權(quán)利要求

1.一種金屬接頭復(fù)合材料連桿，其特征在于，所述連桿包括：第一金屬接頭、內(nèi)筒、外筒和第二金屬接頭，

所述內(nèi)筒和外筒同圓心設(shè)置形成筒段，所述第一金屬接頭設(shè)置在所述筒段的第一端，所述第二金屬接頭設(shè)置在所述筒段的第二端;

所述內(nèi)筒和外筒均為空心，且由復(fù)合材料制成;

所述內(nèi)筒承受拉伸載荷，所述外筒承受壓縮載荷。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬接頭復(fù)合材料連桿，其特征在于，所述內(nèi)筒包括間隔一定寬度的第一纏繞內(nèi)段和第二纏繞內(nèi)段。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬接頭復(fù)合材料連桿，其特征在于，所述寬度大于等于5mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬接頭復(fù)合材料連桿，其特征在于，所述第一和第二金屬接頭的結(jié)構(gòu)完全相同，均包括對(duì)稱且平行設(shè)置的兩個(gè)耳片，每個(gè)耳片上設(shè)置有銷孔。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬接頭復(fù)合材料連桿，其特征在于，所述第一和第二金屬接頭還包括設(shè)置有內(nèi)孔的圓桶段，兩個(gè)所述耳片設(shè)置在所述圓桶段的第一端上。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬接頭復(fù)合材料連桿，其特征在于，每個(gè)所述耳片的內(nèi)側(cè)根部設(shè)置有內(nèi)凸臺(tái)，每個(gè)所述耳片的外側(cè)根部至所述圓桶段的第一端之間設(shè)置有外圓筒貼合面。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬接頭復(fù)合材料連桿，其特征在于，所述外筒的兩端均包括凸起和貼合面，兩個(gè)凸起分別設(shè)置在每個(gè)金屬接頭的兩個(gè)耳片之間，兩個(gè)貼合面分別貼合在兩個(gè)外圓筒貼合面上。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的金屬接頭復(fù)合材料連桿，其特征在于，所述外圓筒貼合面與圓桶段的第一端之前形成一定度數(shù)的夾角。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的金屬接頭復(fù)合材料連桿，其特征在于，所述度數(shù)為90-180度。

10.一種飛機(jī)，其特征在于，所述飛機(jī)包括權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的金屬接頭復(fù)合材料連桿。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本發(fā)明屬于航空結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種金屬接頭復(fù)合材料連桿及飛機(jī)。

背景技術(shù)

[0002]二力桿件是飛機(jī)結(jié)構(gòu)的常用零件，如翼面結(jié)構(gòu)的前后緣結(jié)構(gòu)中的桿件、桁架肋中央翼的桁架桿件、主起落架支撐桿等結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有的飛機(jī)大多數(shù)為金屬結(jié)構(gòu)，兩頭為金屬結(jié)構(gòu)耳片，中間為實(shí)心的長(zhǎng)桿結(jié)構(gòu)，一般用于承載較大或桿長(zhǎng)較長(zhǎng)的桿為鈦合金或鋼材料，制備過程中初始毛料尺寸大，損耗多，以某飛機(jī)二力桿結(jié)構(gòu)為例，長(zhǎng)度約1.2米左右，毛料重達(dá)200多千克，二力桿靜重30多公斤，加工時(shí)間長(zhǎng)，損耗多，同時(shí)最終二力桿重量也重，因此，提高飛機(jī)結(jié)構(gòu)效率、降低零部件制備中毛料損耗，是當(dāng)前急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種金屬接頭復(fù)合材料連桿及飛機(jī)，用于解決目前存在的技術(shù)問題。

[0004]一種金屬接頭復(fù)合材料連桿，所述連桿包括：第一金屬接頭、內(nèi)筒、外筒和第二金屬接頭，

[0005]所述內(nèi)筒和外筒同圓心設(shè)置形成筒段，所述第一金屬接頭設(shè)置在所述筒段的第一端，所述第二金屬接頭設(shè)置在所述筒段的第二端;

[0006]所述內(nèi)筒和外筒均為空心，且由復(fù)合材料制成;

