BR102015008428A2

BR102015008428A2 - haste de compressão

Info

Publication number: BR102015008428A2
Application number: BR102015008428A
Authority: BR
Inventors: James Beavers; John H Cowles Jr
Original assignee: Roller Bearing Co Of America
Priority date: 2014-04-15
Filing date: 2015-04-15
Publication date: 2016-05-31
Also published as: US9909613B2; EP2937579A1; US20150292549A1; BR102015008428B1; EP2937579B1

Abstract

"haste de compressão" uma haste de compressão tem uma característica iniciadora de flambagem. a haste de compressão inclui um corpo alongado. o corpo alongado tem uma primeira área de seção transversal ao longo de um primeiro comprimento do corpo alongado e uma segunda área de seção transversal ao longo de um segundo comprimento do corpo alongado. a segunda área de seção transversal define a característica iniciadora de flambagem. a segunda área de seção transversal é configurada para causar flambagem ao longo do corpo alongado mediante a aplicação de uma força compressiva orientada axialmente prédeterminada.

Description

"HASTE DE COMPRESSÃO" Campo técnico [001] A presente invenção relaciona-se geralmente com uma haste de compressão, e mais especificamente com uma haste de compressão tendo uma caracteristica iniciadora de flambagem que é usada para mais precisamente controlar a carga na qual a haste de compressão falha quando mancais friccionais são usados em cada extremidade da haste. Técnica anterior [002] Uma haste de compressão é um tipo de ligação mecânica que é configurada para se deformar mediante a aplicação de uma força pré-determinada. Hastes de compressão são frequentemente usadas em aplicações tais como aeronaves de asa fixa e de asa rotativa, onde hastes de compressão são usadas para conectar dispositivos de controle que permitem a aeronave ser manobrada. A flambagem é um fenômeno em hastes de compressão através do qual uma estrutura mecânica se deforma sob carga de compressão, axial, mas devido à deformação existe uma carga critica além da qual a haste não pode suportar carga adicional. Se fricção for introduzida por mancais posicionados em cada extremidade da haste, a haste pode sustentar uma carga mais alta que a carga de flambagem critica prevista até que a força friccional seja superada. Quando a força friccional é superada, a flambagem começa, e a carga imediatamente cai para a carga de flambagem critica prevista, sendo que grandes deformações são evidentes.

[003] Quando uma força orientada axialmente, pré-determinada, é aplicada a uma haste de compressão, a flambagem geralmente necessita ser evitada para que a haste suporte a carga seguramente. Tal prevenção é realizada aumentando a área da seção transversal da haste, aumentando dessa forma o peso da haste. Existem momentos, entretanto, quando, para impedir danos a componentes mais caros aos quais a haste de compressão está acoplada a haste de compressão mais barata é sacrificada. Neste caso, a haste de compressão deve suportar as cargas requeridas, mas se as cargas se tornarem mais altas que um limite máximo, a haste flamba para proteger o componente ligado de experimentar cargas além de um limite, uma vez que tais cargas causariam danos irreparáveis.

[004] A carga critica que provoca flambagem é calculada para um membro de compressão para o caso de extremidades sem fricção (isto é, não podem suportar momentos). A carga critica que causa flambagem, Fcrit, é dada pela equação onde E é igual ao módulo 'de" elasticidade da haste de compressão, I é igual ao segundo momento de inércia da haste de compressão, L é igual ao comprimento entre os centros dos mancais, K é igual a 1,0 para extremidades articuladas onde a fricção não existe e a 0,5 para situações onde ambas as extremidades são fixas (isto é, os mancais são travados), r é igual ao raio de giração e é definido poronde A é igual à área transversal. A razão de esbeltez ê definida por L/r. Hastes de compressão tendo uma razão de esbeltez acima de 200 são ditas a serem longas e/ou esbeltas. Hastes de compressão tendo uma razão de esbeltez entre 50 e 200 são ditas a terem um comprimento intermediário.

