[发明专利]球形或近球形复合耐压舱壁的自然路径撕扯条带和加强筋

说明书

技术领域

本公开的实施例一般涉及复合结构，并且更具体地涉及采用垂直测地排列的复合叠层，该复合叠层用于球形或近球形复合耐压舱壁上的撕扯条带(tear strap)和加强筋，其中每个条带与另一个条带只具有单一重叠。

背景技术

在如飞行器机身和其它航空航天结构的复合结构中的舱壁可提供用于与撕扯条带和加强筋的压力完整性的网状结构，以提供所需的结构强度和抗损能力。许多舱壁是弯曲的并采用局部球形或近球形的网状结构。如图1的现有技术的示例所示，条带和加强筋2通常布置为从外围圆周4延伸至舱壁8的中央顶点6。当条带和加强筋朝顶点6上升时，它们开始几何合并并且开始重叠，或被终止，以避免重叠，例如在点9示出的。为使结构上连续，特定条带必须在顶点6重叠，从而导致顶点处多层重叠。终止条带以避免重叠的需求需要复杂的终止设计和多个条带的重叠，特别是在顶点处，产生不理想的厚度或结构堆积。

因此，需要提供用于舱壁设计以消除终止要求和避免多个重叠的撕扯条带和加强筋的结构排列。

发明内容

本文公开的实施例提供了采用具有外围和顶点的基本球形圆顶部分的舱壁，其中轴线与圆顶在顶点处垂直。多个第一条带从测地线上的圆顶的外围发出，该测地线由超出圆顶外围的第一对虚拟极定义。多个第二条带从第二测地线上的圆顶的外围发出，该第二测地线由超出圆顶外围的第二对虚拟极定义，其中多个第一条带中个体条带上的任何重叠仅对于多个第二条带上的一个个体条带是唯一的。

本实施例提供了通过形成基本球形圆顶而在舱壁上放置撕扯条带或加强筋的方法。预定的相对角被定义，并且以所述相对角建立延伸通过圆顶顶点的第一主平面和第二主平面。虚拟极由超出圆顶外围圆周的第一和第二主平面定义。测地形成平面从第一和第二主平面以预定角度偏移量偏移，并且圆顶表面上的相应测地线被识别。条带位置由识别的测地线确定，使得测地线的交叉点处的条带只有单一重叠。

已经讨论的特征、功能和优点可以在本公开的各种实施例中独立地实现，或者可以在其它实施例中组合，进一步的细节可以参考下面的说明和附图。

附图说明

图1是现有技术的复合舱壁的主视图；

图2A-C是部分球形舱壁的当前实施例的等距视图、侧视图和主视图；

图3A-C是半球形舱壁的当前第二实施例的等距视图、侧视图和主视图；

图4示出定义测地线的示例性半球形平面，该侧地线用于放置撕扯条带或加强筋；以及

图5示出网状结构中具有基本球形部分的非圆形外围的示例性舱壁；

图6是生产本文所公开的舱壁的实施例的方法的流程图。

具体实施方式

本文所公开的实施例提供了用于结构圆顶上的撕扯条带和加强筋的自然路径复合叠层，该结构圆顶形成采用测地排列的球形或近球形复合耐压舱壁，测地线排列是根据超出圆顶外围圆周范围的虚拟极确定的，其中每个条带与另一条带只具有单一重叠。

参照附图，图2A-C示出了具有撕扯条带和/或加强筋的浅基本球形冠或圆顶10的第一实施例，统称为相对圆顶的顶点16在第一方向上取向的条带12和在第二方向上取向的条带14(为清楚起见，图中每个方向上只有两个条带被标记元件号)。如附图所示，条带12和条带14在任何重叠位置18只重叠一个条带(单一重叠位置上示例性地提供有元件号)。条带重叠可以用一个条带(或加强筋)与另一个条带的简单覆盖来完成，与叠层无关。可替代地，在多层片的两个条带交叉处可以采用更复杂的配置。在这种情况下，交叉点散布第一条带的层片和第二条带的层片。

如图2B和2C所示，条带12和14从圆顶的外围20发出并定位于从虚拟极发出的测地曲线或测地线上，该虚拟极将在后面进行更详细的描述。在一个示例性实施例中，条带在外围的终止伴随着所有层片同时结束在舱壁的边缘而实现。可替换地，对于具有多个层片的条带，条带的层片可以在条带接近舱壁边缘时逐步地被终止。在示例性实施例中，加强筋也可与舱壁的边缘同时终止或被特别修整以最小化应力集中。对于所示实施例，测地极相对彼此正交取向并且轴线22通过顶点16垂直于圆顶的表面。在可替换的实施例中，测地极可以除正交角以外的角取向(极轴线不垂直)。浅圆顶对着在图2B中所示具有45°或更小的圆锥角24的球形表面的一部分。