长桁组件的制作方法

1.本实用新型涉及飞机机身结构技术领域，尤其涉及一种长桁组件。


背景技术：

2.长桁也称之为桁条，是飞机机身结构纵向骨架中的重要受力构件之一，主要用来承受机身弯曲引起的轴向力，通常与框以及蒙皮连接。
3.目前，长桁与框的连接方式有在框上开设长桁安装槽，如专利cn207458387u，公开了一种模拟机长桁连接结构，其在框板上设有长桁安装槽，在长桁安装槽内插装有长桁，在长桁安装槽上设有沿长桁的轴向伸出的耳板，耳板与长桁固定连接。该方式能够使长桁与框直接连接，不再需要使用长桁接头等连接件，减少了装配的工作量，减轻了机身重量。然而，在框上开设长桁安装槽破坏了框结构的完整性，尤其是对于凸起较大的帽型长桁，框上需要开设较大的安装槽，严重削弱了框的强度和刚度，因此，该种结构的框不适用于机身骨架中对框的承载能力要求较高的部位。对此，现有技术中还存在一种采用截断长桁的方式来保证框结构的完整，以保证框的强度和刚度，将长桁截断后连接在框的两端，但这使得长桁的载荷不能连续稳定地传递，在长桁与框的连接区域容易出现应力集中而导致连接失效或长桁损坏。
4.因此，亟需一种长桁组件以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种长桁组件，以在保证加强框结构完整的同时，实现长桁的载荷连续稳定地传递，避免在长桁与加强框的连接区域出现应力集中而导致连接失效或长桁损坏。
6.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.长桁组件，包括：
8.长桁，所述长桁包括凸起部和两个底缘部，两个所述底缘部分别与所述凸起部的底部的相对两侧连接，所述凸起部的顶部设置有缺口；
9.加强框，所述加强框穿过所述缺口；
10.多个第一紧固件，所述加强框与两个所述底缘部均通过所述第一紧固件固定连接。
11.作为优选，所述凸起部的横截面为n字型结构，所述加强框与两个所述底缘部相抵接。
12.作为优选，所述长桁还包括垫板，所述垫板位于所述缺口内且两端分别与两个所述底缘部连接。
13.作为优选，所述长桁组件还包括多个第二紧固件，所述垫板与所述加强框相抵接并通过所述第二紧固件连接。
14.作为优选，两个所述底缘部中的至少一个在背离所述缺口的一侧设置有加宽部，
所述加强框抵接于所述加宽部。
15.作为优选，所述加宽部与所述底缘部的连接拐角处连接有加强板。
16.作为优选，所述凸起部与两个所述底缘部一体成型。
17.作为优选，所述缺口的宽度从顶部到底部逐渐减小，所述缺口的顶部的宽度大于所述加强框的宽度。
18.作为优选，多个所述第一紧固件沿着所述加强框的延伸方向依次间隔设置。
19.作为优选，所述第一紧固件为螺栓或铆钉。
20.本实用新型的有益效果：
21.本实用新型提供了一种长桁组件，该长桁组件在安装时，只需将加强框穿过长桁的凸起部上的缺口，使加强框的部分结构置于缺口内，再将加强框与长桁的两个底缘部均通过第一紧固件连接即可，安装简单快捷。通过对凸起部的顶部设置缺口，使加强框能够穿设于缺口内，提高了长桁与加强框安装的紧密度，而且不再需要对加强框开设安装槽，保证了加强框结构的完整，从而避免了加强框的强度和刚度的削弱，保证了加强框的承载能力。通过在凸起部的底部的相对两侧分别连接两个底缘部，以提高长桁的强度和刚度，并能保持长桁结构的连续，实现了载荷在长桁与加强框的连接区域连续稳定地传递，避免了在连接区域出现应力集中而导致连接失效或长桁损坏。与此同时，两个底缘部的设置扩大了长桁的面积，有利于长桁与加强框的连接，并通过第一紧固件实现了长桁与加强框的连接。
附图说明
22.图1是本实用新型实施例所提供的长桁组件的结构示意图；
23.图2是本实用新型实施例所提供的长桁未设置垫板时的结构示意图；
24.图3是本实用新型实施例所提供的长桁设置垫板后的结构示意图；