[0007]所述內(nèi)筒承受拉伸載荷，所述外筒承受壓縮載荷。

[0008]如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，所述內(nèi)筒包括間隔一定寬度的第一纏繞內(nèi)段和第二纏繞內(nèi)段。

[0009]如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，所述寬度大于等于5mm。

[0010]如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，所述第一和第二金屬接頭的結(jié)構(gòu)完全相同，均包括對(duì)稱且平行設(shè)置的兩個(gè)耳片，每個(gè)耳片上設(shè)置有銷孔。

[0011]如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，所述第一和第二金屬接頭還包括設(shè)置有內(nèi)孔的圓桶段，兩個(gè)所述耳片設(shè)置在所述圓桶段的第一端上。

[0012]如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，每個(gè)所述耳片的內(nèi)側(cè)根部設(shè)置有內(nèi)凸臺(tái)，每個(gè)所述耳片的外側(cè)根部至所述圓桶段的第一端之間設(shè)置有外圓筒貼合面。

[0013]如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，所述外筒的兩端均包括凸起和貼合面，兩個(gè)凸起分別設(shè)置在兩個(gè)耳片之間，兩個(gè)貼合面分別貼合在兩個(gè)外圓筒貼合面上。

[0014]如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，所述外圓筒貼合面與圓桶段的第一端之前形成一定度數(shù)的夾角。

[0015]如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，所述度數(shù)為90-180度。

[0016]本發(fā)明還提供了一種飛機(jī)，所述飛機(jī)包括所述的金屬接頭復(fù)合材料連桿。

[0017]本發(fā)明的有益效果

[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有如下有益效果：

[0019]本發(fā)明的金屬接頭復(fù)合材料連桿，包括：第一金屬接頭、內(nèi)筒、外筒和第二金屬接頭，內(nèi)筒和外筒同圓心設(shè)置形成筒段，第一金屬接頭設(shè)置在所述筒段的第一端，第二金屬接頭設(shè)置在所述筒段的第二端;內(nèi)筒和外筒均為空心，且由復(fù)合材料制成;內(nèi)筒承受拉伸載荷，外筒承受壓縮載荷。本發(fā)明的連桿可實(shí)現(xiàn)金屬接頭復(fù)材連桿的整體無損檢測(cè);由于采用復(fù)合材料纖維模量大，中間留有空心結(jié)構(gòu)，有利于提高連桿的穩(wěn)定性，同時(shí)提高連桿的結(jié)構(gòu)效率。

附圖說明

[0020]圖1為本發(fā)明的連桿的整體結(jié)構(gòu)示意圖;

[0021]圖2為本發(fā)明的外筒結(jié)構(gòu)的示意圖;

[0022]圖3為本發(fā)明的內(nèi)筒結(jié)構(gòu)的示意圖;

[0023]圖4為本發(fā)明的內(nèi)筒與金屬接頭的連接示意圖;

[0024]圖5為本發(fā)明的金屬接頭結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

[0025]為了更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明內(nèi)容包括但不限于下文中的具體實(shí)施方式，相似的技術(shù)和方法都應(yīng)該視為本發(fā)明保護(hù)的范疇之內(nèi)。為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

[0026]應(yīng)當(dāng)明確，本發(fā)明所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

[0027]在本發(fā)明實(shí)施例中使用的術(shù)語(yǔ)是僅僅出于描述特定實(shí)施例的目的，而非旨在限制本發(fā)明。在本發(fā)明實(shí)施例和所附權(quán)利要求書中所使用的單數(shù)形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數(shù)形式，除非上下文清楚地表示其他含義。

[0028]如圖1所示，本發(fā)明金屬接頭復(fù)合材料連桿，所述連桿包括：

[0029]第一金屬接頭、內(nèi)筒、外筒和第二金屬接頭，

[0030]所述內(nèi)筒和外筒同圓心設(shè)置形成筒段，所述第一金屬接頭設(shè)置在所述筒段的第一端，所述第二金屬接頭設(shè)置在所述筒段的第二端;

[0031]所述內(nèi)筒和外筒均為空心，且由復(fù)合材料制成;

