本發(fā)明涉及飛行器結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種機(jī)翼壁板對接結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

在飛機(jī)制造領(lǐng)域中，機(jī)翼與機(jī)身的連接，不同翼梁段之間的連接等都是復(fù)合材料飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵部位?，F(xiàn)有技術(shù)中常用的連接方法是,采用螺栓將不同機(jī)翼壁板(中央翼/外翼)或翼梁段之間通過連接帶板或角盒等連接起來。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)至少存在如下問題：

現(xiàn)有技術(shù)中，在采用連接帶板和螺栓對不同的機(jī)翼壁板進(jìn)行對接時(shí)，通常忽略連接帶板與機(jī)翼壁板之間的摩擦力，即認(rèn)為機(jī)翼壁板上的所有載荷都必須通過螺栓傳遞給連接帶板。也就是說機(jī)翼壁板上的分布外載都要集中在一系列不同的螺栓上。很顯然，這種連接方式中，機(jī)翼壁板上要傳遞的載荷都最后集中在一系列不同的螺栓上。由于這個(gè)原因，在很多情況下螺栓成了安全裕度最低的元件。所以為達(dá)到強(qiáng)度要求，常常要采用高強(qiáng)度螺栓尤其在翼根等關(guān)鍵連接區(qū)域。另外，由于螺栓與孔壁之間的制造間隙以及受載時(shí)兩者之間擠壓所可能引起的孔壁變形，連接帶板與機(jī)翼壁板之間可能會產(chǎn)生微小滑移。這將直接影響結(jié)構(gòu)的整體剛度，如引起整個(gè)機(jī)翼彎曲變形的增大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種能夠降低對螺栓的依賴程度同時(shí)有效提高連接區(qū)的剛度的機(jī)翼壁板對接結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種機(jī)翼壁板對接結(jié)構(gòu)，包括：待對接的兩塊機(jī)翼壁板、分別與所述兩塊機(jī)翼壁板貼合的連接帶板以及用于將所述機(jī)翼壁板和連接帶板進(jìn)行連接固定的緊固件；所述機(jī)翼壁板，其與所述連接帶板貼合的一面設(shè)置第一凹凸嚙合層；所述連接帶板，其與所述機(jī)翼壁板貼合的一面設(shè)置第二凹凸嚙合層；所述第一凹凸嚙合層與所述第二凹凸嚙合層相互嚙合。

進(jìn)一步，所述的機(jī)翼壁板對接結(jié)構(gòu)，其中，所述第一凹凸嚙合層與所述第二凹凸嚙合層的尺寸相互匹配，以使得所述第一凹凸嚙合層與所述第二凹凸嚙合層相互嚙合后彼此之間無縫貼合。

進(jìn)一步，所述的機(jī)翼壁板對接結(jié)構(gòu)，其中，所述多個(gè)第一凹凸嚙合層，其與所述第二凹凸嚙合層相嚙合的一面凸出所述機(jī)翼壁板的表面；所述多個(gè)第二凹凸嚙合層，其與所述第一凹凸嚙合層相嚙合的一面凸出所述連接帶板的表面。

進(jìn)一步，所述的機(jī)翼壁板對接結(jié)構(gòu)，其中，所述第一凹凸嚙合層與所述機(jī)翼壁板一體成型，或所述第一凹凸嚙合層通過膠接、埋頭釘、3d打印方式與所述所述機(jī)翼壁板固定連接。

進(jìn)一步，所述的機(jī)翼壁板對接結(jié)構(gòu)，其中，所述第二凹凸嚙合層與所述連接帶板一體成型，或所述第二凹凸嚙合層通過膠接、埋頭釘、3d打印方式與所述所述連接帶板固定連接。

進(jìn)一步，所述的機(jī)翼壁板對接結(jié)構(gòu)，其中，所述第一凹凸嚙合層(11)的材質(zhì)與所述機(jī)翼壁板(1)的材質(zhì)相同或不同；所述第二凹凸嚙合層(21)的材質(zhì)與所述連接帶板(2)的材質(zhì)相同或不同。

