專利名稱：整體開口的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及整體開口的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)
背景技術(shù)：
飛行器包括大量增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。因此，人們知道增強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括沿第一方向例如飛行器的縱向定向的第一組加強(qiáng)件，以及沿與第一方向垂直的第二方向定向的第二組加強(qiáng)件。在這種情況下，由加強(qiáng)件限定的區(qū)域也叫做正方形或長方形的網(wǎng)袋或網(wǎng)格。也已經(jīng)知道的是，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括沿60°的方向定向的三組增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)具有各向同性的特性，這就為它們提供了所想要的機(jī)械特性。所以，法國專利申請F(tuán)R2009/0056286提出一種用于這類結(jié)構(gòu)的分析方法來確定尺寸的方法。根據(jù)圖I所示的第一實(shí)施方式，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)10包括一些結(jié)點(diǎn)12，不同方向的三個(gè)加強(qiáng)件14. 1,14. 2,14. 3在這些結(jié)點(diǎn)處相交。這三個(gè)加強(qiáng)件最好沿彼此間形成60°角的三個(gè)方向定向。在這種情況下，所有的網(wǎng)格為等腰三角形。這種結(jié)構(gòu)也稱作“等網(wǎng)格”(Isogrid)。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式，該結(jié)構(gòu)包括一些結(jié)點(diǎn)，在結(jié)點(diǎn)處只有不同方向的兩個(gè)加強(qiáng)件相交。在這種情況下，該結(jié)構(gòu)包括一些三角形網(wǎng)格，其他的為六邊形網(wǎng)格。這種結(jié)構(gòu)被稱為“不等網(wǎng)格”(Anisogrid)?！暗染W(wǎng)格”式的結(jié)構(gòu)提供的機(jī)械特性特別是屈曲方面的性能更好，“不等網(wǎng)格”式結(jié)構(gòu)的六邊形網(wǎng)格的穩(wěn)定性不是很好，有可能降低該結(jié)構(gòu)的屈曲強(qiáng)度。將稱作“等網(wǎng)格”或“不等網(wǎng)格”的金屬結(jié)構(gòu)用于飛行器制造中。本發(fā)明尤其是涉及“等網(wǎng)格”式的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。根據(jù)一種應(yīng)用，可以將增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與面板塊結(jié)合。在這種情況下，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)固定到面板塊的一個(gè)表面上。 根據(jù)另一種應(yīng)用，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)可以單獨(dú)使用。在這種情況下，沒有用面板塊來封住各加強(qiáng)件之間的間隙。在有些情況下，應(yīng)當(dāng)用一個(gè)與加強(qiáng)件的平面基本平行的管道通過這些增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。當(dāng)該管道的直徑小于網(wǎng)格而且該管道不應(yīng)當(dāng)與增強(qiáng)結(jié)構(gòu)相連時(shí)，這樣沒有任何問題。同樣，當(dāng)與增強(qiáng)結(jié)構(gòu)結(jié)合的面板塊有一個(gè)直徑小于網(wǎng)格的開口時(shí)，這樣也沒有任何問題。當(dāng)管道(或開口)的截面大于網(wǎng)格時(shí)和/或當(dāng)該管道應(yīng)當(dāng)與該結(jié)構(gòu)相連時(shí)，這就成了問題。如圖2A所示，當(dāng)在增強(qiáng)結(jié)構(gòu)10中開設(shè)一個(gè)長方形開口 16時(shí)，該增強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括一個(gè)與該增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)件相連的長方形周邊加強(qiáng)件18。開口和周邊加強(qiáng)件的這些形狀并不適合于增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@些形狀嚴(yán)重影響其機(jī)械特性。如圖2B所示，當(dāng)管道穿過增強(qiáng)結(jié)構(gòu)10或與該增強(qiáng)結(jié)構(gòu)相連時(shí)，配置一個(gè)與增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)件相連并且包括一個(gè)開口 22的周邊加強(qiáng)件或周邊圓環(huán)20。這種方案與圖2A的方案相比，可以獲得很好的整體化效果。