[005] Quando mancais são posicionados nas extremidades da haste de compressão, a carga critica que causa flambagem é difícil de prever. Muitos fatores, incluindo a excentricidade do ponto de aplicação da carga em relação ao centro da seção transversal da haste, influenciam a carga na qual a haste de compressão falhará. Mesmo entre duas hastes de compressão similares com mancais friccionais similares em cada extremidade, a carga na qual cada uma falha pode ser drasticamente diferente da carga de falha prevista. Em adição, hastes de compressão similares com mancais friccionais tendem a não dispor de cargas de falha reais. Aqueles experientes na técnica relevante têm procurado, mas têm sido incapazes de chegar em, uma carga de compressão que consistentemente falhe dentro de uma faixa estreita da carga de falha prevista para a haste de compressão.

Sumário [006] Em um aspecto, a presente invenção reside em uma haste de compressão tendo uma característica iniciadora de flambagem. A haste de compressão inclui um corpo alongado. O corpo alongado tem uma primeira área de seção transversal ao longo de um primeiro comprimento do corpo alongado e uma segunda área de seção transversal ao longo de um segundo comprimento do corpo alongado. A característica iniciadora de flambagem é definida, em parte, pela segunda área de seção transversal. A segunda área de seção transversal é configurada para causar flambagem pré-determinada ao longo do corpo alongado mediante a aplicação de uma força compressiva orientada axialmente pré-determinada. A flambagem ocorre quando, mediante a aplicação de uma força compressiva orientada axialmente pré-determinada, o corpo alongado flamba como previsto.

[007] Em uma configuração, a haste de compressão tem uma razão de esbeltez base de referência maior que 200. Em uma configuração, a haste de compressão tem uma razão de esbeltez base de referência entre 50 e 200.

[008] Em uma configuração, o segundo comprimento compreende uma depressão superficial estendendo-se axialmente ao longo dele. Em uma configuração, a depressão superficial estendendo-se axialmente tem uma porção base substancialmente plana. Em uma configuração, a depressão superficial estendendo-se axialmente tem uma porção base substancialmente côncava. Em uma configuração, o segundo comprimento compreende uma depressão superficial estendendo-se transversalmente. Em uma configuração, a depressão superficial estendendo-se transversalmente tem uma porção base substancialmente côncava. Em uma configuração, a porção base estendendo-se transversalmente se estende aproximadamente 180 graus ao redor de uma superfície externa cilíndrica do corpo alongado.

Descrição dos desenhos [009] A figura IA é uma vista frontal de uma haste de compressão tendo uma característica iniciadora de flambagem da presente invenção;

[0010] A figura 1B é uma vista esquemática da haste de compressão da figura IA, mostrada em uma condição flambada;

[0011] A figura 1C é uma vista esquemática da haste de compressão da figura IA, mostrada em uma condição flambada;

[0012] A figura 2 é uma vista de corte transversal da haste de compressão da figura IA tomada ao longo da linha 2-2;

[0013] A figura 3 é uma vista de corte transversal de uma configuração de uma haste de compressão tendo uma característica iniciadora de flambagem tomada ao longo da linha 3-3;

[0014] A figura 4 é uma vista frontal da haste de compressão tendo uma característica iniciadora de flambagem da presente invenção, onde extremidades de haste axialmente opostas são integrais com a haste de compressão;

[0015] A figura 5A é uma vista em perspectiva da haste de compressão tendo uma característica de flambagem da presente invenção, sendo que a característica de flambagem compreende uma depressão superficial estendendo-se axialmente tendo uma porção base substancialmente plana;

[0016] A figura 5B é uma vista em perspectiva da haste de compressão tendo uma característica iniciadora de flambagem da figura 5A;

[0017] A figura 6A é uma vista em perspectiva da haste de compressão tendo uma característica de flambagem da presente invenção, sendo que a característica de flambagem inclui uma depressão superficial estendendo-se axialmente tendo uma porção base substancialmente côncava;

[0018] A figura 6B é uma vista em perspectiva de uma porção da haste de compressão tendo uma característica iniciadora de flambagem da figura 5A;