進(jìn)一步，所述的機(jī)翼壁板對接結(jié)構(gòu)，其中，所述機(jī)翼壁板上設(shè)置有多個(gè)第一凹凸嚙合層，所述多個(gè)第一凹凸嚙合層呈階梯狀從所述機(jī)翼壁板的一端排布至另一端；其中，靠近連接帶板中間的第一凹凸嚙合層的高度依次低于靠近連接連接帶板兩端的第一凹凸嚙合層的高度；所述連接帶板上設(shè)置有多個(gè)第二凹凸嚙合層，所述多個(gè)第二凹凸嚙合層呈階梯狀從所述連接帶板的中間排布至兩端；其中，靠近連接帶板中間的第二凹凸嚙合層的高度依次高于靠近連接帶板兩端的第二凹凸嚙合層的高度。

進(jìn)一步，所述的機(jī)翼壁板對接結(jié)構(gòu)，其中，所述機(jī)翼壁板上設(shè)置有多個(gè)第一凹凸嚙合層，所述多個(gè)第一凹凸嚙合層呈階梯狀從所述機(jī)翼壁板的一端排布至另一端；其中，靠近連接帶板中間的第一凹凸嚙合層的高度依次高于靠近連接連接帶板兩端的第一凹凸嚙合層的高度；所述連接帶板上設(shè)置有多個(gè)第二凹凸嚙合層，所述多個(gè)第二凹凸嚙合層呈階梯狀從所述連接帶板的中間排布至兩端；其中，靠近連接帶板中間的第二凹凸嚙合層的高度依次低于靠近連接帶板兩端的第二凹凸嚙合層的高度。

進(jìn)一步，所述的機(jī)翼壁板對接結(jié)構(gòu)，其中，所述機(jī)翼壁板采用復(fù)合材料或金屬材料；所述連接帶板采用復(fù)合材料或金屬材料；所述緊固件采用復(fù)合材料或金屬材料。

進(jìn)一步，所述的機(jī)翼壁板對接結(jié)構(gòu)，其中，所述緊固件為螺栓。

進(jìn)一步，所述的機(jī)翼壁板對接結(jié)構(gòu)，其中，所述機(jī)翼壁板和連接帶板上設(shè)有與所述螺栓相匹配的螺孔；所述螺栓通過貫穿設(shè)置在所述機(jī)翼壁板和連接帶板上螺孔的方式將所述機(jī)翼壁板和連接帶板進(jìn)行固定連接。

本發(fā)明實(shí)施例的有益效果在于，通過在機(jī)翼壁板和連接帶板之間引入凹凸嚙合層，采用螺栓緊固凹凸嚙合的界面來間接傳遞剪切載荷，從而實(shí)現(xiàn)凹凸嚙合層與螺栓一起共同傳遞載荷。這是一種將傳統(tǒng)的基于螺栓的點(diǎn)傳力途徑設(shè)計(jì)發(fā)展到點(diǎn)面結(jié)合的多傳力路徑設(shè)計(jì)，為機(jī)翼機(jī)身對接設(shè)計(jì)提供了更多的靈活性。本發(fā)明可以大大降低對高強(qiáng)度螺栓的要求，提高安全裕度，同時(shí)可有效降低連接帶板與對接的機(jī)翼壁板之間可能的滑移從而提高對接區(qū)的連接剛度。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中兩個(gè)機(jī)翼壁板之間的對接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的機(jī)翼壁板對接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例提供的機(jī)翼壁板對接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明第三實(shí)施例提供的機(jī)翼壁板對接結(jié)構(gòu)示意圖。

1、機(jī)翼壁板,2、連接帶板,3、緊固件，

11、第一凹凸嚙合層,21、第二凹凸嚙合層。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面結(jié)合具體實(shí)施方式并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。

