[發(fā)明專利]一種直升機可折疊斜梁對接接頭設計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011028706.0
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112052530B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設計）人: 樹德軍;田中強;王影;查建平
• 申請（專利權）人: 中國直升機設計研究所
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 王世磊

本發(fā)明屬于航空器結構強度設計領域，公開了一種基于剛度與強度的直升機可折疊斜梁對接接頭設計方法。首先設計尾梁斜梁對接接頭在對接狀態(tài)、折疊過程、折疊固定三種狀態(tài)下的傳載路徑，根據傳載路徑計算相應狀態(tài)嚴重工況下的連接點載荷，并計算滿足相應載荷強度下的耳片厚度和螺栓。為實現載荷傳載路徑，需要通過設計耳片裝配間隙實現，建立尾、斜梁對接的剛度模型，得到滿足要求的最小間隙，螺栓強度作為限制條件，計算得到耳片間隙的上限值，最終完成對接接頭尺寸信息。

技術領域

本發(fā)明屬于航空器結構強度設計領域，特別是涉及一種直升機可折疊斜梁對接接頭設計方法。

背景技術

直升機斜梁采用折疊對接接頭設計，能快速對斜梁進行折疊，減小機體的外輪廓尺寸，方便直升機進行空運、艦載裝運等。雖然折疊構型方便了后勤運輸，但也帶來了結構強度與裝配上的挑戰(zhàn)。對比常規(guī)直升機斜梁與尾梁采用框、蒙皮對接的形式，后者對接面受力截面大，受力形式明確，強度設計難度低，且不存在日常使用拆裝的問題。折疊斜梁通常采用四點對接形式，每個連接點采用單耳與雙耳耳片連接，來自尾槳的主動力、斜梁自身慣性力及氣動力都通過四個連接點傳遞，單個連接點承受比較大的靜載和一定的動載，耳片的靜強度與疲勞問題比較突出，折疊后原有的四點受載變?yōu)閮牲c受載，如果裝配間隙設置不合理、且耳片及支撐結構剛度不達標，斜梁由折疊位置復位到正常使用狀態(tài)時，會造成對接耳片對不上，斜梁與尾梁無法連接的問題，影響直升機使用。采用基于剛度與強度的直升機可折疊斜梁對接接頭設計方法，既能保證對接接頭強度安全，又能提高斜梁折疊與復位時的使用可靠性。

發(fā)明內容

為了解決上述問題，本發(fā)明的技術方案如下：

一種直升機可折疊斜梁對接接頭設計方法，包括以下步驟：

第一步：定義坐標系，以直升機逆航向方向為X正向，豎直向上為Z正向，由右手定則確定Y正向；建立空間直角坐標系；并定義待設計參數；

第二步：確定斜梁轉軸位置及折疊方向；

第三步：根據折疊方向設計載荷傳遞路徑；

第四步：確定斜梁與尾梁對接狀態(tài)下尾梁受到的來自斜梁的載荷；

第五步：確定斜梁折疊過程中及折疊到位后尾梁受到的來自斜梁的載荷；

第六步：根據耳片及連接螺栓在不同工況下的載荷確定各個耳片的最小厚度及螺栓直徑；

第七步：根據有限元剛度模型計算不同工況下耳片在Z向上的變形；

第八步：基于耳片在Z向上的變形數據設計耳片裝配間隙下限值；

第九步：根據耳片裝配間隙下限值和螺栓強度性能計算耳片間隙上限值，最終得到耳片裝配間隙范圍。

進一步，第一步中所述待設計參數包括：

耳片厚度：t_ij，i＝1,2,3,4，j＝1,2,3,其中:i表示連接點位置,1、2、3、4分別表示右上、右下、左下和左上連接點；j表示連接點耳片位置，1、2、3分別表示上耳片、中間耳片和下耳片；

距離：L_k，k＝1,2,3,4；其中:L₁表示1連接點的中間耳片與2連接點的中間耳片之間的距離；L₂表示2連接點螺栓與3連接點螺栓軸線之間的距離；L₃表示3連接點的中間耳片與4連接點中間耳片之間的距離；L₄表示4連接點螺栓與1連接點螺栓軸線之間的距離；

裝配間隙：D_mn，m＝1,2,3,4，n＝1,2；其中:m表示連接點位置，n＝1表示上耳片與中耳片之間的間隙，n＝2表示中耳片與下耳片之間的間隙；