[0019] A figura 7A é uma vista em perspectiva da haste de compressão tendo uma característica iniciadora de flambagem da figura IA, sendo que a característica de flambagem inclui uma depressão superficial estendendo-se transversalmente tendo uma porção base substancialmente côncava;

[0020] A figura 7B é uma vista em perspectiva de uma porção da haste de compressão tendo uma característica iniciadora de flambagem da figura 7A;

[0021] A figura 8A é uma vista em perspectiva da haste de compressão tendo uma característica iniciadora de flambagem da figura IA, sendo que a característica iniciadora de flambagem inclui uma depressão superficial estendendo-se parcialmente circunferencialmente ao redor da haste de compressão;

[0022] A figura 8B é uma vista em perspectiva de uma porção da haste de compressão tendo uma característica iniciadora de flambagem da figura 8A;

[0023] A figura 9A é uma vista de corte transversal da haste de compressão da figura 5A cortada através da linha W'-W' da figura 9C;

[0024] A figura 9B é uma vista de corte transversal da haste de compressão da figura 5A cortada através da linha W-W da figura 9C;

[0025] A figura 9C é uma vista frontal da haste de compressão da figura 5A;

[0026] A figura 9D é uma vista lateral da haste de compressão da figura 5A;

[0027] A figura 9E é uma vista de corte transversal da haste de compressão da figura 5A cortada através da linha W'-W' da figura 9C, onde a característica iniciadora de flambagem está em uma posição alternativa;

[0028] A figura 10A é uma vista de corte transversal da haste de compressão da figura 6A cortada através da linha X'-X' da figura 10C;

[0029] A figura 10B é uma vista de corte transversal da haste de compressão da figura 6A cortada através da linha X—X da figura 10C;

[0030] A figura 10C é uma vista frontal da haste de compressão da figura 6A;

[0031] A figura 10D é uma vista lateral da haste de compressão da figura 6A;

[0032] A figura 10E é uma vista de corte transversal da haste de compressão da figura 6A cortada através da linha X'-X' da figura 10C, onde a característica iniciadora de flambagem está em uma posição alternativa;

[0033] A figura 11A é uma vista de corte transversal da haste de compressão da figura 7A cortada através da linha Y'-Y' da figura 11C;

[0034] A figura 11B é uma vista de corte transversal da haste de compressão da figura 7A cortada através da linha Y-Y da figura 11C;

[0035] A figura 11C é uma vista frontal da haste de compressão da figura 7A;

[0036] A figura 11D é uma vista lateral da haste de compressão da figura 7A;

[0037] A figura 11E é uma vista de corte transversal da haste de compressão da figura 7A cortada através da linha Y'-Y' da figura 11C, onde a característica iniciadora de flambagem está em uma posição alternativa;

[0038] A figura 12A é uma vista de corte transversal da haste de compressão da figura 8A cortada através da linha Z'-Z' da figura 12C;

[0039] A figura 12B é uma vista de corte transversal da haste de compressão da figura 8A cortada através da linha Z-Z da figura 12C;

[0040] A figura 12C é uma vista frontal da haste de compressão da figura 8A;

[0041] A figura 12D é uma vista lateral da haste de compressão da fígura8A;

[0042] A figura 12E é uma vista de corte transversal da haste de compressão da figura 8A cortada através da linha Z'-Z' da figura 12C, onde a característica de início de flambagem está em uma posição alternativa;

[0043] A figura 13 é um gráfico de deformação de uma haste de compressão típica em relação a uma força aplicada à haste de compressão típica; e [0044] A figura 14 é um gráfico de deformação da haste de compressão da presente invenção em relação a uma força aplicada à haste de compressão da presente invenção.