請參閱圖1，圖1是現(xiàn)有技術(shù)中兩個(gè)機(jī)翼壁板之間的對接結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示，機(jī)翼壁板1對接結(jié)構(gòu)包括：兩塊機(jī)翼壁板1、連接帶板2和緊固件3。兩塊機(jī)翼壁板1為待對接的第一機(jī)翼壁板1和第二機(jī)翼壁板1。兩塊機(jī)翼壁板1相對設(shè)置，且位于同一水平面內(nèi)。兩塊連接帶板2分別在上下兩面與兩塊機(jī)翼壁板1貼合。具體地，上連接帶板2的下表面分別與兩塊機(jī)翼壁板1的上表面相貼合，下連接帶板2的上表面分別與兩塊機(jī)翼壁板1的下表面相貼合。機(jī)翼壁板1與連接帶板2彼此相貼合的一面相對平滑。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)的這種結(jié)構(gòu)忽略了連接帶板與機(jī)翼壁板之間的摩擦力，即認(rèn)為機(jī)翼壁板上的所有載荷都必須通過螺栓傳遞給連接帶板，即機(jī)翼壁板上的分布外載都要集中在一系列不同的螺栓點(diǎn)上。因此，在很多情況下螺栓成了安全裕度最低的元件。所以為達(dá)到強(qiáng)度要求，常常要采用高強(qiáng)度螺栓尤其在翼根等關(guān)鍵連接區(qū)域。另外，由于螺栓與孔壁之間的制造間隙以及受載時(shí)兩者之間擠壓所可能引起的孔壁變形，連接帶板與機(jī)翼壁板之間可能會產(chǎn)生微小滑移。這將直接影響結(jié)構(gòu)的整體剛度，如引起整個(gè)機(jī)翼彎曲變形的增大。

請參閱圖2，圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的機(jī)翼壁板對接結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖2所示，在本實(shí)施例中，機(jī)翼壁板1對接結(jié)構(gòu)包括兩塊機(jī)翼壁板1、連接帶板2和緊固件3。兩塊機(jī)翼壁板1為待對接的第一機(jī)翼壁板1和第二機(jī)翼壁板1。兩塊機(jī)翼壁板1相對設(shè)置，且位于同一水平面內(nèi)。兩塊連接帶板2分別在上下兩面與兩塊機(jī)翼壁板1貼合。具體地，上連接帶板2的下表面分別與兩塊機(jī)翼壁板1的上表面相貼合，下連接帶板2的上表面分別與兩塊機(jī)翼壁板1的下表面相貼合。

緊固件3用于將機(jī)翼壁板1和連接帶板2進(jìn)行連接固定。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，緊固件3可以采用螺栓。進(jìn)一步地，機(jī)翼壁板1和連接帶板2上設(shè)有與螺栓相匹配的螺孔；螺栓通過貫穿設(shè)置在機(jī)翼壁板1和連接帶板2上螺孔的方式將機(jī)翼壁板1和連接帶板2進(jìn)行固定連接。

如圖2所示，機(jī)翼壁板1與連接帶板2貼合的一面設(shè)置第一凹凸嚙合層11。連接帶板2與機(jī)翼壁板1貼合的一面設(shè)置第二凹凸嚙合層21。第一凹凸嚙合層11，其與第二凹凸嚙合層21相嚙合的一面凸出機(jī)翼壁板1的表面；第二凹凸嚙合層21，其與第一凹凸嚙合層11相嚙合的一面凸出連接帶板2的表面。當(dāng)機(jī)翼壁板1與連接帶板2相互貼合時(shí)，第一凹凸嚙合層11與第二凹凸嚙合層21相互嚙合。

在本發(fā)明實(shí)施例中，第一凹凸嚙合層11上具有凹凸部，第二凹凸嚙合層21上設(shè)置也設(shè)置有凹凸部，凹凸部的形狀可以為任意能夠使得第一凹凸嚙合層11與第二凹凸嚙合層21相互嚙合的形狀和尺寸，例如，長方體、正方體、三棱柱、正四棱臺等，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受其具體形狀的限制。具體地，在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中第一凹凸嚙合層11與第二凹凸嚙合層21的尺寸相互匹配，以使得第一凹凸嚙合層11與第二凹凸嚙合層21相互嚙合后彼此之間無縫貼合。