[0032]所述內(nèi)筒承受拉伸載荷，所述外筒承受壓縮載荷。

[0033]如圖1所示，連桿由兩個(gè)金屬接頭1和4、整體纏繞的內(nèi)筒2和自動(dòng)鋪絲或自動(dòng)鋪帶的外筒3組成，即內(nèi)筒由復(fù)合材料采用纏繞的方式得到，外筒由復(fù)合材料采用自動(dòng)鋪絲或自動(dòng)鋪帶的方式得到。兩個(gè)金屬接頭，分別為第一金屬接頭1和第二金屬接頭4，兩個(gè)金屬接頭的結(jié)構(gòu)設(shè)置完全相同，每個(gè)金屬接頭包括兩個(gè)對(duì)稱且平行設(shè)置的耳片，以第一金屬接頭1為例，在第一耳片11上設(shè)置有銷孔112，第二耳片13上設(shè)置有銷孔131，第一金屬接頭1可以通過穿過銷孔112和銷孔131的銷軸與其他結(jié)構(gòu)相連，含耳片的金屬接頭右一段空心桿即圖5中帶有內(nèi)孔的圓桶段12，由于其帶有內(nèi)孔，因此也稱為空心桿，外側(cè)有兩段半圓柱孔，即圖5中整體纏繞內(nèi)段貼合面123所在的半圓柱孔，為整體纏繞留下空間，通過纏繞實(shí)現(xiàn)復(fù)材連桿承拉，整體纏繞分成A塊和B塊，即分別對(duì)應(yīng)如圖3所示的第一整體纏繞內(nèi)段21和第二整體纏繞內(nèi)段23兩個(gè)部分，第一整體纏繞內(nèi)段21和第二整體纏繞內(nèi)段23之間留有不小于5mm的空間22用于后期固化后應(yīng)用的第一整體纏繞內(nèi)段21和第二整體纏繞內(nèi)段23內(nèi)側(cè)無損檢測(cè);外筒3是在內(nèi)筒2的外側(cè)通過鋪帶或鋪絲進(jìn)行完整筒段的鋪貼而形成的，外筒3的兩端部夾持在兩個(gè)金屬接頭的耳片底部，外筒3承受壓縮載荷，一則通過金屬接頭的耳片承受壓縮載荷，傳遞到金屬接頭貼合面122，即外筒右側(cè)與金屬接頭貼合斜面，然后通過金屬接頭貼合面122與右側(cè)貼合面32的配合接觸，傳遞到外筒，另外一側(cè)也是如此，通過外筒3的空心圓柱截面承受壓縮載荷，內(nèi)筒2承受拉伸載荷，通過纏繞的纖維本身產(chǎn)生的張力及纖維間的摩擦力來承受拉伸載荷。其中外筒3與內(nèi)筒2可通過共膠結(jié)或共固化成型，空間22作為第一整體纏繞內(nèi)段21和第二整體纏繞內(nèi)段23之間的縫隙，作為無損檢測(cè)探頭進(jìn)去的空間，可以將探頭伸進(jìn)該空間來檢測(cè)第一整體纏繞內(nèi)段21和第二整體纏繞內(nèi)段23的損傷情況，兩端含耳片的金屬接頭通過超聲波、磁粉、射線等探傷方法實(shí)現(xiàn)探傷，從而實(shí)現(xiàn)金屬接頭復(fù)材連桿的整體無損檢測(cè);由于采用復(fù)合材料纖維模量大，中間留有空心結(jié)構(gòu)，有利于提高連桿的穩(wěn)定性，同時(shí)提高連桿的結(jié)構(gòu)效率。

[0034]如圖2所示，外筒3的左右兩端均包括凸起和貼合面，具體為左凸起33和右凸起31，左側(cè)貼合面34和右側(cè)貼合面32，且這些凸起和貼合面均為兩個(gè)且平行對(duì)稱設(shè)置，凸起和貼合面分別用于與金屬接頭進(jìn)行無縫接合。

