[实用新型]一种基于体积成形的航空结构拉杆及短舱

说明书

本实用新型属于机翼配件制造技术领域，公开了一种基于体积成形的航空结构拉杆，设置有管件；增厚端头和连接端头，分别设置在所述管件的两端；残余压力层，一体设置在所述管件的内外表面。本实用新型采用了基于体积成形的一体化成形工艺，相比焊接拉杆而言，避免了焊接带来的残余拉应力对拉杆疲劳寿命的影响；同时在制造过程中随时可以调整同轴同心度，避免了附加弯曲应力的产生。因此，该技术制造的拉杆寿命较传统焊接拉杆的寿命大幅提高。该技术为拉杆的抗疲劳强化问题提供了更好的解决方式。并且相比传统挤压型材管件，可应用等强度设计原理，拉杆中间空心部位可以变直径、变壁厚进一步达到飞机减重目的。还公开了包括该拉杆的短舱。

技术领域

本实用新型属于机翼配件制造技术领域，尤其涉及一种基于体积成形的航空结构拉杆及短舱。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：在飞行器结构中，许多外挂结构件，如发动机短舱、APU舱、空调舱、起落架等，是通过拉撑与飞机机体连接在一起，这些拉杆将外挂结构件受到的气动力、重力等载荷传递给机体。拉杆成为关键的主要受力部件。由于飞机设计的减重要求，这些拉杆在满足强度的同时，通常设计为中空形式。传统制造技术是在钢管件型材的两端焊接连接接头。但是，由于焊接处存在焊接残余拉应力，加之焊接接头和管件的焊接变形，只能通过增加壁厚来降低焊接变形，但不利于减轻重量，后续虽然有校准处理，但二者的同轴同心度依然无法保障，拉杆受载时存在一定的附加弯曲应力。因此，拉杆将承受过大的循环拉应力而导致疲劳破损。其数据显示，发生在焊接处破坏的事故占整个拉杆疲劳破坏事故的90％，寿命可靠性大幅降低。拉杆疲劳失效已成为航空飞行器结构件失效模式之一，也是飞机大修时必须检查的部件之一。开发高寿命、高可靠性的航空拉杆制造技术尤为重要。

传统制造技术是在钢(钛合金)管件型材的两端焊接连接接头。但是，由于焊接处存在焊接残余拉应力，加之焊接接头和管件的焊接变形，虽然有校准处理，但二者的同轴同心度依然无法保障，拉杆受载时存在一定的附加弯曲应力。因此，在焊接残余应力和附件弯曲应力的双重叠加下，拉杆将承受过大的循环拉应力而导致疲劳破损。此外，焊接拉杆的挤压管材，为等壁厚，无法应用等强度设计方法减重。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)焊接接头和管件的同轴同心度无法保障，拉杆受载时存在一定的附加弯曲应力。

(2)在焊接残余应力和附加弯曲应力的双重叠加下，拉杆将承受过大的循环拉应力而导致疲劳破损。

(3)焊接拉杆的挤压管材，为等壁厚，无法应用等强度设计方法减重。

本实用新型的实现可解决的问题是：

(1)由分体式结构升级为整体式结构，可以保证同轴同心度的要求，拉杆受载时可减小甚至消除附加弯曲应力。

(2)在极小甚至没有附加弯曲应力的情况下，拉杆的疲劳性能得到增强，从而提高拉杆的使用寿命。

(3)整体式拉杆成型技术为变径加工成型，可应用等强度设计方法达到减重要求。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种基于体积成形的航空结构拉杆。

本实用新型是这样实现的，一种基于体积成形的航空结构拉杆，设置有中空杆体管件、增厚端头和连接端头；

增厚端头和连接端头，分别设置在所述中空杆体管件的两端；

进一步，所述管件的外部安装有同轴同心度检查装置。