本發(fā)明旨在改進(jìn)這種整體化，限制“等網(wǎng)格”式的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)中開口的影響。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明的目的是一種增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括加強(qiáng)件和結(jié)點(diǎn)，三個(gè)不同方向的加強(qiáng)件在結(jié)點(diǎn)處相交，加強(qiáng)件的表面設(shè)置在與同一平面垂直的各個(gè)平面中，所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)開口，其特征在于由周邊加強(qiáng)件形成的六邊形帶狀件圍繞所述開口。


下面通過結(jié)合附圖對僅作為例子的說明書的描述將會(huì)更清楚地理解本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖I是“等網(wǎng)格”式的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的透視圖；圖2A是現(xiàn)有技術(shù)的具有開口的“等網(wǎng)格”式的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)正視圖；圖2B是現(xiàn)有技術(shù)的具有管道固定環(huán)的“等網(wǎng)格”式的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)正視圖；圖3A是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的具有管道固定環(huán)的“等網(wǎng)格”式的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)正視圖；圖3B是連接有一個(gè)管道的圖3A的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明另一變型的具有管道固定環(huán)的“等網(wǎng)格”式的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)正視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第一變型的具有開口的“等網(wǎng)格”式的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)正視圖；和圖6是根據(jù)本發(fā)明另一變型的具有開口的“等網(wǎng)格”式的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)正視圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)10包括結(jié)點(diǎn)12，不同方向的三個(gè)加強(qiáng)件14. I、14. 2、14. 3在這些結(jié)點(diǎn)處相交。有利地，這三個(gè)加強(qiáng)件沿彼此間形成60°角的三個(gè)方向定向。在這種情況下，所有網(wǎng)格均為等腰三角形。這種結(jié)構(gòu)也稱作“等網(wǎng)格”(Isogrid)。加強(qiáng)件14. 1,14. 2,14. 3是截面為長方形的元件，其寬度明顯小于長度。加強(qiáng)件
14.I、14. 2、14. 3的側(cè)面設(shè)置在兩個(gè)平行的平面中，這些加強(qiáng)件的表面設(shè)置在與相同平面垂直的各平面中。對于下面的描述，用加強(qiáng)件是指截面基本為長方形的元件，其寬度明顯小于長度。根據(jù)所述變型，這種加強(qiáng)結(jié)構(gòu)可以與或不與面板塊24結(jié)合，該面板塊固定在加強(qiáng)件14. I、14. 2、14. 3的側(cè)面上。該加強(qiáng)結(jié)構(gòu)可以是金屬的，也可以用任何其他材料例如復(fù)合材料制成。因?yàn)檫@種加強(qiáng)結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，所以不再詳述。根據(jù)圖3A、3B、4_6所示的變型，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)10包括至少一個(gè)開口 26。根據(jù)圖3A、3B和4所示的變型，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)10包括一個(gè)壁28，圓形開口 26開設(shè)在該壁中，該壁包括將至少一個(gè)通向開口 26處的管道34固定的裝置32。通常，將該壁28設(shè)置在一個(gè)與加強(qiáng)件垂直的平面中。調(diào)整尺寸，特別是厚度，以便保證管道34和增強(qiáng)結(jié)構(gòu)10之間的力傳輸。根據(jù)圖3B所示的實(shí)施方式，管道34的端部包括一個(gè)其前表面緊貼壁28的表面中的一個(gè)表面的凸緣36。
根據(jù)一種應(yīng)用，可以將壁28插在兩個(gè)端對端放置的管道之間，開口 26確保兩個(gè)管道內(nèi)部之間的連續(xù)性。根據(jù)圖3B所示的另一應(yīng)用，只有一個(gè)管道的端部緊貼壁28的表面中的一個(gè)表面。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，固定裝置32可以是螺栓形式或鉚釘形式，它們分別經(jīng)開設(shè)在壁上的孔38和開設(shè)在一個(gè)或多個(gè)凸緣36上的孔38’穿過壁28和一個(gè)或多個(gè)管道的一個(gè)或多個(gè)凸緣36。連接裝置32設(shè)置在開口 26和周邊加強(qiáng)件40形成的六邊形帶狀件之間。固定裝置、管道均不再作詳細(xì)描述，因?yàn)樗鼈兛梢圆捎煤芏嘈问健?
