一种偏心承载的支撑结构制造技术

本申请属于航空结构强度设计领域，为一种偏心承载的支撑结构，包括支座、支撑板和偏心螺栓；偏心螺栓包括一阶承力段、二阶承力段和三阶承力段，二阶承力段一体连接于一阶承力段和三阶承力段之间，一阶承力段与支座和支撑板相连；在支撑板受到向上的拉应力时，拉应力通过偏心螺栓将应力传递至支座上，此时一阶承力段处的所受应力较大、直径大，三阶承力段的所受应力较小、直径小，通过设置二阶承力段的直径从一阶承力段的一端到三阶承力段的一端逐渐减小，使得各部分能够有效对所受应力进行承载的同时，自身的体积尽可能小，使得不仅能有效降低结构质量，还能有效降低应力梯度，增加结构的抗疲劳特性。结构的抗疲劳特性。结构的抗疲劳特性。

【技术实现步骤摘要】
一种偏心承载的支撑结构


[0001]本申请属于航空结构强度设计领域，特别涉及一种偏心承载的支撑结构。

技术介绍

[0002]常规偏心承载螺栓结构的螺杆通常采用等直段圆筒设计方案，如图1所示，包括支撑板2、支座1和直螺栓3，直螺栓3与支座1和支撑板2螺纹连接，支撑板2与支座1的侧壁相贴。该设计的优点在于易加工，或可采用现成的标准件代替；其缺点在于，结构质量较大，应力梯度较大，抗疲劳性能较弱，无法较好地满足航空金属结构的设计需求。
[0003]因此，如何减少该螺栓结构的结构质量、减少应力梯度是一个需要解决的问题。

技术实现思路

[0004]本申请的目的是提供了一种偏心承载的支撑结构，以解决现有技术的螺栓结构质量较大、应力梯度较大的问题。
[0005]本申请的技术方案是：一种偏心承载的支撑结构，包括支座、支撑板和偏心螺栓；所述支座为U型结构，所述支撑板与支座的一侧侧壁相贴，所述支撑板与支座对应开设有螺纹孔，所述偏心螺栓通过螺纹孔螺纹连接于支撑板和支座内；所述偏心螺栓包括一阶承力段、二阶承力段和三阶承力段，所述二阶承力段一体连接于一阶承力段和三阶承力段之间，所述一阶承力段与支座和支撑板相连，所述一阶承力段的直径大于三阶承力段的直径，所述二阶承力段的直径从一阶承力段的一端到三阶承力段的一端逐渐减小，所述一阶承力段与二阶承力段、二阶承力段与三阶承力段之间平滑过渡。
[0006]优选地，所述一阶承力段的内腔直径大于三阶承力段的内腔直径，所述二阶承力段的内腔直径从一阶承力段的一端到三阶承力段的一端逐渐减小，所述二阶承力段的最大内腔直径与一阶承力段相同，所述二阶承力段的最小内腔直径与三阶承力段相同，所述二阶承力段的外表面为平滑表面。
[0007]本申请的一种偏心承载的支撑结构，包括支座、支撑板和偏心螺栓；偏心螺栓包括一阶承力段、二阶承力段和三阶承力段，二阶承力段一体连接于一阶承力段和三阶承力段之间，一阶承力段与支座和支撑板相连，一阶承力段的直径大于三阶承力段的直径，二阶承力段的直径从一阶承力段的一端到三阶承力段的一端逐渐减小；在支撑板受到向上的拉应力时，拉应力通过偏心螺栓将应力传递至支座上，此时一阶承力段处的所受应力较大、直径大，三阶承力段的所受应力较小、直径小，通过设置二阶承力段的直径从一阶承力段的一端到三阶承力段的一端逐渐减小，使得各部分能够有效对所受应力进行承载的同时，自身的体积尽可能小，使得不仅能有效降低结构质量，还能有效降低应力梯度，增加结构的抗疲劳特性。
附图说明
[0008]为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易
见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
[0009]图1为
技术介绍
中螺栓结构示意图；
[0010]图2为本申请整体结构示意图；
[0011]图3为本申请整体结构剖视图；
[0012]图4为应力分布云图，其中
①
为
技术介绍
中螺栓应力分布云图；
②
为本申请螺栓应力分布云图。
[0013]1、支座；2、支撑板；3、直螺栓；4、偏心螺栓；5、一阶承力段；6、二阶承力段；7、三阶承力段。
具体实施方式
[0014]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
[0015]一种偏心承载的支撑结构，如图2
‑
3所示，包括支座1、支撑板2和偏心螺栓4；支座1为U型结构，支撑板2与支座1的一侧侧壁相贴，支撑板2与支座1对应开设有螺纹孔，偏心螺栓4通过螺纹孔螺纹连接于支撑板2和支座1内；偏心螺栓4包括一阶承力段5、二阶承力段6和三阶承力段7，二阶承力段6一体连接于一阶承力段5和三阶承力段7之间，一阶承力段5与支座1和支撑板2相连，一阶承力段5的直径大于三阶承力段7的直径，二阶承力段6的直径从一阶承力段5的一端到三阶承力段7的一端逐渐减小，一阶承力段5与二阶承力段6、二阶承力段6与三阶承力段7之间平滑过渡。
[0016]在支撑板2受到向上的拉应力时，拉应力通过偏心螺栓4将应力传递至支座1上，此时一阶承力段5处的所受应力较大、直径大，三阶承力段7的所受应力较小、直径小，通过设置二阶承力段6的直径从一阶承力段5的一端到三阶承力段7的一端逐渐减小，使得各部分能够有效对所受应力进行承载的同时，自身的体积尽可能小，并且不同部分所收到的应力由于承载能力的不同进行合理的分配，使得不仅能有效降低结构质量，还能有效降低应力梯度，增加结构的抗疲劳特性。
[0017]优选地，一阶承力段5的内腔直径大于三阶承力段7的内腔直径，二阶承力段6的内腔直径从一阶承力段5的一端到三阶承力段7的一端逐渐减小，二阶承力段6的最大内腔直径与一阶承力段5相同，二阶承力段6的最小内腔直径与三阶承力段7相同，二阶承力段6的外表面为平滑表面。通过设置一阶承力段5、二阶承力段6和三阶承力段7不同的内径，进一步降低偏心螺栓4的应力梯度。
[0018]结合图1和2，较常规结构的体积减小了12％。图4
①
中的A点为现有螺栓所受应力最高位置，为1504MPa；图4
②
中的B点为本申请螺栓所受应力最高位置，为1796MPa；图4
①
、
②
结构最大应力位置相同；在相同载荷作用下，本专利设计的螺栓承受应力能力增强，螺栓结构应力梯度明显较低。
[0019]以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种偏心承载的支撑结构，其特征在于：包括支座(1)、支撑板(2)和偏心螺栓(4)；所述支座(1)为U型结构，所述支撑板(2)与支座(1)的一侧侧壁相贴，所述支撑板(2)与支座(1)对应开设有螺纹孔，所述偏心螺栓(4)通过螺纹孔螺纹连接于支撑板(2)和支座(1)内；所述偏心螺栓(4)包括一阶承力段(5)、二阶承力段(6)和三阶承力段(7)，所述二阶承力段(6)一体连接于一阶承力段(5)和三阶承力段(7)之间，所述一阶承力段(5)与支座(1)和支撑板(2)相连，所述一阶承力段(5)的直径大于三阶承力段(7)的直径，所述二阶承力...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤莹，韩永志，张玉杰，韩成航，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所，
类型：新型
国别省市：