本發(fā)明實(shí)施例的有益效果在于，通過在機(jī)翼壁板和連接帶板之間引入嚙合齒，使該嚙合齒與螺栓一起共同傳遞載荷。這是一種將傳統(tǒng)的基于螺栓的點(diǎn)傳力途徑設(shè)計(jì)發(fā)展到點(diǎn)面結(jié)合的多傳力路徑設(shè)計(jì)，為機(jī)翼機(jī)身對接設(shè)計(jì)提供了更多的靈活性。本發(fā)明可以大大降低對高強(qiáng)度螺栓的要求，提高安全裕度，同時(shí)可有效降低連接帶板與對接的機(jī)翼壁板之間可能的滑移從而提高對接區(qū)的連接剛度。

請參閱圖3，圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例提供的機(jī)翼壁板1對接結(jié)構(gòu)示意圖。圖3中與圖2中相同的部件均采用相同的附圖標(biāo)記表示，對于不涉及本發(fā)明改進(jìn)點(diǎn)的已有部件，將簡單介紹或者不介紹，而重點(diǎn)介紹相對于現(xiàn)有技術(shù)作出改進(jìn)的組成部件。

如圖3所示，本實(shí)施方式為在受壓載荷下的機(jī)翼壁板1對接結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，機(jī)翼壁板1對接結(jié)構(gòu)包括兩塊機(jī)翼壁板1、連接帶板2和緊固件3。兩塊機(jī)翼壁板1為待對接的第一機(jī)翼壁板1和第二機(jī)翼壁板1。兩塊機(jī)翼壁板1相對設(shè)置，且位于同一水平面內(nèi)。兩塊連接帶板2分別在上下兩面與兩塊機(jī)翼壁板1貼合。具體地，上連接帶板2的下表面分別與兩塊機(jī)翼壁板1的上表面相貼合，下連接帶板2的上表面分別與兩塊機(jī)翼壁板1的下表面相貼合。

緊固件3用于將機(jī)翼壁板1和連接帶板2進(jìn)行連接固定。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，緊固件3可以采用螺栓。進(jìn)一步地，機(jī)翼壁板1和連接帶板2上設(shè)有與螺栓相匹配的螺孔；螺栓通過貫穿設(shè)置在機(jī)翼壁板1和連接帶板2上螺孔的方式將機(jī)翼壁板1和連接帶板2進(jìn)行固定連接。

在本發(fā)明實(shí)施例中，機(jī)翼壁板1上一體成型的或非一體成型的設(shè)置有多個(gè)第一凹凸嚙合層11，多個(gè)第一凹凸嚙合層11呈階梯狀從機(jī)翼壁板1的一端排布至另一端；其中，靠近連接帶板2中間的第一凹凸嚙合層11的高度依次低于靠近連接連接帶板2兩端的第一凹凸嚙合層11的高度。連接帶板2上一體成型的或非一體成型的設(shè)置有多個(gè)第二凹凸嚙合層21，多個(gè)第二凹凸嚙合層21呈階梯狀從連接帶板2的中間排布至兩端；其中，靠近連接帶板2中間的第二凹凸嚙合層21的高度依次高于靠近連接帶板2兩端的第二凹凸嚙合層21的高度。

請參閱圖4，圖4是本發(fā)明第三實(shí)施例提供的機(jī)翼壁板1對接結(jié)構(gòu)示意圖。圖4中與圖2中相同的部件均采用相同的附圖標(biāo)記表示，對于不涉及本發(fā)明改進(jìn)點(diǎn)的已有部件，將簡單介紹或者不介紹，而重點(diǎn)介紹相對于現(xiàn)有技術(shù)作出改進(jìn)的組成部件。