Descrição detalhada da configuração preferida [0045] Como mostrado na figura IA, uma haste de compressão está geralmente designada pelo numeral 10. A haste de compressão 10 inclui um corpo alongado 12 (p.ex., um corpo tubular oco) tendo um comprimento total L. Um primeiro comprimento Ll e Ll', um segundo comprimento L2 e um centro 14 estão definidos ao longo do comprimento total L. Na configuração da figura IA, o centro 14 está posicionado equidistante de extremidades axialmente opostas 16A e 16B do corpo alongado 12 e define um plano C que se estende através delas. O segundo comprimento L2 define uma característica iniciadora de flambagem 18, por exemplo característica de flambagem posicionada assiraetricamente (p.ex., presente em uma porção da haste de compressão mas não em um lado oposto da mesma) como mostrado nas figs. IA, 3, 4, 5A, 5B, 6A, 6B, 7 A, 7B, 8A, 8B, 9A-9E, 10A-10E, 11A-11E; e 12A-12E. Não é requerido que esta superfície seja centrada no corpo alongado, mas se ela não for centrada no corpo alongado, a haste se deformará menos previsivelmente. A característica iniciadora de flambagem 18 é configurada para causar flambagem pré-determinada ao longo do corpo alongado mediante a aplicação de uma força compressiva orientada axialmente pré-determinada. A flambagem pré-determinada ocorre quando, com a aplicação da força compressiva orientada axialmente pré-determinada, o corpo alongado 12 flamba como previsto. Como mostrado na figura IA, a haste de compressão inclui duas extremidades de haste 20A e 20B presas à mesma, como discutido adicionalmente aqui. O corpo alongado 12 define uma superfície externa geralmente cilíndrica 22A e uma superfície interna cilíndrica 22B. Embora a haste de compressão 10 seja descrita como sendo oca, a presente invenção não está limitada a este respeito, uma vez que uma haste de compressão sólida 10 pode ser usada sem se desviar dos aspectos mais amplos da presente invenção.

[0046] Referindo-se à figura 2, o corpo alongado 12 tem uma primeira área de seção transversal 24A definida por um primeiro diâmetro externo. A primeira área de seção transversal 24A e o primeiro diâmetro externo estão presentes ao longo de um primeiro eixo geométrico orientado axialmente 2 6 e ao longo do primeiro comprimento LI e LI' . Uma força F orientada axialmente pré-determinada é aplicada ao longo do primeiro eixo geométrico orientado axialmente 26. A característica iniciadora de flambagem 18 define uma segunda área de seção transversal 24B. A segunda área de seção transversal 24B está presente ao longo do segundo comprimento L2 . A segunda área de seção transversal 24B é assimétrica e tem menos área que a primeira área de seção transversal 24A. A segunda área de seção transversal 24B é configurada para causar flambagem ao longo do corpo alongado 12 mediante a aplicação da força compressiva F orientada axialmente, pré-determinada. Em uma configuração, como mostrada na figura 2, a força compressiva F orientada axialmente é distribuída sobre a primeira área de seção transversal 24A tal que um eixo geométrico de transmissão de carga resultante (isto é, uma trajetória de carga) seja coaxial com o primeiro eixo geométrico orientado axialmente 26.

[0047] A haste de compressão 10, ilustrada na figura IA, tem uma razão de esbeltez base de referência. A razão de esbeltez base de referência é uma função de comprimento e raio de giração da haste de compressão 10. Em uma configuração, a razão de esbeltez base de referência está entre 50 e 200. Em uma configuração, a razão de esbeltez base de referência é maior que 200. Uma haste de compressão com uma razão de esbeltez base entre 50 e 200 que não tenha característica iniciadora de flambagem falhará por flambagem. Entretanto, a carga de falha terá significativamente mais dispersão (isto é, inconsistência) do que teria uma haste com uma razão de esbeltez maior que 200 à qual tal carga foi aplicada. Uma haste de compressão com uma razão de esbeltez base de referência menor que 50 que não tenha característica iniciadora de flambagem provavelmente falhará por compressão direta ao invés de por flambagem.

