[发明专利]加强件斜切部位

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有斜切区的加强件；包括加强件增强面板的面板组件；用于形成加强件增强面板的套件；以及形成加强件增强面板的方法。

背景技术

薄壁面板可通过多个加强件的附接被加强，多个加强件将面板划分为多个更小的且更稳定的子面板。在例如飞行器结构的许多重量最优化的结构中会碰到加强件增强面板。例如，飞行器翼盒通常包括上盖和下盖，上盖和下盖包括用增强纵向桁梁（加强件）加强的蒙皮（面板）。

由于与其他结构部件相抵触，加强件不得不在某些区域中终止。在飞行器翼盒的情况中，加强件通常不得不终止于例如翼根、翼梢、检查孔等处。在加强件的末端，由加强件支承的应力转移到面板中。加强件末端因此常常是局部应力集中区域的原因所在。为了减少该应力集中，加强件通常被设计为在末端处具有所谓的“斜切”区，以便以使应力峰值最小化的方式将载荷从加强件转移到面板中。

随着在重量优化结构中更多地使用例如碳纤维增强塑料（CERP）的复合材料的举措，加强件斜切部位处的结构特性是特别令人感兴趣。

对于复合飞行器翼盒盖，桁梁通常被粘结（被共固化、共胶接、或二次胶接）到蒙皮。由于桁梁和蒙皮之间的自然偏置，使得桁梁斜切部位在负载时会遭受断裂。该偏置引起平面外弯曲，该平面外弯曲导致拉伸穿透载荷，该拉伸穿透载荷能够在桁梁脚部斜切部位的端部（顶端）、即桁梁附接于蒙皮的位置处引起剥离。

该问题照惯例已经通过确保负载时在结构中的低变形（低应变）而被解决。使结构能够在较高的应变下工作而不出问题的方案能够使得重量减轻。US2005/0211846A1描述了一种桁梁斜切部位，该桁梁斜切部位在斜切部位处的桁梁高度逐渐减小，并且WO2008/132498A1描述了将桁梁斜切部位紧固至面板以提高性能。

发明内容

本发明的第一方面提供一种面板组件，包括面板、加强件以及配件，所述加强件具有脚部、直立腹板以及位于一个端部处的斜切区，其中，所述加强件脚部粘结至所述面板，并且，所述配件在所述加强件的脚部的所述端部的外侧附接至所述加强件腹板和所述面板。

本发明的另一方面提供一种形成加强件增强面板的方法，所述方法包括：提供加强件，所述加强件具有脚部、直立腹板和位于一个端部处的斜切区，将所述加强件粘结至面板，以及在所述加强件脚部的所述端部的外侧将配件附接至所述加强件腹板并且将所述配件附接至所述面板。

本发明的又一方面提供一种用于形成加强件增强面板的套件，所述套件包括加强件、面板以及配件，所述加强件具有脚部、直立腹板和位于一个端部处的斜切区，所述配件用于在所述加强件的脚部的所述端部的外侧附接至所述加强件腹板以及所述面板。

本发明的有利之处在于配件可具有足够的抗弯刚度，用以最小化在加强件脚部的斜切部位局部的面板弯曲，这减少在加强件脚部的该端部处的剥离力并且因而增强裂缝起始于加强件脚部的该端部所需的载荷的强度。虽然面板的弯曲被进一步向外侧传递至配件的外侧端部，但配件可被紧固至面板，而不是粘结至面板，并且因而紧固件能够有足以抵抗所产生的穿透载荷的强度。

在本发明的又一方面中，提供一种加强件，包括脚部和直立腹板，并且在一个端部处具有斜切区，其中，所述腹板的外侧端部伸出所述脚部的在所述斜切区中的外侧端部之外。

本发明的有利之处在于腹板的外伸部分可用于在桁梁脚部的所述端部的外侧固定腹板。

用于加强件增强面板的加强件为纵向构件。

具有外伸腹板的加强件可使用于根据本发明的第一方面的面板组件中。

配件可附接至加强件腹板。在配件具有外伸腹板部分的情形中，则配件优选地至少附接于该外伸腹板部分。更优选地，配件附接至外伸腹板部分以及在斜切部位内侧的腹板。

配件可紧固至加强件腹板和/或面板。例如，配件可用螺栓连接。

配件可直接地紧固至加强件腹板和/或面板。

配件优选地不直接粘结至面板。

配件可被布置为在所述加强件脚部的所述端部与所述配件之间提供间隙。该间隙尺寸优选地相对较小。当拉伸载荷沿纵向加强件方向施加至面板组件时，该小间隙可引起面板向内弯曲，导致在加强件脚部的斜切部位的有益的反剥离。

配件可形成为具有脚部和直立腹板的“靴状体”。

配件可形成为两个部件，所述加强件腹板的两个侧面上各附接一个部件。替代性地，配件可形成为一体式部件。