网格式承力筒的加强角盒结构及航天器的制作方法

本发明涉及航天器承力筒设计，具体地，涉及网格式承力筒的加强角盒结构及航天器。

背景技术：

1、作为航天器的最主要承力结构，承力筒一般外形尺寸庞大，它的轻量化一直是结构设计极其重要的主题之一。俄罗斯的iss公司在蒙皮蜂窝夹层筒研制的基础上，提出了全网格筒设计方案，具有大承载下高抗失稳的特点，并应用于旗下各种量级的卫星，国内航天八院也以sast9000平台为应用背景，开展了网格筒的研制工作。在网格筒研制中，由于法兰与螺旋筋连接点存在明显的转折，在外部拉压作用下网格筒法兰容易出现波浪式形变和应力集中现象。

2、经对现有技术的检索发现，国内外一些机构或专家学者对网格式承力筒进行了研究并申请了专利，但均未披露一种大承载轻量化的网格式承力筒法兰加强结构的设计方案。俄罗斯iss公司的解决途径是将法兰整体加厚，提升法兰刚度及抗变形能力，不过这就带来两个问题：一是厚度大的碳纤维结构在热真空罐中成型时易出现纤维分层，需经过多次压紧，整体成型工艺复杂；二是端框整体加厚，使得网格筒的整体重量变重，重量代价较大。中国发明专利cn202010420938.4公开了一种多星分配器承力结构，其网格结构承力筒为无蒙皮网格结构，在承力筒的两端分别设置一段蒙皮和加强几字框，几字框为轴向柱体结构，安装在网格筒内部，与安装在筒体外部的蒙皮配合，以增强整体结构的强度和刚度。该几字框与蒙皮的加强方式未针对网格式承力筒的法兰与端框连接的薄弱环节进行针对性地加强，整体加强方式引入较重的附加重量，该方法适用范围较为受限。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种网格式承力筒的加强角盒结构及航天器。

2、根据本发明提供的一种网格式承力筒的加强角盒结构，包括：第一加强角盒、第二加强角盒、螺旋筋以及法兰；

3、所述螺旋筋和所述法兰形成间隔设置的三角形区域和六边形区域，所述第一加强角盒安装在三角形区域内，所述第二加强角盒安装在六边形区域内；

4、所述第一加强角盒和所述第二加强角盒设置为l型翻边壳体结构，所述第一加强角盒的l型翻边壳体结构包括第一上翻边结构和第一下翻边结构，所述第二加强角盒的l型翻边壳体结构包括第二上翻边结构和第二下翻边结构；

5、所述第一上翻边结构和所述第二上翻边结构安装在螺旋筋上，所述第一下翻边结构和所述第二下翻边结构安装在法兰上。

6、优选地，所述第一上翻边结构连接所述第一下翻边结构并呈l型翻折设置，所述第二上翻边结构连接所述第二下翻边结构并呈l型翻折设置。

7、优选地，所述第一上翻边结构设置为u型壳体结构，所述第一上翻边结构由中间板两侧连接翻折的第一u型结构翻边构成。

8、优选地，所述第二上翻边结构设置为u型壳体结构，所述第二上翻边结构的中间板两侧连接翻折的第二u型结构翻边，所述第二上翻边结构的中间板连接第二u型结构翻边处向外延伸出短边翻边。

9、优选地，所述第一下翻边结构的两侧分别设置第一凹槽和第二凹槽，所述第一下翻边结构上设置有第一圆孔；

10、所述第二下翻边结构的两侧分别设置第三凹槽和第四凹槽，所述第二下翻边结构上设置有第二圆孔。

11、优选地，与法兰相连的每段螺旋筋设置有朝向三角形区域或六边形区域的第一侧边以及与第一侧边相邻的第二侧边。

12、优选地，所述第一加强角盒两侧的第一u型结构翻边分别固定连接在三角形区域的两段螺旋筋的第一侧边上，所述第二加强角盒两侧的第二u型结构翻边分别固定连接在六边形区域与法兰相连的两段螺旋筋的第一侧边上，所述第二加强角盒两侧的短边翻边分别固定连接在六边形区域与法兰相连的两段螺旋筋的第二侧边上。

13、优选地，所述第一加强角盒和所述第二加强角盒分别通过第一圆孔和第二圆孔安装在所述法兰上。

14、优选地，所述第一加强角盒和所述第二加强角盒交替连接设置，第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽以及第四凹槽均设置为阶梯缺口状结构，所述第一加强角盒的第一凹槽与相邻第二加强角盒的第三凹槽阶梯缺口的形状互补并相连接固定，所述第一加强角盒的第二凹槽与相邻第二加强角盒的第四凹槽阶梯缺口的形状互补并相连接固定。