[0035]如圖5所示，金屬接頭1設(shè)置兩個(gè)金屬接頭耳片11和13，設(shè)置在兩個(gè)耳片下方的包括內(nèi)孔的圓桶段12，金屬接頭耳片11與13平行對(duì)稱設(shè)置，之間的間距可根據(jù)實(shí)際連接的其它結(jié)構(gòu)或部件來定義，兩側(cè)金屬接頭1和金屬接頭4的耳片間距或耳片大小也可根據(jù)實(shí)際連接來定義，圓桶段12包括第一端和第二端，第一端設(shè)置耳片，第二段與內(nèi)筒2的整體纏繞內(nèi)段21和23的端面相連接。

[0036]每個(gè)所述耳片11和13的內(nèi)側(cè)根部設(shè)置有內(nèi)凸臺(tái)111和132，每個(gè)所述耳片11和13的外側(cè)根部至所述圓桶段的第一端之間設(shè)置有外圓筒貼合面122和142。外筒3的左側(cè)兩個(gè)凸起分別設(shè)置在金屬接頭1的兩個(gè)耳片11和13之間，兩個(gè)左側(cè)貼合面34分別貼合在兩個(gè)外圓筒貼合面122和142上，兩個(gè)左側(cè)凸起分別設(shè)置在兩個(gè)耳片之間，即兩個(gè)左側(cè)凸起33分別插入兩個(gè)耳片11和13之間的兩側(cè)空間中。金屬接頭1的圓桶段12的第一端與金屬接頭耳片11的底部形成一定的夾角Q，Q大于等于90度，小于180度，確保通過耳片11上的壓縮載荷通過外筒3的右側(cè)與金屬接頭貼合面122傳遞給復(fù)材外筒3，金屬接頭1在金屬耳片內(nèi)部設(shè)置兩處內(nèi)凸臺(tái)111和132，以確保整體纏繞內(nèi)段端面保持平齊，金屬接頭1設(shè)置有在圓桶段12的兩處對(duì)稱設(shè)置的整體纏繞內(nèi)段貼合面123，以保證整體纏繞內(nèi)段沿徑向保持與金屬接頭圓桶段一致，方便外部連桿外筒3復(fù)材鋪貼或纏繞成型。

[0037]如圖2和圖4所示，待圖4準(zhǔn)備好后，可以將整體纏繞內(nèi)段即內(nèi)筒2與金屬接頭1和2整體預(yù)成型或者整體固化，如為預(yù)成型，可以直接在其外表通過鋪帶或自動(dòng)鋪絲鋪貼;如為整體固化，可以直接在外筒接觸的區(qū)域貼上膠膜，然后再在其外通過鋪帶或自動(dòng)鋪絲鋪貼，保證外筒右側(cè)凸起33和外筒右側(cè)凸起31與整體纏繞內(nèi)段21和23的兩端部平齊，外筒右側(cè)貼合面32和外筒左側(cè)貼合面34分別與金屬接頭貼合面122和142貼合。

[0038]如圖3所示，單側(cè)整體纏繞內(nèi)段21和整體纏繞內(nèi)段23保持纖維的連續(xù)性，纏繞成型后可以進(jìn)行定型或者固化，但需要保證無損檢測(cè)空間22的寬度不小于5mm,能夠滿足復(fù)材連桿全長(zhǎng)無損檢測(cè)的要求。

[0039]如圖4所示，為整體纏繞內(nèi)段與金屬接頭示意圖，通過金屬接頭1和金屬接頭4，及其對(duì)應(yīng)的圓桶段內(nèi)孔121和整體纏繞內(nèi)段貼合面123，實(shí)現(xiàn)整體纏繞內(nèi)段的纏繞成型。

[0040]作為本發(fā)明公開的實(shí)施例，本發(fā)明還公開了一種飛機(jī)，所述飛機(jī)包括本發(fā)明所述的連桿，克服當(dāng)前主流機(jī)型均以金屬材料為主，結(jié)構(gòu)重量重，制備時(shí)材料損耗大的缺點(diǎn)，采用本連桿能大大減輕結(jié)構(gòu)重量，提高飛機(jī)結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料占比，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的檢測(cè)間隔，降低維護(hù)檢測(cè)成本。

[0041]上述說明示出并描述了本發(fā)明的若干優(yōu)選實(shí)施例，但如前所述，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述申請(qǐng)構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應(yīng)在本發(fā)明所附權(quán)利要求書的保護(hù)范圍內(nèi)。

說明書附圖(5)