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申请/专利权人：中国人民解放军国防科技大学

摘要：本发明公开一种用于连接运载火箭燃料储箱的复合材料X型支架，所述X型支架由复合材料铺层制备而成；所述X型支架包括呈中空状的主体和接头段；所述主体包括等直段、交叉段和过渡段；所述过渡段用于连接接头段和等直段，其截面形状和尺寸分别与两端的接头段和等直段适配；所述接头段用于与燃料储箱连接端框连接，呈弧形板状，弧度与燃料储箱连接端框弧度适配；所述交叉段位于所述X型支架的交叉位置，用于连接等直段。本发明提供的复合材料X型支架在显著降低支架重量的同时能够保证支架的承载能力和压缩稳定性。

主权项：1.一种用于连接运载火箭燃料储箱的复合材料X型支架，其特征在于，所述X型支架由复合材料铺层制备而成；所述X型支架包括呈中空状的主体和接头段；所述主体包括平面形状为X型的内壳体、外壳体和中间板，由平面形状为X的内壳体、外壳体和中间板粘接而成；所述中间板为板状，与所述内壳体、所述外壳体粘接面尺寸一致，夹在所述内壳体、外壳体之间，从而形成中空状的主体；所述内壳体、外壳体均为横截面呈帽形且外观呈X型的结构，所述内壳体与所述外壳体的开口端均靠近所述中间板形成中空状；所述中间板和所述内壳体、所述外壳体的厚度根据所述X型支架的设计载荷工况来设计；所述内壳体、所述外壳体和所述中间板的粘接为所述内壳体的帽檐、所述外壳体的帽檐和中间板的边缘相互粘接成整体；所述中间板起主要承载作用，传递拉伸和压缩载荷，所述中间板的厚度大于所述内壳体或所述外壳体的厚度以保证支架有足够的承载能力；所述内壳体和所述外壳体用于增强结构压缩稳定性；所述内壳体和所述外壳体的帽檐宽度需要结合工艺和载荷工况来确定，所述帽檐宽度影响所述X型支架结构的整体力学性能；所述内壳体、所述外壳体均由平纹织物复合材料制造而成；所述中间板由平纹织物复合材料和单向复合材料混合铺层制造而成；所述平纹织物复合材料和所述单向复合材料均为碳纤维增强复合材料，用于降低所述X型支架的重量并保证支架承载和稳定性；所述中间板为高强度单向复合材料和平纹织物复合材料混合铺层制造而成的层合板，质量轻且承载能力强；所述主体包括等直段、交叉段和过渡段；所述等直段的横截面包括中间部分和两端，所述中间部分包括呈上、下对称分布的两个中空腔，所述两端包括所述中间部分上、下对称的对称轴向两端延伸的直线段，用于提高结构的压缩稳定性；所述内壳体和所述外壳体的帽形结构对称设置在所述中间板两侧，形成所述中空腔；所述内壳体和所述外壳体的帽形结构的帽檐部分形成所述直线段且均与所述中间板连接；所述接头段的横截面呈弧线型，以便于与燃料储箱连接端框连接；所述过渡段用于连接所述接头段和所述等直段，其截面形状和尺寸分别与两端的所述接头段和所述等直段适配；所述过渡段与所述等直段的连接呈现扭转角，以利于所述接头段匹配燃料储箱连接端框，所述扭转角的角度根据燃料储箱及所述X型支架的尺寸设置；所述过渡段一端截面与所述等直段端适配，另一端截面与所述接头段适配；所述过渡段的横截面是从所述等直段的横截面形状逐渐变成所述接头段横截面形状的，用于实现所述等直段到所述接头段的平缓过渡，增强所述过渡段的承载能力；所述过渡段自所述等直段端向所述接头段端宽度逐渐增加，用于实现所述等直段到所述接头段的平缓过渡，增强所述过渡段的承载能力；所述过渡段的设计用于在保证所述X型支架承载能力的前提下，匹配所述等直段到所述接头段的形貌变化；所述接头段用于与燃料储箱连接端框连接，呈弧形板状，弧度与燃料储箱连接端框弧度适配；所述接头段由三层叠置的接头片粘接而成，三层所述接头片分别与所述内壳体、所述外壳体、所述中间板一体成型，以保证所述X型支架的承载能力；相邻两层所述接头片之间均嵌入至少一层增强片，以增加接头段的承载能力；所述增强片为与所述接头片尺寸一致的钛合金片、镍基合金或比强度高的其他金属片，用于增强所述接头段的承载能力；所述接头段上设置若干排螺栓孔，每排所述螺栓孔错位排列；所述排螺栓孔分布为两排，用于提高螺栓连接效率；所述接头段与燃料储箱连接端框的连接形式为单搭接螺栓连接，用于简化结构形式，提高所述X型支架承载效率和连接效率，同时降低所述X型支架的装配难度，保证连接的可靠性；所述螺栓孔的尺寸和数量根据所述X型支架所受载荷工况来予以确定；所述交叉段位于所述X型支架的交叉位置，用于连接所述等直段；所述交叉段包括四组圆角，四组所述圆角的直径根据所述X型支架的设计载荷工况及臂间夹角设计，用于增强结构稳定性，缓解应力集中现象；四组所述圆角中位置相对的圆角直径相同，相邻的圆角直径不同。

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百度查询： 中国人民解放军国防科技大学 一种用于连接运载火箭燃料储箱的复合材料X型支架