[实用新型]一种上下分体式的拱形高低温连接结构

说明书

本实用新型提供一种上下分体式的拱形高低温连接结构，属于飞行器为左右对称结构，左右两部分结构均包括主级支撑梁，次级弧部支撑梁，次级底部支撑梁，拱形连接梁，水平连接梁，位于高温端的支撑梁外伸侧螺栓脚、支撑梁外伸侧螺栓台，位于低温端的无支撑梁外伸侧螺栓脚。主级支撑梁位于拱形连接梁和水平连接梁之间，次级弧部支撑梁设于主级支撑梁顶部，次级底部支撑梁设于主级支撑梁底部；两个拱形连接梁组成拱形梁，位于两个水平连接梁组成的水平梁上方。本实用新型采用楔形螺栓连接安装，可有效降低与连接件连接的热端结构，减轻结构之间的热失配现象。同时加装次级梁的支撑结构件，可提高连接件承受外力载荷的能力，从而整体增强高低温连接结构的强度。

技术领域

本实用新型属于一种用于高速飞行器雷达罩与箭体金属结构的上下分体式的拱形高低温连接结构，在减轻结构重量的情况下，可有效降低金属与陶瓷罩热膨胀系数不匹配而产生的过高热应力，同时满足飞行器陶瓷罩在气动载荷作用下的承载需求。

背景技术

高速飞行器飞行过程中，面临极端气动热环境，飞行器各部件之间的温度梯度大。因此，常需要将高温端与低温端相连接，如雷达罩和机体之间的连接。同时，由于连接件结构需满足高温环境下的结构承载需求，其与高温端被连接结构的热膨胀系数常有不同，且由于存在较大的温度梯度，高低温结构之间容易发生热失配现象，使得两者之间产生过高的热应力，进而导致飞行器结构的整体失效。

工程中常见的连接结构，通常是由板面结构、梁结构，壳结构等基础子结构组件通过一定的连接方式构建起来的结构功能体，相比独立的单一材料部件，结构设计复杂，通用性低。在航空航天领域，由于复杂的载荷和严峻的工作环境，高速飞行器中的连接结构件设计尤为系统繁琐，杠、梁、壳等基础结构通常通过螺栓连接，粘接，焊接等方式固定在一起，通过铰链，齿轮，弹簧，锁定器等连接方式形成活动机构。为了保证连接结构的可靠性通常需对各组件进行结构增强，这就导致了整体结构质量的增加。

针对上述问题，本实用新型提出了一种基于高温合金的上下分体式的拱形高低温连接结构。基于热结构的拓扑优化技术，找出高低温连接结构在高温度梯度作用下的应力应变曲线。所设计出的高低温结构为带有螺栓连接孔的上下分体式的拱形连接梁和支撑梁的组合体。该结构可在满足气动载荷加载的同时，降低支撑梁在连接件结构径向的热膨胀位移。并且由于采用高温合金单一材料作为连接件的主体材料，使得所设计的连接件结构可以保证结构承载的情况下，满足轻量化设计需求。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提出一种上下分体式的拱形高低温连接结构，不仅满足加载外载荷的强度要求，也能有效缓解因热膨胀引起的热应力问题。由于高速飞行器具有对称性，本实用新型中所设计的拱形高低温连接结构件为左右对称结构。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种上下分体式的拱形的高低温连接结构，一侧位于低温端，一侧位于高温端，为左右对称结构，左右两部分结构均包括主级支撑梁1、次级弧部支撑梁2、次级底部支撑梁3、拱形连接梁4、水平连接梁5、支撑梁外伸侧螺栓脚6、支撑梁外伸侧螺栓台7、无支撑梁外伸侧螺栓脚8。所述支撑梁外伸侧螺栓脚6、支撑梁外伸侧螺栓台7位于高温端，无支撑梁外伸侧螺栓脚8位于低温端。