25.图4是本实用新型实施例所提供的多个长桁的排布示意图。
26.图中：
27.1、长桁；11、凸起部；111、缺口；12、底缘部；13、垫板；14、加宽部；15、加强板；
28.2、加强框；
29.3、第一紧固件。
具体实施方式
30.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
31.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通
过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
33.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
34.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
35.本实施例提供了一种长桁组件，具体参见图1-图4，能够在保证加强框2结构的完整、不削弱加强框2的强度和刚度的同时，实现长桁1的载荷连续稳定地传递，避免了在长桁1与加强框2的连接区域出现应力集中而导致连接失效或长桁1损坏，可用于机身骨架中对加强框2的承载能力要求较高的部位。
36.该长桁组件包括长桁1、加强框2和多个第一紧固件3，长桁1包括凸起部11和两个底缘部12，两个底缘部12分别与凸起部11的底部的相对两侧连接，凸起部11的顶部设置有缺口111，加强框2穿过缺口111，加强框2与两个底缘部12均通过第一紧固件3固定连接。
37.该长桁组件在安装时，只需将加强框2穿过长桁1的凸起部11上的缺口111，使加强框2的部分结构置于缺口111内，再将加强框2与长桁1的两个底缘部12均通过第一紧固件3连接即可，安装简单快捷。通过对凸起部11的顶部设置缺口111，使加强框2能够穿设于缺口111内，提高了长桁1与加强框2安装的紧密度，而且不再需要对加强框2开设安装槽，保证了加强框2结构的完整，从而避免了加强框2的强度和刚度的削弱，保证了加强框2的承载能力。通过在凸起部11的底部的相对两侧分别连接两个底缘部12，以提高长桁1的强度和刚度，并能保持长桁1结构的连续，实现了载荷在长桁1与加强框2的连接区域连续稳定地传递，避免了在连接区域出现应力集中而导致连接失效或长桁1损坏。与此同时，两个底缘部12的设置扩大了长桁1的面积，有利于长桁1与加强框2的连接，并通过第一紧固件3实现了长桁1与加强框2的连接。
38.进一步地，为了保证长桁1的强度以及载荷传递的连续性，凸起部11与两个底缘部12一体成型。凸起部11上缺口111的成型可以通过适应性地修改长桁1的模具的形状，在一体成型加工时直接得到缺口111，也可以先加工出没有缺口111的长桁1，再通过机械切削得到缺口111。
39.当一个长桁1需要与多个加强框2连接时，凸起部11上应对应设置多个缺口111，缺口111的数量以及相邻两个缺口111之间的距离根据长桁1需要连接的加强框2的数量以及位置所确定，在此不做具体限定。
40.示例性地，加强框2的横截面可以为工字型、倒t型、l型、c型等，缺口111的宽度根据加强框2底缘条的宽度确定。优选地，缺口111的宽度从顶部到底部逐渐减小，缺口111的顶部的宽度大于加强框2的宽度。如此设置，使得缺口111从顶部到底部形成倾斜的导向边缘，便于加强框2放置于缺口111内。
41.进一步地，凸起部11的横截面为n字型结构，加强框2与两个底缘部12相抵接。在本实施例中，缺口111贯通至凸起部11的底部，即，缺口111将凸起部11直接断开，长桁1在缺口
111处的位置依靠两个底缘部12来保持长桁1结构的连续，此外，缺口111的底部的宽度不小于加强框2的宽度，以使加强框2能够完全放置于缺口111内，从而使得加强框2能够直接与两个底缘部12相抵接。优选地，两个底缘部12的上表面均与加强框2相互贴合，从而提高了长桁1与加强框2的连接稳定性。横截面即为垂直于主轴方向进行切割而形成的截面，两个底缘部12与凸起部11的设置使得长桁1的横截面呈ω型。
