[实用新型]一种高承载点阵轻量化连杆结构

说明书

本实用新型涉及一种高承载点阵轻量化连杆结构，属于飞机结构设计技术领域。该高承载点阵轻量化连杆结构包括：环形杆段，包括内蒙皮、外蒙皮以及位于内外蒙皮之间的环形中间结构；第一叉耳接头和第二叉耳接头，位于环形杆段两端，并与所述环形杆段圆滑过渡，其中，所述环形中间结构为采用八面体点阵胞元的环形空间点阵网络结构，所述环形空间点阵网络结构由N个相互连接的八面体点阵胞元组成，八面体点阵胞元在X、Y、Z三个方向进行延拓，成为空间点阵结构，N≥3且为整数。本实用新型技术方案所提供的一种高承载点阵轻量化连杆结构能够在保证连杆结构各方面性能的同时，实现了连杆结构的轻量化。

技术领域

本实用新型涉及飞机结构设计技术领域，具体涉及一种高承载点阵轻量化连杆结构。

背景技术

目前，飞机结构轻量化技术主要从结构设计优化、制造工艺、使用高性能轻质材料替代传统材料三个方向发展。复合材料在飞机结构上应用已有数十年历史，对于飞机性能的提升取得了革命性的成功。近年，增材制造工艺的发展，对于飞机产品而言又提出了新的挑战与机遇。增材制造工艺的出现极大的推动了设计与制造同时优化技术的发展。

传统飞机主承载连杆多为传统金属机加结构，存在结构重量较大，重量占部段重量比例高等问题。结合增材制造技术，借助晶体点阵概念，重构高承载连杆结构剖面，形成芯层为周期性重复单元的空间杆结构，进一步降低高承载连杆结构重量，对于优化整个部段结构，提升飞机性能具有重要意义。

现有技术方案中，如图1所示，专利“Attachment fitting for compositematerial structures”，申请号：US19990378563提供一种复合材料杆与金属波纹接头的连接结构。利用复合材料代替金属以达到减轻重量的目的，复合材料杆与接头之间的连接和载荷传递是通过波浪形的连接实现，为一种分体组合的杆类结构。分体式接头连杆需通过紧固件进行机械连接，接触配合面多，装配复杂且需考虑不同材料之间的相容性。

实用新型内容

为了解决以上问题，本实用新型提供一种高承载点阵轻量化连杆结构，该连杆结构在保证连杆结构各方面性能的同时，实现了连杆结构的轻量化。此外，本实用新型专利中连杆结构为一体化优化设计，通过点阵格栅结构减重，以增材制造方法实现加工成型。

根据本实用新型的技术方案，提供一种高承载点阵轻量化连杆结构，所述高承载点阵轻量化连杆结构包括：

环形杆段，包括内蒙皮、外蒙皮以及位于内外蒙皮之间的环形中间结构；

第一叉耳接头和第二叉耳接头，位于环形杆段两端，并与所述环形杆段圆滑过渡，

其中，所述环形中间结构为采用八面体点阵胞元的环形空间点阵网络结构，所述环形空间点阵网络结构由N个相互连接的八面体点阵胞元组成，八面体点阵胞元在X、Y、Z三个方向进行延拓，成为空间点阵结构，N≥3且为整数。

进一步的，所述八面体点阵胞元包含12根连杆，相邻连杆间成60度夹角，12根连杆的空间状态依据拓扑准则进行设置，具有6组不同方向的连续连杆，形成拉伸主导型胞元。

进一步的，所述八面体点阵胞元的单根连杆的杆细比为1:10。

进一步的，所述环形空间点阵网络结构与内外蒙皮一体化成型。

进一步的，所述环形空间点阵网络结构包括第一环形空间点阵网络结构和第二环形空间点阵网络结构，所述环形空间点阵网络结构和第二环形空间点阵网络结构之间设有环形中间层。

进一步的，所述环形空间点阵网络结构中设有多个加强筋，所述多个加强筋均匀分布于环形空间点阵网络结构截面上，设置于内蒙皮和外蒙皮之间。

进一步的，所述环形杆段为等直环形截面结构。

进一步的，所述高承载点阵轻量化连杆结构为Ti-Ti64钛合金材料连杆结构。