15、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

16、1、本申请的两种加强角盒的两个翻边与螺旋筋的表面贴合，同时第二加强角盒还设置短边翻边与螺旋筋的第二侧边贴合，形成一体化的承力结构，大幅度提升螺旋筋在缠绕路径垂直方向和环向的承载能力，具有组合承载能力强的特点。

17、2、本申请的加强角盒与法兰连接的平面两端采用阶梯型凹槽的构型，使得相邻的两个加强角盒能通过螺钉与上下法兰连接后交叠安装形成一体化结构，相比于单独的整体加强件，具有结构简洁的特点。

18、3、本申请的翻边式加强角盒由于为壳状结构，相比于法兰整体加厚方案，具有结构重量轻的特点。

19、4、本申请的加强角盒只包含两种加强角盒，结构设计形式简洁材料选择单一，便于批量化生产，加工生产成本低。

技术特征：

1.一种网格式承力筒的加强角盒结构，其特征在于，包括：第一加强角盒(1)、第二加强角盒(2)、螺旋筋(3)以及法兰(4)；

2.根据权利要求1所述网格式承力筒的加强角盒结构，其特征在于：所述第一上翻边结构连接所述第一下翻边结构并呈l型翻折设置，所述第二上翻边结构连接所述第二下翻边结构并呈l型翻折设置。

3.根据权利要求1所述网格式承力筒的加强角盒结构，其特征在于：所述第一上翻边结构设置为u型壳体结构，所述第一上翻边结构由中间板两侧连接翻折的第一u型结构翻边(14)构成。

4.根据权利要求3所述网格式承力筒的加强角盒结构，其特征在于：所述第二上翻边结构设置为u型壳体结构，所述第二上翻边结构的中间板两侧连接翻折的第二u型结构翻边(24)，所述第二上翻边结构的中间板连接第二u型结构翻边(24)处向外延伸出短边翻边(25)。

5.根据权利要求1所述网格式承力筒的加强角盒结构，其特征在于：所述第一下翻边结构的两侧分别设置第一凹槽(11)和第二凹槽(12)，所述第一下翻边结构上设置有第一圆孔(13)；

6.根据权利要求4所述网格式承力筒的加强角盒结构，其特征在于：与法兰(4)相连的每段螺旋筋(3)设置有朝向三角形区域或六边形区域的第一侧边(31)以及与第一侧边(31)相邻的第二侧边(32)。

7.根据权利要求6所述网格式承力筒的加强角盒结构，其特征在于：所述第一加强角盒(1)两侧的第一u型结构翻边(14)分别固定连接在三角形区域的两段螺旋筋(3)的第一侧边(31)上，所述第二加强角盒(2)两侧的第二u型结构翻边(24)分别固定连接在六边形区域与法兰(4)相连的两段螺旋筋(3)的第一侧边(31)上，所述第二加强角盒(2)两侧的短边翻边(25)分别固定连接在六边形区域与法兰(4)相连的两段螺旋筋(3)的第二侧边(32)上。

8.根据权利要求5所述网格式承力筒的加强角盒结构，其特征在于：所述第一加强角盒(1)和所述第二加强角盒(2)分别通过第一圆孔(13)和第二圆孔(23)安装在所述法兰(4)上。

9.根据权利要求5所述网格式承力筒的加强角盒结构，其特征在于：所述第一加强角盒(1)和所述第二加强角盒(2)交替连接设置，第一凹槽(11)、第二凹槽(12)、第三凹槽(21)以及第四凹槽(22)均设置为阶梯缺口状结构，所述第一加强角盒(1)的第一凹槽(11)与相邻第二加强角盒(2)的第三凹槽(21)阶梯缺口的形状互补并相连接固定，所述第一加强角盒(1)的第二凹槽(12)与相邻第二加强角盒(2)的第四凹槽(22)阶梯缺口的形状互补并相连接固定。

10.一种航天器，其特征在于：采用权利要求1-9任一项所述网格式承力筒的加强角盒结构。

技术总结本发明提供了一种网格式承力筒的加强角盒结构及航天器，包括：第一加强角盒、第二加强角盒、螺旋筋以及法兰；螺旋筋和法兰形成间隔设置的三角形区域和六边形区域，第一加强角盒安装在三角形区域内，第二加强角盒安装在六边形区域内；第一加强角盒和第二加强角盒设置为L型翻边壳体结构，第一加强角盒的L型翻边壳体结构包括第一上翻边结构和第一下翻边结构，第二加强角盒的L型翻边壳体结构包括第二上翻边结构和第二下翻边结构；第一上翻边结构和第二上翻边结构安装在螺旋筋上，第一下翻边结构和第二下翻边结构安装在法兰上。本申请的两种加强角盒的两个翻边与螺旋筋的表面贴合，形成一体化的承力结构，大幅度提升螺旋筋的承载能力。技术研发人员：赵鑫光,尹健,许斌,刘畅,朱泽昊,杜冬受保护的技术使用者：上海卫星工程研究所技术研发日：技术公布日：2024/5/29