[發(fā)明專利]允許承受構(gòu)件的自穩(wěn)定加強肋

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200780034838.0
• 申請日: 2007-08-30
• 公開（公告）號: CN101516724A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬蒂厄·福爾贊;菲利普·貝爾納代
• 申請（專利權(quán)）人: 空中客車法國公司
• 主分類號: B64C1/06
• 分類號: B64C1/06;B64C1/12
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 李春暉;李德山

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及同時允許結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定加固和在該結(jié)構(gòu)上承受構(gòu)件的加強肋。本發(fā)明還涉及包括至少一個這樣的加強肋的飛行器結(jié)構(gòu)。?

本發(fā)明應用在結(jié)構(gòu)力學領(lǐng)域，尤其應用在航空領(lǐng)域用于飛行器的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的機械性能。?

背景技術(shù)

在飛行器中，存在大量的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件需要使用附加部件以提高這些結(jié)構(gòu)構(gòu)件的機械性能。這些附加部件尤其可以是加強肋。這些加強肋是固定在飛行器的結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的成型部件，例如用于轉(zhuǎn)移縱向負荷或用于穩(wěn)定這些構(gòu)件(用于防止這些構(gòu)件在切向力或壓縮力的作用下鼓包或彎曲)。?

例如，加強肋可以作為骨架或者桁條用在飛行器的機身中以加固外殼和某些特定的區(qū)域，如艙門框。加強肋也可以用在飛行器的機翼中，用在翼展(翼梁)方向或翼弦(翼肋)方向上。?

加強肋可以在應力較大的位置使結(jié)構(gòu)在豎直方向或縱向方向上局部加固。?

加強肋可以具有不同形狀的截面。加強肋的截面取決于多個參數(shù)，如待加固的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的形狀或者待加固的結(jié)構(gòu)構(gòu)件應執(zhí)行的主要功能。已知的加強肋通常具有Z形截面、T形截面、J形截面或Ω形截面。圖1、2和3示出各種已知截面的示例。?

更確切地，圖1示出具有Z形截面的加強肋的示例。這樣的Z形加強肋2包括三個部分：基座21、腹板22以及頂23。基座21與待加固的構(gòu)件1接觸并且貼合待加固的構(gòu)件1的形狀。具有兩個“平坦”表面的腹板22可以在需要時用于承受其它構(gòu)件。頂23用于穩(wěn)定加強肋，即防止加強肋的截面在其平面中彎曲。?

圖2A示出具有T形截面的加強肋的示例。該T形加強肋3包括兩個?部分：基座31和腹板32。基座31與待加固的構(gòu)件接觸并且貼合待加固的構(gòu)件的形狀。具有兩個“平坦”表面的腹板32可以在需要時用于承受其它構(gòu)件。使用復合材料，如圖2B所示，例如可由RTM(樹脂傳遞模塑)技術(shù)通過共注塑兩個背靠背定位的L形預型件來獲得這樣的加強肋。?

在這兩個加強肋的示例中，正如具有J形截面的加強肋，加強肋包括形成支承表面的腹板。支承表面是與待加固的構(gòu)件垂直或幾乎垂直并且可以接納匹配構(gòu)件使得該構(gòu)件與支承表面持久接觸的平坦表面。因此，這樣的支承表面可以保證承受其它結(jié)構(gòu)構(gòu)件或非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。換句話說，這些類型的具有J形、T形或Z形截面的加強肋每個都包括上面可以添加附加構(gòu)件的平坦表面。?

然而，當結(jié)構(gòu)經(jīng)受某些力時這些加強肋的形狀可能具有缺點。實際上，當加強肋受到壓縮負荷時，其傾向于彎曲，即加強肋傾向于自某個壓力水平開始彎曲。為了避免加強肋的彎曲，必須增添在加強肋橫向上設(shè)置的附加部件，如穩(wěn)定夾，其作用是避免它們的負荷傾斜。?

為了解決這些穩(wěn)定性問題，出現(xiàn)了具有Ω形截面的加強肋。圖3示出這樣的Ω形加強肋的示例。在圖3的示例中，該加強肋4具有Ω形。加強肋4包括頂45以及在頂45的中面兩側(cè)對稱的兩個腹板43和44和兩個基座41和42。正是加強肋的形狀、特別是與待加固的構(gòu)件相配所獲得的截面是封閉的(即與空心梁相似的截面)這一事實，為所述加強肋提供穩(wěn)定性。換句話說，無需增添任何附加部件，加強肋通過自身穩(wěn)定。加強肋是自穩(wěn)定的。因此，容易理解即使這樣的加強肋受到壓縮負荷，加強肋既不向一側(cè)傾斜也不向另一側(cè)傾斜。?

然而，這樣的Ω形加強肋不包含任何適合承受其它構(gòu)件的簡單的支承表面。實際上，除了兩個基座，這樣的加強肋不具有任何真正適合承受其它構(gòu)件的表面，這是由于頂和腹板的取向(都不垂直于待加固的構(gòu)件的表面)以及由于與在封閉截面中的固定安裝有關(guān)的問題(可控制性、特殊的固定等等)。?

因此，根據(jù)待加固的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和根據(jù)要保證的功能，可選擇使用具有支承表面的加強肋，如具有Z形截面、T形截面或J形截面的加強肋，或者選擇自穩(wěn)定的加強肋，如具有Ω形截面的加強肋。?

然而，航空領(lǐng)域中的當前趨勢是總有更多要被承受的構(gòu)件，既有設(shè)備構(gòu)件又有系統(tǒng)構(gòu)件。特別是在飛行器的機身上，骨架或地板結(jié)構(gòu)是飛行器?的存在大量要被承受的構(gòu)件的區(qū)域，既有結(jié)構(gòu)構(gòu)件又有系統(tǒng)構(gòu)件，如電纜。因此允許在加強肋上承受構(gòu)件同時通過功能集成最大程度地簡化結(jié)構(gòu)部件是重要的。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的正是克服上述技術(shù)的缺陷。為此，本發(fā)明提出一種加強肋，該加強肋具有同時允許其自穩(wěn)定和保證承受構(gòu)件的截面。這樣的加強肋滿足自身的機械性能需要，且提供允許承受構(gòu)件的平坦腹板。為此，本發(fā)明的加強肋包括具有與Ω形狀在穩(wěn)定性方面相似的形狀的下部和具有允許承受構(gòu)件的支承表面的上部。?