[发明专利]一种固化工装

说明书

本发明涉及机械设备技术领域，提供了一种杆件接头及固化工装，包括杆件、承力板、四个包括圆弧段与平面段的耳片、以及接头底座。本发明中整个接头采用较低热膨胀系数的复合材料，热膨胀系数可以做到1×10^‑6/℃以下，从结构材料本身的角度降低整个接头的热膨胀系数。对接头结构中复合材料采用指定方向混铺的方式，保证复合材料的纤维方向与接头所连接的杆件轴向一致，进而保证沿着杆件轴向上的热膨胀系数达到最小，提高桁架结构的热尺寸稳定性。

技术领域

本申请涉及机械设备技术领域，尤其涉及一种固化工装。

背景技术

随着空间遥感技术的快速发展，大尺寸空间桁架结构由于较轻的质量、较高的基频和较高的尺寸稳定性等特点越来越多地被人们所研究。目前，复合材料桁架主要是由已成型复合材料杆件和接头粘接组装而成，杆件通过接头连接。例如长焦距空间相机主次镜间桁架支撑结构设计中包括：前框架、中框架、后框架、小框架、后托板、桁架杆及管接头，小框架位于主支撑结构的最前端，后托板位于主支撑结构的最后端，中间从前到后一次是前框架、中框架及后框架。在每两个框架之间为桁架杆，桁架杆的两端与每个框架之间通过管接头进行连接，桁架杆的材料为碳纤维复合材料，管接头采用钛合金材料，管接头和桁架杆之间采用胶接方式连接，并设置有定位销。这种桁架结构中采用的是碳纤维复合材料桁架杆和钛合金管接头，金属接头质量大，连接处热膨胀系数不匹配，连接界面强度低，并且钛合金材料的热膨胀系数也较大。这种复合材料桁架杆和钛合金管接头的连接形式在温差很大的空间环境中工作时，抵抗空间热载荷变化对结构影响的能力有限，很难满足整体结构的高尺寸稳定性需求。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种固化工装，提高空间桁架结构中杆件接头热尺寸稳定性，使得桁架结构对空间热载荷变化的抵抗能力增大，满足整体结构的高尺寸稳定性需求。

一种固化工装，包括杆件接头、工装板、小型预紧夹具(7)和大型预紧夹具(8)，所述杆件接头包括杆件(1)、承力板(2)、四个包括圆弧段与平面段的耳片(3)、以及接头底座(4)；杆件(1)的端部开有矩形槽、接头底座(4)中间开有凹槽，承力板(2)的一端插入接头底座(4)的凹槽中、固定连接，另一端插入所述矩形槽中；四个耳片(3)的圆弧段与杆件(1)配合胶接、平面段与承力板(2)配合胶接，形成杆件接头；其中，承力板(2)和耳片(3)为由纤维M40JB和纤维T700SC混杂铺层得到的复合材料，调整所述纤维M40JB和纤维T700SC在承力板(2)和耳片(3)中的方向以使承力板(2)和耳片(3)具有指定的热膨胀系数，所述杆件接头固定连接在工装板上，所述小型预紧夹具(7)用于对耳片(3)的平面段进行压紧，大型预紧夹具(8)对耳片(3)的圆弧段进行压紧。

可选地，在本申请提供的另一实施中所述高模量纤维M40JB用在承力板和耳片的轴向方向，所述高强度纤维T700SC用在与承力板和耳片轴向具有指定夹角的方向。

可选地，在本申请提供的另一实施中承力板与接头底座间隙配合，单侧配合间隙为0.1mm-0.15mm。

可选地，在本申请提供的另一实施中承力板与接头底座间隙配合处设置有宽2mm、厚0.1mm-0.15mm的碳布。

可选地，在本申请提供的另一实施中所述胶接为通过J133结构胶进行粘接。

可选地，在本申请提供的另一实施中耳片的圆弧段与杆件间隙配合，配合间隙为0.1mm-0.15mm，间隙配合的指定位置处设置有宽2mm、厚0.1mm-0.15mm的碳布。

可选地，在本申请提供的另一实施中所述间隙配合的间隙中填充有J133结构胶，所形成的胶层厚度为0.1mm-0.15mm。

可选地，在本申请提供的另一实施中所述杆件、承力板以及耳片为树脂基碳纤维复合材料，接头底座为陶瓷基碳纤维复合材料。

可选地，在本申请提供的另一实施中所述杆件接头和工装板通过螺钉进行连接。