[發明專利]懸掛式復合材料貯箱結構

有效

• 申請號: 201710023788.1
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN106628266B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 徐忠海;牛中原;楊帆;王榮國;矯維成;劉文博;郝立峰;洪毅;江龍;李琳琳;赫曉東
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B64G1/40
• 分類號: B64G1/40
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳昕

1.一種懸掛式復合材料貯箱結構，包括四個復合材料貯箱、環形框和十字梁；

十字梁固定在環形框的內側，形成四個框梁支架，框梁支架為90°圓心角的扇形框架結構；

四個復合材料貯箱分別固定在四個框梁支架上，貯箱僅承擔內壓載荷和自身質量產生的載荷；

其特征在于，所述復合材料貯箱包括封頭，該封頭的剛度設計方法為：

步驟1：通過求解纏繞軌跡在封頭型面的穩定方程，配合纏繞角方程，實現封頭與筒身交接處纏繞角固定；

步驟2：在封頭上推導出一個纖維可以進行穩定非測地線纏繞的區域，將使得在該區域內存在一個筒身纏繞角的變化范圍，配合纖維纏繞不離縫不重疊條件，使得線型設計自由度大大增加，同時根據封頭受力情況，改變封頭上纖維軌跡走向，設計出更加符合封頭受力的線型軌跡；

步驟3：通過對纏繞厚度的精確預測，同時對每種線型在封頭上的軌跡分布進行精確計算后，可以得到每種線型在每個單元范圍內的厚度堆積情況和纏繞角精確值，然后再逐點代入有限元單元中，可進行更加精確的有限元計算；

在以上步驟的基礎上，通過聯用有限元單元Ansys和迭代計算程序以及纏繞線型表，設計不同的纏繞線型，進而以應變均勻為設計目標，對各種允許線型下的變形情況進行計算并優選，達到封頭的剛度優化設計，進而完成整個貯箱的設計。

2.根據權利要求1所述的懸掛式復合材料貯箱結構，其特征在于，環形框的上端面還設置有效載荷支架。

3.根據權利要求1或2所述的懸掛式復合材料貯箱結構，其特征在于，所述復合材料貯箱的環向和軸向的鋪層比例為a：1，其中a的取值范圍為1.5～2.5。

4.根據權利要求3所述的懸掛式復合材料貯箱結構，其特征在于，所述復合材料貯箱通過連接裙與框梁支架連接，連接裙在纏繞時與復合材料貯箱一體成型，并通過螺栓與框梁支架連接。

5.根據權利要求4所述的懸掛式復合材料貯箱結構，其特征在于，所述十字梁采用膠接和鉚接相結合的方式固定在環形框的內側。

6.根據權利要求5所述的懸掛式復合材料貯箱結構，其特征在于，所述環形框和十字梁均采用預浸料鋪放卷制工藝制備，外部鋪放復合材料，內部填充芳綸紙蜂窩。

7.根據權利要求6所述的懸掛式復合材料貯箱結構，其特征在于，所述環形框和十字梁均采用口型梁制成。