[发明专利]纵梁和控制复合纵梁与复合结构之间的脱层和分离的方法

说明书

本发明涉及一种利用堆叠碳纤维加强塑料填件的该塑料纵梁终止软化。提供了一种纵梁及对应方法，所述纵梁具有软化所述纵梁的截止设计。根据一个方面，所述纵梁包括基部凸缘、腹板和填件。所述填件包括单向纤维顶部和联接到所述顶部的堆叠层压底部。所述底部包括多个堆叠，每个堆叠均包括在所述纵梁的面积区域内具有三个对应纤维取向的三个叠层。在所述纵梁的过渡区域内，所述堆叠层压底部包括多个堆叠，每个堆叠均包括所述面积区域的第一叠层和第三叠层。根据另一方面，所述基部凸缘通过将叠层在所述过渡区域内降低而被软化。又一方面包括将所述腹板向下修整至所述填件，同时根据修整半径经由所述填件修整至接近所述基部凸缘的高度。

技术领域

本发明涉及纵梁和控制复合纵梁与复合结构之间的脱层和分离的方法。

背景技术

纵梁是常用在飞行器及其它交通工具中以使面板和交通工具蒙皮变硬的结构部件。虽然纵梁相对于平面内载荷为对应复合结构提供了足够的加强，但是纵梁截止或纵梁终止的区域可在某些条件下出现纵梁与附接结构之间的剥离或脱层。载荷路径在可能暴露于高张力载荷的纵梁截止位置处的突然中断可致使由几何偏心和作用于纵梁或附接结构的纵梁拉断力两者驱动的胶层脱层增长。

解决纵梁截止的载荷中断的常规方案包括：复杂的腹板修整曲率以减小纵梁的横截面面积，与半径填料的使用关联以减轻脱层损坏增长的可能性。这些方案通常根据将被利用的纵梁的特定实施所经历的载荷专门设计。因此，具体的飞行器可能会使用许多纵梁设计，这增加了零件数目及关联的成本。

针对这些及其他考虑，提出了本文所作出的公开。

发明内容

应该认识到，提供本发明内容以简化的形式介绍了概念的选择，这种概念的选择在下面的详细描述中会进一步描述。本发明内容并非旨在用于限制要求保护的主题的范围。

本文中描述的概念和技术为具有截止设计的纵梁提供了所述纵梁的软化，并且提供了其对应方法。根据一个方面，纵梁具有限定面积区域(acreage region)、过渡区域和截止区域的纵向长度。所述纵梁包括基部凸缘、腹板和填件。所述基部凸缘具有用于联接到交通工具蒙皮的底表面。所述腹板从所述基部凸缘延伸出来，并且包括邻近所述基部凸缘的底部和与所述底部对置的顶部边缘。所述填件具有对应于所述纵梁的所述纵向长度的填件长度并且被构造成填充限定在所述基部凸缘与所述腹板之间的纵梁空腔。所述填件包括单向纤维顶部和联接到所述顶部的堆叠层压底部。所述堆叠层压底部包括多个堆叠。所述面积区域内的每个堆叠均具有：具有第一取向的第一叠层；抵接所述第一叠层并具有第二取向的第二叠层；以及抵接所述第二叠层并具有第三叠层取向的第三叠层。在所述过渡区域内，具有所述第一叠层取向的所述第一叠层抵接具有所述第三叠层取向的所述第三叠层。

根据又一方面，提供了一种用于控制复合纵梁与复合结构之间的脱层和分离的方法。所述方法包括：提供基部凸缘、腹板和填件。所述基部凸缘使纵向长度延伸经过面积区域、过渡区域和截止区域。所述腹板从所述基部凸缘延伸出来，并且包括邻近所述基部凸缘的底部和与所述底部对置的顶部边缘。所述填件具有对应于所述纵梁的所述纵向长度的填件长度并且被构造成填充限定在所述基部凸缘与所述腹板之间的纵梁空腔。提供填件的步骤包括：提供单向纤维顶部和联接到所述顶部的堆叠层压底部。所述堆叠层压底部包括多个堆叠。提供堆叠的步骤包括：使具有第一叠层取向的第一叠层抵接具有第二叠层取向的第二叠层；沿着所述填件长度的所述面积区域使所述第二叠层抵接具有第三叠层取向的第三叠层；以及将所述第二叠层终止于所述填件长度的所述过渡区域内。将所述基部凸缘的底表面粘结至所述复合结构的顶表面。