[0048] Em uma configuração, como mostrada na figura 3, a segunda área de seção transversal 24B causa uma excentricidade E entre o primeiro eixo geométrico orientado axialmente 26 e um segundo eixo geométrico orientado axialmente 28. O segundo eixo geométrico orientado axialmente 28 é definido pelo centróide da segunda área de seção transversal 22B estendendo-se ao longo do comprimento L2 . Como mostrado na figura 3, o primeiro eixo geométrico orientado axialmente 26 e o segundo eixo geométrico orientado axialmente 28 são separados pela excentricidade E. A característica iniciadora de flambagem 18 causa a excentricidade E em uma direção D, como um resultado da segunda área de seção transversal 24B ser assimétrica e menor que a primeira área de seção transversal 24A. A excentricidade E entre o primeiro eixo geométrico orientado axialmente 26 e o segundo eixo geométrico orientado axialmente 28 aumenta a propensão da haste de compressão 10 para falhar previsivelmente em flambagem como mostrado, por exemplo, na figura 1B. A característica iniciadora de flambagem 18 é configurada para causar a flambagem antes da compressão axial plástica do corpo alongado 12. Como mostrado na figura 1B, mediante a aplicação das forças compressivas F à haste de compressão 10, quando as forças compressivas F alcançam uma primeira magnitude pré-determinada, a haste de compressão 10 flamba tal que uma porção da haste de compressão 10 (p.ex., uma porção central ou porção tendo a característica iniciadora de flambagem 18 nela) flambe elasticamente transversalmente na direção da seta B. Quando a força F é de uma primeira magnitude pré-determinada a flambagem está em uma faixa elástica tal que quando a força F é removida a haste de compressão 10 retorna elasticamente para um estado inicial como mostrado na figura IA. Quando a força F' é aumentada para uma segunda magnitude pré-determinada, maior que a primeira magnitude pré-determinada, a haste de compressão 10 flamba plasticamente na direção transversal indicada pela seta B, como mostrado na figura 1C. Após a remoção da força F', a haste de compressão 10 permanece flambada transversalmente. A excentricidade E é criada em uma haste de compressão 10 sem alterar os pontos de aplicação de carga via a característica iniciadora de flambagem 18. A haste de compressão 10 tem uma resistência maior à tração que à compressão. Hastes de compressão podem ser facilmente remontadas com a característica iniciadora de flambagem 18.

[0049] A excentricidade E entre o primeiro eixo geométrico orientado axialmente 26 e o segundo eixo geométrico orientado axialmente 28 aumenta a propensão para flambagem do corpo alongado 12. Esta propensão aumentada para flambagem do corpo alongado 12 supera a fricção nos mancais friccionais de um modo consistente. Em uma configuração, a excentricidade E faz a força compressiva na qual flambagem ocorre ao longo do corpo alongado 12 estar dentro de 5% de uma força prevista (p.ex., calculada analiticamente) na qual flambagem é prevista a ocorrer quando não existir fricção em cada extremidade.

[0050] Em uma configuração, o grau de excentricidade E entre o primeiro eixo geométrico orientado axialmente 26 e o segundo eixo geométrico orientado axialmente 28 é aproximadamente 0,020 a 0,030 polegada enquanto o diâmetro externo do corpo alongado 12 ao longo do primeiro comprimento LI e Ll' é 0, 625 polegada (p.ex., 3,2 a 4,8% do diâmetro externo). Embora em uma configuração o grau de excentricidade E entre o primeiro eixo geométrico orientado axialmente 26 e o segundo eixo geométrico orientado axialmente 28 seja 0,025 polegada ou 4,0% do diâmetro externo, a presente invenção não está limitada a este respeito, uma vez que qualquer grau adequado de excentricidade pode ser usado, e graus maiores de excentricidade resultam em maior previsibilidade com relação ao inicio de flambagem, por exemplo, quando o corpo alongado é suportado por mancais friccionais.

