蒙皮开孔加筋承力筒

摘要

本发明提供了一种蒙皮开孔加筋承力筒，包括筒体、端框；筒体包括网格筋、开口蒙皮；端框包括上端框部、下端框部；网格筋设置于开口蒙皮内侧；上端框部设置于筒体的顶部；下端框部设置于筒体的底部。本发明将开口蒙皮与菱形区域相应的区域内设置有圆形通孔，去除无径向支撑区域的蒙皮材料，同时保留提升网格筋切向弯曲刚度的部分蒙皮，同时采用截面为条状的网格筋条提高蒙皮开孔加筋承力筒的径向刚度。本发明可以大大提高蒙皮开孔加筋承力筒的抗失稳能力，具有较强通用性。

说明书

技术领域

本发明涉及卫星构件领域，具体地，涉及一种蒙皮开孔加筋承力筒。

背景技术

复合材料蒙皮加筋筒与全网格筒在卫星结构减重方面起到重要作用，同时，全网格筒在结构通透性、可操作性及热交换性等方面也具备一定优势。然而现有蒙皮加筋或全网格承力筒设计在承载较大载荷时，抗失稳能力明显不足：蒙皮加筋筒靠近固定基础的螺旋筋栅格间蒙皮局部失稳为筒体承载的最薄弱环节；对于全网格筒，当蒙皮完全去除后，螺旋筋条状截面引起的切向弯曲失稳成为筒体最为薄弱的环节。如何基于现有承力筒构型，设计具有较高抗失稳能力的承力筒成为一大难点。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种蒙皮开孔加筋承力筒。

根据本发明提供的一种蒙皮开孔加筋承力筒，包括筒体、端框；筒体包括网格筋、开口蒙皮；端框包括上端框部、下端框部；网格筋设置于开口蒙皮内侧；上端框部设置于筒体的顶部；下端框部设置于筒体的底部。

优选地，开口蒙皮呈圆柱形；开口蒙皮采用碳纤维复合材料，通过等厚度铺层方式制备。

优选地，上端框部、下端框部以及开口蒙皮一体成型。

优选地，上端框部和/或下端框部采用碳纤维复合材料与开口蒙皮整体缠绕成型；以下任一位置或全部位置上设置有补强铺层：

--上端框部与开口蒙皮的连接处；

--下端框部与开口蒙皮的连接处；

所述补强铺层包含阶梯插层，补强铺层采用无纬布材料按准各向同性方式铺设。

优选地，网格筋包括多根网格筋条；网格筋条交错形成镂空的菱形区域。

优选地，开口蒙皮与菱形区域相应的区域内设置有圆形通孔。

优选地，网格筋条的截面为条状；网格筋条采用碳纤维复合材料整体缠绕成型加工制备。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明将开口蒙皮与菱形区域相应的区域内设置有圆形通孔，去除无径向支撑区域的蒙皮材料，同时保留提升网格筋切向弯曲刚度的部分蒙皮，同时采用截面为条状的网格筋条提高蒙皮开孔加筋承力筒的径向刚度。本发明可以大大提高蒙皮开孔加筋承力筒的抗失稳能力，具有较强通用性。

附图说明

通过阅读参照结构及工作原理示意图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1为本发明的蒙皮开孔加筋承力筒的正视示意图；

图2为本发明的蒙皮开孔加筋承力筒的斜视示意图；

图3为阶梯插层横截面形状示意图。

图中示出：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1至图2所示，本发明提供的一种蒙皮开孔加筋承力筒，包括筒体1、端框2；筒体1包括网格筋11、开口蒙皮12；端框2包括上端框部21、下端框部22；网格筋11设置于开口蒙皮12内侧；上端框部21设置于筒体1的顶部；下端框部22设置于筒体1的底部。

具体的，开口蒙皮12呈圆柱形；开口蒙皮12采用碳纤维复合材料，通过等厚度铺层方式制备。

具体的，上端框部21、下端框部22与开口蒙皮12一体成型。

具体的，上端框部21、下端框部22采用碳纤维复合材料与开口蒙皮12整体缠绕成型；以下任一位置或全部位置上设置有补强铺层：上端框部21与开口蒙皮12的连接处；下端框部22与开口蒙皮12的连接处；所述补强铺层包含阶梯插层30，如图3所示，所述阶梯插层30是指上述连接处进行阶梯状过渡；补强铺层采用无纬布材料按准各向同性方式铺设。

具体的，网格筋11包括多根网格筋条111；网格筋条111交错形成镂空的菱形区域112。

具体的，开口蒙皮12与菱形区域112相应的区域内设置有圆形通孔121。

具体的，网格筋条111的截面为条状；网格筋条111采用碳纤维复合材料整体缠绕成型加工制备。在这里，条状是指狭长的四边形。

下面通过优选例对本发明进行更为具体的说明。

本优选例中的的蒙皮开孔加筋承力筒为圆柱形承力筒，其包络尺寸为Φ1200mm×1500mm，下端框接口直径为Φ1233mm，上端框接口直径为Φ1144mm，承载能力为3t，通过对开口蒙皮及上下端框材料参数的不同设计以适应不同的承载需求。

开口蒙皮材料为T800/AG80碳纤维环氧树脂复合材料，厚度1.4mm，采用等厚度铺层。

网格筋材料为T800/AG80碳纤维环氧树脂复合材料，截面尺寸为2mm×15mm，30对网格筋整体缠绕成型。

上、下端框与筒体采用T800/AG80碳纤维环氧树脂复合材料整体缠绕成型，厚度为8mm，上、下端框在与筒体的连接处尺寸为80mm，所述连接处采用无纬布进行阶梯插层补强，补强铺层按准各向同性铺设。

综上所述，本发明提供的蒙皮开孔加筋承力筒为全碳纤维复合材料结构，基本思想是将开口蒙皮12与菱形区域112相应的区域内设置有圆形通孔121，去除无径向支撑区域的蒙皮材料，同时保留提升网格筋切向弯曲刚度的部分蒙皮，同时采用截面为条状的网格筋条111提高蒙皮开孔加筋承力筒的径向刚度。本发明可以大大提高蒙皮开孔加筋承力筒的抗失稳能力，具有较强通用性。同时，该蒙皮开孔加筋承力筒为内外通透结构，可确保星内热交换的高效性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。