根據(jù)本發(fā)明，壁28的周邊形狀為六邊形，該壁的周邊有一些周邊加強(qiáng)件40，六邊形的每一條邊一個(gè)加強(qiáng)件，兩兩相連。優(yōu)選地，周邊加強(qiáng)件40的截面與增強(qiáng)結(jié)構(gòu)10的加強(qiáng)件14. I、14. 2、14. 3的相同。最好沿增強(qiáng)結(jié)構(gòu)10的加強(qiáng)件14. 1,14. 2,14. 3的三個(gè)方向設(shè)置周邊加強(qiáng)件。根據(jù)圖3A所示的第一變型，該變型適合于比值d/a大于或等于l(d是開口 26的直徑，a是兩個(gè)結(jié)點(diǎn)12之間的網(wǎng)格尺寸或加強(qiáng)件14. 1,14. 2,14. 3的長度)，而周邊加強(qiáng)件40不同于增強(qiáng)結(jié)構(gòu)10的加強(qiáng)件14. 1、14.2、14.的情形。在這種情況下，利用輔助加強(qiáng)件44將周邊加強(qiáng)件40的各個(gè)連接點(diǎn)42與相鄰的結(jié)點(diǎn)12連接。有利地，輔助加強(qiáng)件44的截面與增強(qiáng)結(jié)構(gòu)10的加強(qiáng)件14. I、14. 2、14. 3的相同。根據(jù)該變型，各個(gè)周邊加強(qiáng)件優(yōu)選有相同的長度。根據(jù)開口 26的位置，輔助加強(qiáng)件44可以與增強(qiáng)結(jié)構(gòu)10的加強(qiáng)件14. I、14. 2、14. 3對齊，也可以不對齊。根據(jù)圖4所示的另一變型，該變型適合于比值d/a小于1，而至少某些周邊加強(qiáng)件是增強(qiáng)結(jié)構(gòu)10的加強(qiáng)件14. I、14. 2、14. 3的情形。如圖4所示，四個(gè)周邊加強(qiáng)件是設(shè)置在開口 26兩邊的結(jié)點(diǎn)12處的兩兩相連的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件的一部分，利用兩個(gè)與增強(qiáng)結(jié)構(gòu)10的加強(qiáng)件14. 1,14. 2,14. 3不同的專用周邊加強(qiáng)件40將各對加強(qiáng)件部分相連。這兩個(gè)加強(qiáng)件40相互平行，優(yōu)選相對于連接結(jié)點(diǎn)12的軸線46對稱設(shè)置，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)10的用作周邊加強(qiáng)件的加強(qiáng)件14. 1,14. 2,14. 3在結(jié)點(diǎn)處相交。在這種情況下，周邊加強(qiáng)件40不一定形成等腰六邊形。根據(jù)圖5和6所示的另一變型，開口 26可以讓沒有連接到增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的管道通過，或是可以使兩個(gè)被結(jié)合到增強(qiáng)結(jié)構(gòu)上的面板塊24分隔開的區(qū)域連通。根據(jù)這些變型，由形成六邊形的周邊加強(qiáng)件40限定開口 26。根據(jù)圖6所示的另一變型，該變型適合于比值d/a小于1，至少某些周邊加強(qiáng)件是增強(qiáng)結(jié)構(gòu)10的加強(qiáng)件14. I、14. 2、14. 3的情形。如圖5所示，四個(gè)周邊加強(qiáng)件是設(shè)置在開口 26兩邊的結(jié)點(diǎn)12處的兩兩相連的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件的一部分，利用兩個(gè)與增強(qiáng)結(jié)構(gòu)10的加強(qiáng)件14. 1,14. 2,14. 3不同的專用周邊加強(qiáng)件40將各對加強(qiáng)件部分相連。這兩個(gè)加強(qiáng)件40相互平行，優(yōu)選相對于連接結(jié)點(diǎn)12的軸線46對稱設(shè)置，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)10的用作周邊加強(qiáng)件的加強(qiáng)件14. 1,14. 2,14. 3在結(jié)點(diǎn)處相交。在這種情況下，周邊加強(qiáng)件40不一定形成等腰六邊形。根據(jù)圖6所示的一個(gè)變型，該變型適合于比值d/a大于或等于l(d是開口 26的直徑，a是兩個(gè)結(jié)點(diǎn)12之間的網(wǎng)格尺寸或加強(qiáng)件14. I、14. 2、14. 3的長度)，周邊加強(qiáng)件40不同于增強(qiáng)結(jié)構(gòu)10的加強(qiáng)件14. 1,14. 2,14. 3的情形。在這種情況下，利用輔助加強(qiáng)件44將周邊加強(qiáng)件40的各個(gè)連接點(diǎn)42與相鄰的結(jié)點(diǎn)12連接。輔助加強(qiáng)件44的截面優(yōu)選與周邊加強(qiáng)件40的相同。根據(jù)該變型，各個(gè)周邊加強(qiáng)件優(yōu)選有相同的長度。根據(jù)開口 26的位置，輔助加強(qiáng)件44可以與增強(qiáng)結(jié)構(gòu)10的加強(qiáng)件14. I、14. 2、14. 3對齊，也可以不對齊。根據(jù)所有的變 型，開口 26由形成限定該開口 26的六邊形帶狀件的周邊加強(qiáng)件40所環(huán)繞，這如圖5和6所示，或者該帶狀件是對其內(nèi)開設(shè)有開口 26的壁28加強(qiáng)，這如圖3B和4所示。輔助加強(qiáng)件44的存在和它們繞開口 26的配置隨比值d/a和/或周邊加強(qiáng)件40相對于增強(qiáng)結(jié)構(gòu)10的其他加強(qiáng)件14. I、14. 2、14. 3的位置而變化。