[0051] Como mostrado na figura IA, a característica iniciadora de flambagem 18 é posicionada substancialmente equidistante das extremidades opostas 16A e 16B do corpo alongado 12 e simétrica sobre o plano C. Em uma configuração, a característica iniciadora de flambagem 18 é posicionada tal que uma porção da mesma se estenda axialmente através do plano C e seja assimétrica ao mesmo. Entretanto, a presente invenção não está limitada a este respeito, uma vez que a característica iniciadora de flambagem pode ser posicionada tal que nenhuma porção da mesma se estenda axialmente através do plano C definido pelo centro 14 do corpo alongado 12, por exemplo uma característica iniciadora de flambagem 18 posicionada assimetricamente.

[0052] Em uma configuração, como mostrada na figura IA, a haste de compressão 10 inclui uma extremidade de haste 20A e 20B posicionadas em cada uma de duas extremidades axialmente opostas 16A e 16B do corpo alongado 12. Entretanto, a presente invenção não está limitada a este respeito, uma vez que haste de compressão pode incluir uma extremidade de haste 20A e 20B posicionadas em uma extremidade 16A e 16B do corpo alongado 12. Como mostrado na figura IA, as extremidades de haste 20A e 20B são rosqueadas na haste de compressão 10. Como mostrado na figura 4, as extremidades de haste 20A e 20B são integrais com a haste de compressão 10.

[0053] Similarmente, em uma outra configuração, a haste de compressão 10 inclui uma junta de forquilha 30 posicionada em cada uma de duas extremidades axialmente opostas 16A e 16B do corpo alongado 12. Entretanto, a presente invenção não está limitada a este respeito, uma vez que a haste de compressão pode incluir a junta de forquilha 30 posicionada em só uma extremidade 16A e 16B do corpo alongado 12, como mostrado na figura 6B. Em uma configuração, as juntas de forquilha 30 são rosqueadas na haste de compressão 10. Em uma configuração alternativa, as juntas de forquilha 30 são integrais com a haste de compressão 10.

[0054] Em uma configuração, como ilustrado na figura 5A, a haste de compressão 10 inclui a extremidade de haste 20A posicionada na extremidade axialmente oposta 16A e a junta de forquilha 30 posicionada na extremidade axialmente oposta 16B.

[0055] Em uma configuração, como mostrada nas figs. 5A-B e 9A-E, a característica iniciadora de flambagem 18 é uma depressão superficial estendendo-se axialmente tendo uma porção base substancialmente plana. Em uma configuração, a depressão superficial 18 se estende axialmente ao longo de 10% a 50% do comprimento do corpo alongado. A depressão superficial 18 é posicionada ao longo de uma porção da superfície externa geralmente cilíndrica 22A definida pelo arco J-J, como mostrado na figura 9A. A presente invenção não está limitada a este respeito, entretanto, uma vez que a depressão superficial pode ser posicionada ao longo de qualquer porção adequada da superfície geralmente cilíndrica 22Ά, por exemplo ao longo da porção de superfície externa geralmente cilíndrica definida pelo arco J'-J', como mostrado na figura 9E.

[0056] Em uma configuração, como mostrada nas figs. 6A-B e 10A-E, a característica iniciadora de flambagem 18 é uma depressão superficial estendendo-se axialmente tendo uma porção base substancialmente côncava. Em uma configuração, a depressão superficial 18 estende-se axialmente ao longo de 10% a 50% do comprimento do corpo alongado. A depressão superficial 18 é posicionada ao longo de uma porção da superfície externa geralmente cilíndrica 22A definida pelo arco K-K. A presente invenção não está limitada a este respeito, entretanto, uma vez gue a depressão superficial pode ser posicionada ao longo de qualquer porção adequada da superfície externa geralmente cilíndrica 22A, por exemplo ao longo da porção de superfície externa geralmente cilíndrica definida pelo arco K'-K', como mostrado na figura 10E.