如圖4所示，本實(shí)施方式為在受拉載荷下的機(jī)翼壁板1對接結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，機(jī)翼壁板1對接結(jié)構(gòu)包括兩塊機(jī)翼壁板1、連接帶板2和緊固件3。兩塊機(jī)翼壁板1為待對接的第一機(jī)翼壁板1和第二機(jī)翼壁板1。兩塊機(jī)翼壁板1相對設(shè)置，且位于同一水平面內(nèi)。兩塊連接帶板2分別在上下兩面與兩塊機(jī)翼壁板1貼合。具體地，上連接帶板2的下表面分別與兩塊機(jī)翼壁板1的上表面相貼合，下連接帶板2的上表面分別與兩塊機(jī)翼壁板1的下表面相貼合。

緊固件3用于將機(jī)翼壁板1和連接帶板2進(jìn)行連接固定。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，緊固件3可以采用螺栓。進(jìn)一步地，機(jī)翼壁板1和連接帶板2上設(shè)有與螺栓相匹配的螺孔；螺栓通過貫穿設(shè)置在機(jī)翼壁板1和連接帶板2上螺孔的方式將機(jī)翼壁板1和連接帶板2進(jìn)行固定連接。

在本發(fā)明實(shí)施例中，機(jī)翼壁板1上一體成型的或非一體成型的設(shè)置有多個(gè)第一凹凸嚙合層11，多個(gè)第一凹凸嚙合層11呈階梯狀從機(jī)翼壁板1的一端排布至另一端；其中，靠近連接帶板2中間的第一凹凸嚙合層11的高度依次高于靠近連接連接帶板2兩端的第一凹凸嚙合層11的高度；連接帶板2上設(shè)置有多個(gè)第二凹凸嚙合層21，多個(gè)第二凹凸嚙合層21呈階梯狀從連接帶板2的中間排布至兩端；其中，靠近連接帶板2中間的第二凹凸嚙合層21的高度依次低于靠近連接帶板2兩端的第二凹凸嚙合層21的高度。

進(jìn)一步的，在以上各個(gè)本發(fā)明實(shí)施例中，機(jī)翼壁板1可以采用復(fù)合材料或金屬材料。連接帶板2可以采用復(fù)合材料或金屬材料，優(yōu)選的采用鈦合金。

進(jìn)一步的，在以上各個(gè)本發(fā)明實(shí)施例中，第一凹凸嚙合層11與機(jī)翼壁板1一體成型，或第一凹凸嚙合層11通過膠接、埋頭釘、3d打印方式與機(jī)翼壁板1固定連接。第二凹凸嚙合層21與連接帶板2一體成型，或第二凹凸嚙合層21通過膠接、埋頭釘、3d打印方式與連接帶板2固定連接。第一凹凸嚙合層11的材質(zhì)與機(jī)翼壁板1的材質(zhì)相同或不同；第二凹凸嚙合層21的材質(zhì)與連接帶板2的材質(zhì)相同或不同。

本發(fā)明的有益效果在于：

1)改變了現(xiàn)有技術(shù)的對載荷的傳遞方式，現(xiàn)有技術(shù)屬于點(diǎn)式集中載荷傳遞方式，本發(fā)明屬于分布式的面載荷傳遞方式，以及點(diǎn)面結(jié)合的載荷傳遞方式。

2)同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了除螺栓之外，又增加了一新的傳力途徑。通過對嚙合齒或楔形(階梯狀)結(jié)合層的具體幾何形狀，尺寸及材料等的設(shè)計(jì)，可使機(jī)翼壁板連接區(qū)的安全裕度包括疲勞強(qiáng)度因螺栓本身的承載及螺栓施加給連接帶板及機(jī)翼壁板上的集中載荷的降低而大大提高。這為機(jī)翼壁板厚度的進(jìn)一步優(yōu)化提供了空間，同時(shí)也為改用復(fù)合材料連接帶板甚至復(fù)合材料螺栓而進(jìn)一步減重和提高閃電防護(hù)功能等提供了有利條件。

3)同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可有效消除連接帶板與機(jī)翼壁板之間可能會產(chǎn)生的滑移，從而有效提高整體結(jié)構(gòu)在連接區(qū)的剛度。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的上述具體實(shí)施方式僅僅用于示例性說明或解釋本發(fā)明的原理，而不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。因此，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。此外，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內(nèi)的全部變化和修改例。