權(quán)利要求
1.一種增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其包括加強(qiáng)件(14. 1、14. 2、14. 3)和結(jié)點(diǎn)(12)，其中不同方向的三個(gè)加強(qiáng)件(14. I、14. 2、14. 3)在所述結(jié)點(diǎn)處相交，所述加強(qiáng)件(14. I、14. 2、14. 3)的表面設(shè)置在與同一平面垂直的各平面中，所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)開口(26)，其特征在于，所述開口(26)被由周邊加強(qiáng)件(40)形成的六邊形帶狀件所圍繞。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述周邊加強(qiáng)件(40)是不同于所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的所述加強(qiáng)件(14. 1、14.2、14.3)，兩個(gè)周邊加強(qiáng)件(40)的每個(gè)連接點(diǎn)(42)通過輔助加強(qiáng)件(44)與相鄰的結(jié)點(diǎn)(12)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述周邊加強(qiáng)件(40)具有相同的長度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述輔助加強(qiáng)件(44)具有與所述周邊加強(qiáng)件(40)相同的截面。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4之一所述的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述輔助加強(qiáng)件(44)與所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的所述加強(qiáng)件(14. I、14. 2、14. 3)對齊。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述六邊形帶狀件由所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的兩對加強(qiáng)件(14. 1，14. 2，14. 3)的部分構(gòu)成，所述各對加強(qiáng)件的部分通過與所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)(10)的加強(qiáng)件(14. 1,14. 2,14. 3)不同的兩個(gè)加強(qiáng)件(40)相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，與所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)(10)的加強(qiáng)件(14. 1,14. 2,14. 3)不同的所述周邊帶狀件的所述加強(qiáng)件(40)相互平行，并且相對于通過所述結(jié)點(diǎn)(12)的軸線(46)對稱設(shè)置，形成六邊形帶狀件的一部分的所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)(10)的加強(qiáng)件(14. I、14. 2、14. 3)在所述結(jié)點(diǎn)處相交。
8.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述六邊形帶狀件的所述加強(qiáng)件具有與所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)(10)的所述加強(qiáng)件(14. 1,14. 2,14. 3)相同的截面。
9.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，該結(jié)構(gòu)包括一個(gè)壁(28)，在該壁中開設(shè)有通過六邊形帶狀件加強(qiáng)的開口(26)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述開口(26)和由所述周邊加強(qiáng)件(40)形成的六邊形帶狀件之間設(shè)置有連接裝置(32)。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其包括加強(qiáng)件(14.1、14.2、14.3)和結(jié)點(diǎn)(12)，其中不同方向的三個(gè)加強(qiáng)件(14.1、14.2、14.3)在所述結(jié)點(diǎn)處相交，加強(qiáng)件(14.1、14.2、14.3)的表面設(shè)置在與同一平面垂直的各平面中，所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)開口(26)，其特征在于，用一些周邊加強(qiáng)件(40)形成的六邊形帶狀件圍繞所述開口(26)。
文檔編號(hào)B64C1/00GK102616365SQ20121002786
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
發(fā)明者保羅·梅西納, 熱拉爾·庫杜恩特, 皮埃爾·拉魯梅, 阿諾·托內(nèi)勒 申請人:空中客車運(yùn)營簡化股份公司