[0057] Em uma configuração, como mostrada nas figs. 7A-B e HA-E, a característica iniciadora de flambagem 18 é uma depressão superficial estendendo-se transversalmente tendo uma porção base substancialmente côncava. Em uma configuração, a depressão superficial 18 estende-se transversalmente ao longo do comprimento do corpo alongado. A depressão superficial 18 é posicionada ao longo de uma porção da superfície externa geralmente cilíndrica 22A definida pelo arco M-M. A presente invenção não está limitada a este respeito, entretanto, uma vez que a depressão superficial pode ser posicionada ao longo de qualquer porção adequada da superfície externa geralmente cilíndrica 22A, por exemplo ao longo da porção de superfície externa geralmente cilíndrica definida pelo arco Μ'-M', como mostrado na figura 11E.

[0058] Em uma configuração, como mostrada nas figs. 8A-B e 12A-E, a característica iniciadora de flambagem 18 é uma depressão superficial estendendo-se parcialmente circunferencialmente tendo uma porção base substancialmente côncava. Em uma configuração, a depressão superficial 18 estende-se axialmente ao longo do comprimento do corpo alongado. A depressão superficial 18 é posicionada ao longo de uma porção da superfície externa geralmente cilíndrica 22A definida pelo arco N-N. A presente invenção não está limitada a este respeito, entretanto, uma vez que a depressão superficial pode ser posicionada ao longo de qualquer porção adequada da superfície externa geralmente cilíndrica 22A, por exemplo ao longo da porção de superfície externa geralmente cilíndrica definida pelo arco Ν'-Ν' , como mostrado na figura 11E. Em uma configuração, como mostrada nas figs. 12A-12E, a depressão superficial 18 estende-se aproximadamente 180 graus ao redor da superfície externa geralmente cilíndrica 22A. A presente invenção não está limitada a este respeito, entretanto, uma vez que a depressão superficial 18 pode se estender ao redor da superfície externa geralmente cilíndrica 22A em qualquer ângulo adequado sem se desviar dos aspectos mais amplos da presente invenção.

[0059] Com referência à figura 13, uma configuração de um gráfico de deslocamento em polegadas em relação à força em libras para uma haste de compressão típica incluindo extremidades de haste com mancais friccionais à qual uma força compressiva orientada axialmente é aplicada é mostrada. Um eixo geométrico-x XI mostra uma força aplicada à haste de compressão típica. Um eixo geométrico-y Y1 mostra um deslocamento da haste de compressão típica. Em uma configuração, a haste de compressão típica tem uma razão de esbeltez entre 90 e 100. A carga na qual a haste de compressão ideal com extremidades sem fricção foi prevista a falhar P é aproximadamente 1800 lbf. A carga de falha F que uma haste de compressão sem a característica iniciadora de flambagem 18 e com mancais friccionais variou de 1800 lbf a 4400 lbf.

[0060] Com referência à figura 14, uma configuração de um gráfico de deslocamento em polegadas em relação à força em libras da haste de compressão da presente invenção 10 à qual uma força compressiva orientada axialmente é aplicada é mostrada. Um eixo geométrico-x XI mostra uma força aplicada à haste de compressão da presente invenção 10. Um eixo geométrico-y Y1 mostra um deslocamento da haste de compressão da presente invenção. Em uma configuração, a haste de compressão da presente invenção 10 tem uma razão de esbeltez base de referência entre 90 e 100. A carga de falha P que a haste de compressão da presente invenção, com extremidades sem fricção, 10 foi prevista a falhar é aproximadamente 1500 lbf. A carga que a haste de compressão da presente invenção falhou F foi consistente dentro de 5% da carga de falha prevista P. Em uma configuração, a característica iniciadora de flambagem 18 da haste de compressão da presente invenção 10 inclui uma depressão superficial tendo uma porção base estendendo-se axialmente substancialmente plana e uma profundidade de 0,05 polegada.

[0061] Embora em uma configuração a característica iniciadora de flambagem 18 inclua uma depressão superficial tendo uma porção base estendendo-se axialmente, substancialmente plana, e uma profundidade de 0,05 polegada, a presente invenção não está limitada a este respeito, uma vez que qualquer profundidade adequada da depressão superficial e qualquer configuração adequada de depressão superficial podem ser usadas.