42.进一步地，为了补偿因开设缺口111而造成的长桁1强度和刚度的损失，长桁1还包括垫板13，垫板13位于缺口111内且两端分别与两个底缘部12连接。长桁1未设置垫板13时的结构示意图如图2所示，设置垫板13后的结构示意图如图3所示。
43.更进一步地，长桁组件还包括多个第二紧固件，垫板13与加强框2相抵接并通过第二紧固件连接，从而增多了长桁1与加强框2可连接的部位，提高了长桁1与加强框2的连接强度。优选地，垫板13的宽度与缺口111的底部的宽度一致，以尽可能多地填补缺口111，垫板13的上表面与两个底缘部12的上表面平滑连接，以使加强框2在与两个底缘部12相互贴合的同时，还能与垫板13相互贴合，不仅提高了长桁1与加强框2的接触面积，还实现了长桁1与加强框2接触的连续性，有利于载荷连续稳定地传递。
44.可选地，垫板13可以与两个底缘部12一体成型，也可以通过焊接、粘接等方式与两个底缘部12连接，或者，垫板13并不与两个底缘部12直接连接，而是与加强框2通过第二紧固件的连接以及加强框2与两个底缘部12通过第一紧固件3的连接，实现与两个底缘部12的间接连接。
45.进一步地，如图2和图3所示，两个底缘部12中的至少一个在背离缺口111的一侧设置有加宽部14，加强框2抵接于加宽部14，从而进一步补偿因开设缺口111而造成的长桁1强度和刚度的损失，同时进一步加大长桁1与加强框2的接触面积。优选地，加宽部14与底缘部12一体成型，底缘部12、加宽部14以及垫板13共同形成与加强框2贴合的连接面，加宽部14与加强框2也通过第一紧固件3连接，从而进一步提高了长桁1与加强框2的连接强度。
46.在本实施例中，两个底缘部12背离缺口111的一侧均设置有加宽部14，多个长桁1的排布可参见图4，相邻两个长桁1的加宽部14的端部相抵接，从而实现了加强框2与多个长桁1接触的连续性，保证了加强框2与多个长桁1的连接强度，有利于载荷连续稳定地传递。
47.更进一步地，加宽部14与底缘部12的连接拐角处连接有加强板15，可选地，加强板15为三角形板或者如图2所示的圆角过渡板，图2中虚线的位置即为加宽部14与底缘部12的连接拐角处。加强板15能够提升加宽部14与底缘部12连接拐角处的强度，分散连接拐角处的载荷，从而避免了因为连接拐角处应力集中而造成的断裂或变形。优选地，底缘部12、加宽部14与加强板15一体成型。
48.在一些实施例中，为了进一步提高长桁1在缺口111处的强度和刚度，可以选择对缺口111四周的区域进行局部加厚，例如图3中两条虚线之间的区域，将垫板13、加宽部14、加强板15和这一区域内的底缘部12均加厚，使长桁1能够承受更高的载荷，提高长桁1与加强框2连接后的耐用性和可靠性。
49.进一步地，如图1所示，多个第一紧固件3沿着加强框2的延伸方向依次间隔设置，对应地，多个第二紧固件也沿着加强框2的延伸方向依次间隔设置，底缘部12与加强框2以及加宽部14与加强框2使用第一紧固件3连接，垫板13与加强框2使用第二紧固件连接。在本实施例中，第一紧固件3与第二紧固件采用同一种紧固件，为便于描述，将第一紧固件3与第
二紧固件统称为紧固件，优选地，多个紧固件沿着加强框2的延伸方向依次等间距设置，使得紧固效果更好，受力更均匀。
50.多个紧固件的间距应根据底缘部12的宽度以及加宽部14和垫板13的长度确定，使得底缘部12、加宽部14以及垫板13均能够通过第一紧固件3或第二紧固件与加强框2连接。多个紧固件所组成的列数根据加强框2的形状以及宽度确定，对于横截面为工字型、倒t型的加强框2，可以设置左右两列紧固件，对于横截面为l型、c型的加强框2，可以仅设置一列紧固件，也可以在加强框2底缘条的宽度较宽的情况下，设置两列或多列紧固件。
