孔内，用于与载荷b连接；所述单孔接口内连接件上均匀布置三个处于同一圆周上的螺纹孔，所述单孔接口外连接件上均匀布置三个处于同一圆周上的通孔，三个安装螺钉b从单孔接口外连接件上对应的通孔穿入后与单孔接口内连接件上螺纹孔螺纹连接。

作为一种优选方案，所述双孔接口外连接件和双孔接口内连接件的相对面分别开设与所述筋格节点四周的网格筋配合的凹槽，双孔接口外连接件和双孔接口内连接件相对面的凹槽分别与所述筋格节点的外侧和内侧贴合，贴合面之间胶接。

作为一种优选方案，所述单孔接口内连接件和单孔接口外连接件的相对面的中心分别设置与三角形筋格配合的三棱柱凸台，单孔接口内连接件和单孔接口外连接件的三棱柱凸台分别与三角形筋格的贴合面胶接。

作为一种优选方案，所述网格式承力结构为网格式承力筒，所述接口结构分布在网格式承力筒的筒壁上，所述接口结构包括：三个以上双孔接口组和一个单孔接口组，每个双孔接口组由两个以上沿网格式承力筒的母线分布的所述双孔接口组成，三个以上双孔接口组沿网格式承力筒周向均匀分布，每个双孔接口组上垂直固定安装一个隔板；每个单孔接口组由两个以上所述单孔接口组成，两个以上单孔接口设置在网格式承力筒同一高度位置处并沿网格式承力筒的周向分布。

作为一种优选方案，每个双孔接口外连接件上关于网格式承力筒的母线对称布置两个安装孔，每个双孔接口组上形成两列沿网格式承力筒的母线对称分布的安装孔组，用于连接隔板。

作为一种优选方案，所述隔板外侧固定安装框架板形成围绕所述网格式承力筒的矩形的载荷搭载空间。

作为一种优选方案，所述单孔接口组设置在所述网格式承力筒高度方向上的中间位置处，两个以上所述单孔接口沿所述网格式承力筒的周向均匀分布。

有益效果：

(1)本发明的双孔接口的贴合面上的凹槽设计和单孔接口的贴合面上的凸台设计均能够保证接口承受较大的载荷。

(2)本发明的双孔接口和单孔接口设计为与筋格对应的形状，能够有效提高接口和隔板的装配精度且对于形状相同的网格式承力结构具有通用性。

附图说明

图1为本发明网格式承力结构的接口结构示意图。

图2为本发明双孔接口的外表面示意图。

图3为本发明双孔接口的内表面示意图。

图4为本发明双孔接口的零件分解示意图。

图5为本发明双孔接口的外表面的主视图。

图6为图5中a-a截面的剖视图。

图7为图5中b-b截面的剖视图。

图8为本发明单孔接口的内表面示意图。

图9为本发明单孔接口的外表面示意图。

图10为本发明单孔接口零件分解示意图。

图11为本发明单孔接口的内表面的主视图。

图12为图11中c-c截面的剖视图。

图13为网格式承力结构与隔板组合成的搭载空间的俯视图。

其中，1-双孔接口，2-单孔接口，3-双孔接口外连接件，4-双孔接口内连接件，5-安装螺钉a，6-筋格节点，7-单孔接口内连接件，8-单孔接口外连接件，9-单孔接口内孔套，10-垫片，11-三角形筋格，12-安装螺钉b，13-网格式承力筒，14-隔板，15-框架板

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提供了一种网格式承力结构的接口结构，其中双孔接口能够与隔板有效连接形成搭载空间，单孔接口能够直接与载荷连接，每个接口均能够承受较大的载荷。

如图1-12所示，网格式承力结构以网格式承力筒13为例，该接口结构分布在网格式承力筒13的筒壁上，其包括四个双孔接口组和一个单孔接口组，每个双孔接口组由两个以上沿网格式承力筒13的母线分布的双孔接口1组成，四个双孔接口组沿网格式承力筒13周向均匀分布，每个单孔接口组由两个以上单孔接口2组成，两个以上单孔接口2设置在网格式承力筒13同一高度位置处并沿网格式承力筒13的周向分布，优选地，单孔接口组设置在网格式承力筒13高度方向上的中间位置处，两个以上单孔接口2沿网格式承力筒13的周向均匀分布；