[0062] Embora a presente invenção tenha sido divulgada e descrita com referência a certas configurações da mesma, deve ser notado que outras variações e modificações podem ser feitas, e é intencionado que as reivindicações seguintes cubram as variações e modificações dentro do verdadeiro escopo da invenção.

Claims

1 . Haste de compressão, tendo uma característica iniciadora de flambagem, caracterizada pelo fato de compreender: um corpo alongado; o corpo alongado tendo uma primeira área de seção transversal ao longo de um primeiro comprimento do mesmo e uma segunda área de seção transversal ao longo de um segundo comprimento do mesmo; e a característica iniciadora de flambagem compreendendo a segunda área de seção transversal, a segunda área de seção transversal sendo configurada para causar flambagem pré-determinada ao longo do corpo alongado mediante a aplicação de uma força compressiva orientada axialmente pré-determinada.

2. Haste de compressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a característica iniciadora de flambagem ser posicionada assimetricamente sobre o corpo alongado.

3. Haste de compressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a característica iniciadora de flambagem ser configurada para causar a flambagem antes da compressão axial plástica do corpo alongado.

4. Haste de compressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a segunda área de seção transversal ser configurada para causar a flambagem em uma direção transversal a um eixo geométrico longitudinal da haste de compressão.

5. Haste de compressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a segunda área de seção transversal causar uma excentricidade entre: um primeiro eixo geométrico orientado axialmente ao longo do qual a força orientada axialmente pré-determinada é aplicada, e um segundo eixo geométrico axialmente orientado definido por um centróide da segunda área de seção transversal.

6. Haste de compressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o corpo alongado ser oco.

7. Haste de compressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o corpo alongado ser sólido.

8. Haste de compressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a característica iniciadora de flambagem ser posicionada substancialmente equidistante das extremidades axiais do corpo alongado.

9. Haste de compressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de incluir pelo menos uma extremidade de haste posicionada em uma extremidade axial do corpo alongado.

10. Haste de compressão, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de pelo menos uma de a pelo menos uma extremidade de haste ser rosqueada em uma extremidade axial do corpo alongado.

11. Haste de compressão, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de pelo menos uma de a pelo menos uma extremidade de haste ser integral com uma extremidade axial do corpo alongado.

12. Haste de compressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de incluir pelo menos uma junta de forquilha posicionada em uma extremidade axial do corpo alongado.

13. Haste de compressão, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de a junta de forquilha ser rosqueada em uma extremidade axial do corpo alongado.

14. Haste de compressão, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de a junta de forquilha ser integral com uma extremidade axial do corpo alongado.

15. Haste de compressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de incluir uma extremidade de haste posicionada em uma extremidade axial do corpo alongado da junta de forquilha posicionada em uma extremidade oposta do corpo alongado.

16. Haste de compressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a característica iniciadora de flambagem compreender uma depressão superficial estendendo-se axialmente tendo uma porção base substancialmente plana.

17. Haste de compressão, de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de a depressão superficial estender-se axialmente ao longo de 10% a 50% de um comprimento do corpo alongado.

18. Haste de compressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a característica iniciadora de flambagem compreender uma depressão superficial estendendo-se axialmente tendo uma porção base côncava.

19. Haste de compressão, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de a depressão superficial estender-se axialmente ao longo de 10% a 50% por cento de um comprimento do corpo alongado.

20. Haste de compressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a característica iniciadora de flambagem compreender uma depressão superficial estendendo-se transversalmente tendo uma porção base côncava.

21. Haste de compressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a característica iniciadora de flambagem compreender uma depressão superficial estendendo-se circunferencialmente tendo uma porção base côncava.

22. Haste de compressão, de acordo com a reivindicação 21, caracterizada pelo fato de a depressão superficial estender-se cerca de 180 graus ao redor do corpo alongado.

23. Haste de compressão, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de a primeira área de seção transversal definir um primeiro diâmetro externo e a excentricidade ser cerca de 3,2 a 4,8% do diâmetro externo.