51.进一步地，第一紧固件3为螺栓或铆钉，同样地，第二紧固件也为螺栓或铆钉，以使得长桁1与加强框2的连接可靠、紧固效果好。
52.本实施例所提供的长桁组件与现有技术中使用长桁接头的连接方式比，能够使长桁1与加强框2直接连接，省去了安装所用的连接件，减少了装配的工作量，减轻了机身重量；与现有技术中在加强框2上开设长桁安装槽的连接方式比，保持了加强框2结构的完整，保证了加强框2的强度和刚度，更适用于机身骨架中对加强框2的承载能力要求较高的部位；与现有技术中截断长桁1的连接方式比，通过对长桁1设置底缘部12，使长桁1所受到的载荷能够连续稳定地传递，避免了在长桁1与加强框2的连接区域出现应力集中而导致连接失效或长桁1损坏，通过在缺口111处增设垫板13以及设置加宽部14，补偿了因开设缺口111而造成的长桁1强度和刚度的损失，本实施例所提供的长桁组件连接强度高，结构简单且稳定。
53.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.长桁组件，其特征在于，包括：长桁(1)，所述长桁(1)包括凸起部(11)和两个底缘部(12)，两个所述底缘部(12)分别与所述凸起部(11)的底部的相对两侧连接，所述凸起部(11)的顶部设置有缺口(111)；加强框(2)，所述加强框(2)穿过所述缺口(111)；多个第一紧固件(3)，所述加强框(2)与两个所述底缘部(12)均通过所述第一紧固件(3)固定连接。2.根据权利要求1所述的长桁组件，其特征在于，所述凸起部(11)的横截面为n字型结构，所述加强框(2)与两个所述底缘部(12)相抵接。3.根据权利要求1所述的长桁组件，其特征在于，所述长桁(1)还包括垫板(13)，所述垫板(13)位于所述缺口(111)内且两端分别与两个所述底缘部(12)连接。4.根据权利要求3所述的长桁组件，其特征在于，所述长桁组件还包括多个第二紧固件，所述垫板(13)与所述加强框(2)相抵接并通过所述第二紧固件连接。5.根据权利要求1所述的长桁组件，其特征在于，两个所述底缘部(12)中的至少一个在背离所述缺口(111)的一侧设置有加宽部(14)，所述加强框(2)抵接于所述加宽部(14)。6.根据权利要求5所述的长桁组件，其特征在于，所述加宽部(14)与所述底缘部(12)的连接拐角处连接有加强板(15)。7.根据权利要求1-6任一项所述的长桁组件，其特征在于，所述凸起部(11)与两个所述底缘部(12)一体成型。8.根据权利要求1-6任一项所述的长桁组件，其特征在于，所述缺口(111)的宽度从顶部到底部逐渐减小，所述缺口(111)的顶部的宽度大于所述加强框(2)的宽度。9.根据权利要求1-6任一项所述的长桁组件，其特征在于，多个所述第一紧固件(3)沿着所述加强框(2)的延伸方向依次间隔设置。10.根据权利要求1-6任一项所述的长桁组件，其特征在于，所述第一紧固件(3)为螺栓或铆钉。

技术总结
本实用新型属于飞机机身结构技术领域，公开了一种长桁组件。该长桁组件包括长桁、加强框和多个第一紧固件，长桁包括凸起部和两个底缘部，两个底缘部分别与凸起部的底部的相对两侧连接，凸起部的顶部设置有缺口，加强框穿过缺口，加强框与两个底缘部均通过第一紧固件固定连接。通过对长桁设置缺口，使加强框能够穿设于缺口内，提高了长桁与加强框安装的紧密度，而且保证了加强框结构的完整，保证了加强框的承载能力，通过设置两个底缘部，保证了长桁结构的连续，实现了载荷在长桁与加强框的连接区域连续稳定地传递，避免了在连接区域出现应力集中而导致连接失效或长桁损坏，该长桁组件可用于机身骨架中对加强框的承载能力要求较高的部位。较高的部位。较高的部位。


技术研发人员：薛斌 刘丽 李晓阳 单康 王俊 刘兴宇
受保护的技术使用者：中国商用飞机有限责任公司
技术研发日：2023.04.17
技术公布日：2023/6/27