其中，双孔接口组中的两个以上双孔接口1排列在处于一条直线上的筋格节点6(筋格节点6为两个交叉布置的网格筋的交叉点)上。

同一网格式承力结构上的所有双孔接口1的结构和形状均一致，其包括相对设置的双孔接口外连接件3和双孔接口内连接件4，双孔接口外连接件3和双孔接口内连接件4分别位于筋格节点6的外侧和内侧(其中，筋格节点6的外侧和内侧分别与网格式承力筒13的外侧和内侧一致)；双孔接口外连接件3和双孔接口内连接件4的相对面分别开设与筋格节点6四周的网格筋配合的凹槽，二者的凹槽一致，且其凹槽深度为设定值(该设定值按照凹槽面的最大受力的1.5倍的安全裕度设定)，双孔接口外连接件3和双孔接口内连接件4相对面的凹槽分别与筋格节点6的外侧和内侧贴合，贴合面均匀涂胶，分别将双孔接口外连接件3和双孔接口内连接件4与筋格节点6四周的网格筋胶接为整体；同时，在双孔接口外连接件3上布置六个通孔，在双孔接口内连接件4上与六个通孔对应位置处布置六个螺纹孔，六个通孔和六个螺纹孔一一对应，六个安装螺钉a5从双孔接口外连接件3的外侧穿入对应的通孔，其螺杆端与双孔接口内连接件4上的螺纹孔螺纹连接，实现双孔接口外连接件3和双孔接口内连接件4的固定连接；

每个双孔接口外连接件3上关于其所在位置处网格式承力筒13的母线对称布置两个安装孔，每个双孔接口组上形成两列沿其所在位置处网格式承力筒13的母线对称分布的安装孔组，每个双孔接口组的两列安装孔组之间固定安装一个隔板14，优选地，六个通孔中三个通孔和另外三个通孔关于两个安装孔的连线对称分布。

如图13所示，网格式承力筒13的周向均匀布置四个隔板14，每个隔板14垂直布置在双孔接口内连接件4的平面上，其和网格式承力筒13之间通过双孔接口1固定连接，每个隔板14和双孔接口1通过两个角盒固定连接，两个l型的角盒相背设置隔板14的两侧，角盒的水平端和双孔接口1上的安装孔固定连接，其竖直端和隔板14固定连接，隔板14外侧固定安装框架板15形成航天器支撑框架(搭载空间)，根据隔板14的个数不同可以形成不同形状的航天器支撑框架，航天器支撑框架中设置载荷a(如测量设备、通信设备、控制设备和发动机等)，载荷a通过双孔接口1上的安装螺钉a5均匀地传递到双孔接口外连接件3和双孔接口内连接件4上，进而将载荷a快速的传递到筋格节点6及其周围的网格筋上，即将载荷a传递到网格式承力结构上，有效保证网格式承力结构的双孔接口1安全、可靠的承受单点超过1.2t载荷。

同一网格式承力结构上的所有单孔接口2的结构和形状均一致，其包括相对设置的单孔接口内连接件7和单孔接口外连接件8，单孔接口内连接件7和单孔接口外连接件8分别位于三角形筋格11的内侧和外侧(其中，三角形筋格11的外侧和内侧分别与网格式承力筒13的外侧和内侧一致)；单孔接口内连接件7和单孔接口外连接件8的相对面上分别设置与三角形筋格11(三角形筋格11为三个网格筋两两交叉布置形成的三角形空间)配合的三棱柱凸台，二者的三棱柱凸台一致，且均为设定值(该设定值按照三棱柱凸台与三角形筋格11的胶接位置的强度满足最大受力1.5倍的安全裕度设定)，单孔接口内连接件7和单孔接口外连接件8的三棱柱凸台分别与三角形筋格11的贴合面胶接而形成整体；同时，两个三棱柱凸台的中心分别开设一个通孔，二者的通孔贯通，用于从单孔接口内连接件7上安装单孔接口内孔套9，单孔接口内孔套9的头帽端与单孔接口内连接件7之间设置厚度可调的垫片10，用于调整单孔接口内孔套9的伸出长度和伸出角度，单孔接口内连接件7上对应三棱柱凸台的三角处分别开设一个螺纹孔，单孔接口外连接件8上对应三棱柱凸台的三角处分别开设一个通孔，安装螺钉b12从单孔接口外连接件8上的通孔穿入后与单孔接口内连接件7上螺纹孔螺纹连接；每个单孔接口2分别通过单孔接口内孔套9与载荷b连接(载荷b为推进剂贮箱等大型设备)，载荷b依次传递到安装螺钉b12、单孔接口内孔套9及卡在三角形筋格11上的单孔接口内连接件7和单孔接口外连接件8后再均匀传递到网格承力筒上，可以有效保证网格式承力结构的单孔接口2承载500kg以上的载荷。

所有螺纹连接处均通过封胶固定。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。