[发明专利]一种复合材料盒段式抗坠毁吸能结构

说明书

本发明涉及一种复合材料盒段式抗坠毁吸能结构，其包括：波纹梁，所述波纹梁包括上凸缘、与所述上凸缘平行的下凸缘和设置于上凸缘和下凸缘之间的波形腹板，在所述波形腹板的两侧有向外延伸的左连接板和右连接板，所述波形腹板、左连接板和右连接板与上凸缘和下凸缘垂直；连接角材，所述连接角材固定连接于相邻两个波纹梁的连接板，使得四个波纹梁以构成正方形盒段结构，且四个所述波纹梁沿正方形盒段结构中心对称；其中，所述波纹梁及连接角材均为复合材料铺设而成。本发明的复合材料盒段式抗坠毁吸能结构具有重量轻、吸能效果好、工艺方便等优点。

技术领域

本发明涉及直升机结构设计领域，具体涉及一种复合材料盒段式抗坠毁吸能结构。

背景技术

为了达到直升机的抗坠毁要求，通常在机身底部设计抗坠毁结构，目前机身抗坠毁结构普遍采用传统金属结构，通过金属结构的弹塑性变形吸收一定能量，但是结构付出较大的重量代价，且吸能效率低。为满足抗坠毁结构系统轻量化发展的要求，需要采用具有良好吸能特性的新材料和新结构。

对于抗坠毁结构而言，要在瞬间大变形过程中吸收大量的冲击能量，采用组合的复合材料波纹梁结构，通过复合材料的压溃吸能，具有综合性能好，重量轻等优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合材料盒段式抗坠毁吸能结构，用于解决上述任一问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种复合材料盒段式抗坠毁吸能结构，其包括

波纹梁，所述波纹梁包括上凸缘、与所述上凸缘平行的下凸缘和设置于上凸缘和下凸缘之间的波形腹板，在所述波形腹板的两侧有向外延伸的左连接板和右连接板，所述波形腹板、左连接板和右连接板与上凸缘和下凸缘垂直；

连接角材，所述连接角材固定连接于相邻两个波纹梁的连接板，使得四个波纹梁以构成正方形盒段结构，且四个所述波纹梁沿正方形盒段结构中心对称；

其中，所述波纹梁及连接角材均为复合材料铺设而成。

本发明优选方案中，所述波形为正弦波。

本发明优选方案中，所述波形腹板包括至少一个整周期。

本发明优选方案中，所述左侧连接板和右侧连接板位于所述正弦波的中心线。

本发明优选方案中，所述上凸缘与波形腹板之间的拐角处填充有缓存材料，所述下凸缘与波形腹板之间的拐角处未填充材料，以及所述下凸缘与波形腹板的拐角处的铺层数少于所述上凸缘与波形腹板的拐角处的铺层数。

本发明优选方案中，所述缓冲材料为碳纤维丝。

本发明优选方案中，所述连接角材的靠近于上凸缘的一端平整，靠近于下凸缘的一端具有一定角度的切角。

本发明优选方案中，所述切角的角度为30度。

本发明的复合材料盒段式抗坠毁结构有以下优点：

本发明的复合材料盒段式抗坠毁吸能结构在通过相关重量及高度自由落体冲击抗坠毁试验中表明，采用复合材料波纹梁铆接盒段结构，通过压溃吸能，能将冲击能量吸收掉；其由复合材料波纹梁结构的耐坠吸能效果优于铝合金材料结构件，相对于传统的金属结构，重量轻；盒段与角材两两铆接，抗坠毁接触面积大，结构稳定；单个波纹梁一体成型，盒段件之间通过铆钉连接，连接简单、工艺性好。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1为复合材料盒段式抗坠毁吸能结构示意图；

图2为波纹梁结构示意图；

图3为波形腹板构型示意图；

图4为波纹梁铺层示意图；