[发明专利]复合帽形加强件

说明书

背景技术

复合飞机结构为商用飞机工业提供很多优点。复合机身能够比由诸如铝的材料构建的机身更轻和/或更坚固。复合飞机蒙皮能够被设计为轻质的且柔性的。和其他飞机设计一样，复合飞机结构在飞机运行期间遭受各种力。加强机构通常被用在关于复合飞机结构吸收和分散那些运行力的至关重要的位置，以便维持飞机的结构完整性。

一种类型的加强机构是加强件。加强件是一个材料条，其将施加在蒙皮上的力转移到飞机机身部分的框架和到飞机机翼部分中的肋、翼梁以及到隔板结构上的梁。加强件能够为很多飞机应用的复合结构提供扭转刚度、弯曲刚度和抗弯阻力。加强件能够允许用于减少蒙皮的厚度，同时为飞机的安全运行提供一定程度的强度和必要的刚性。

常规加强件的设计是逐个制造商且逐个飞机改变的。在复合飞机中，加强件的设计能够采取帽形加强件的形式，其可以是开放的或闭合的。另一些加强件的设计可以包括但不限于，“I”形加强件或“J”形加强件。为了维持飞机结构的完整性，通常考虑到以上所述的力来设计加强件。常规加强件的设计和制造限制通常对某些加载条件导致次佳性能而对于另一些条件导致可能的超安全标准设计。例如，传统帽形加强件通常具有恒定的帽腹板角(hat web angle)。接近竖直的帽形加强件腹板对于界面载荷转移较佳，但是可能需要由纵梁端部配件支撑，这能够帮助减轻由剪力滞后力引起的扭转问题。具有较不陡的帽腹板角的帽形加强件将更有效地处理剪力滞后，但是会需要在脱落界面(push-off interface)处用角填板或角配件来加强。

关于这些和其他考虑，提出本文所做出的公开。

发明内容

应当明白，提供本发明内容是以简单的形式引入精选的构思，这种构思在以下的具体实施方式中被进一步的描述。本发明内容并不旨在限制所主张主题的范围。

根据本文公开的一个方面，提供了一种帽形加强件。该帽形加强件可以包括具有帽盖长度的帽盖(hat cap)、沿帽盖长度的一个或更多个帽凸缘以及帽腹板。该帽腹板可以包括沿帽盖长度的第一坡度和沿帽盖长度的第二坡度。第二坡度可以大于第一坡度。

根据另一方面，提供了一种复合结构。该复合结构可以包括复合蒙皮和附贴到复合蒙皮的一个或更多个帽形加强件。所述一个或更多个帽形加强件可以包括具有帽盖长度的帽盖、沿帽盖长度的一个或更多个帽凸缘以及帽腹板。该帽腹板可以包括沿帽盖长度的第一坡度和沿帽盖长度的第二坡度。第二坡度可以大于第一坡度。

根据又一方面，提供了一种形成帽形加强件的方法。该方法可以包括提供具有沿帽盖长度的第一坡度和沿帽盖长度的第二坡度的心轴。第二帽腹板坡度可以大于第一帽腹板坡度。该方法可以进一步包括提供一种复合材料，将复合材料放置到心轴中，固化复合材料，以及移除复合材料，从而提供具有局部优化的帽腹板坡度的帽形加强件。

本文所公开的特征、功能和优点能够本公开的各种实施例中独立的或者可以结合其他实施例被实现，其中进一步的细节可以通过参考以下的描述和附图被看见。

附图说明

图1是常规复合机身结构的一部分的透视图。

图2是使用常规帽形加强件的常规复合机身结构的横截面图。

图3是根据本文提出的实施例、使用局部优化的帽形加强件的复合机身结构的横截面图。

图4是根据本文提出的实施例的帽形加强件的透视图。

图5是根据本文提出的实施例的可替代的帽形加强件的透视图。

图6是根据本文提出的实施例的可替代的帽形加强件的透视图。

图7是根据本文提出的实施例的可用来形成帽形加强件的心轴的透视图。

图8是根据本文提出的实施例的具有可变凸缘长度的心轴的透视图。

图9是根据本文提出的实施例的具有可变帽长度的复合机身结构的透视图。

图10是根据本文提出的实施例的用于形成局部优化的复合帽形加强件的示例性方法。

图11是根据本文提出的实施例的用于使用局部优化的复合帽形加强件的示例性方法。

具体实施方式