CN102616365B - 整体开口的增强结构 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种增强结构，其包括加强件(14.1、14.2、14.3)和结点(12)，其中不同方向的三个加强件(14.1、14.2、14.3)在所述结点处相交，加强件(14.1、14.2、14.3)的表面设置在与同一平面垂直的各平面中，所述增强结构包括至少一个开口(26)，其特征在于，用一些周边加强件(40)形成的六边形带状件围绕所述开口(26)。

Description

整体开口的增强结构
技术领域
本发明涉及整体开口的增强结构。
背景技术
飞行器包括大量增强结构。
因此，人们知道增强结构包括沿第一方向例如飞行器的纵向定向的第一组加强件，以及沿与第一方向垂直的第二方向定向的第二组加强件。在这种情况下，由加强件限定的区域也叫做正方形或长方形的网袋或网格。
也已经知道的是，增强结构包括沿60°的方向定向的三组增强结构。这些结构具有各向同性的特性，这就为它们提供了所想要的机械特性。所以，法国专利申请FR2009/0056286提出一种用于这类结构的分析方法来确定尺寸的方法。
根据图1所示的第一实施方式，增强结构10包括一些结点12，不同方向的三个加强件14.1、14.2、14.3在这些结点处相交。这三个加强件最好沿彼此间形成60°角的三个方向定向。在这种情况下，所有的网格为等腰三角形。这种结构也称作“等网格”(Isogrid)。
根据另一个实施方式，该结构包括一些结点，在结点处只有不同方向的两个加强件相交。在这种情况下，该结构包括一些三角形网格，其他的为六边形网格。这种结构被称为“不等网格”(Anisogrid)。
“等网格”式的结构提供的机械特性特别是屈曲方面的性能更好，“不等网格”式结构的六边形网格的稳定性不是很好，有可能降低该结构的屈曲强度。
将称作“等网格”或“不等网格”的金属结构用于飞行器制造中。
本发明尤其是涉及“等网格”式的增强结构。
根据一种应用，可以将增强结构与面板块结合。在这种情况下，增强结构固定到面板块的一个表面上。
根据另一种应用，增强结构可以单独使用。在这种情况下，没有用面板块来封住各加强件之间的间隙。
在有些情况下，应当用一个与加强件的平面基本平行的管道通过这些增强结构。当该管道的直径小于网格而且该管道不应当与增强结构相连时，这样没有任何问题。同样，当与增强结构结合的面板块有一个直径小于网格的开口时，这样也没有任何问题。
当管道(或开口)的截面大于网格时和/或当该管道应当与该结构相连时，这就成了问题。
如图2A所示，当在增强结构10中开设一个长方形开口16时，该增强结构包括一个与该增强结构的加强件相连的长方形周边加强件18。开口和周边加强件的这些形状并不适合于增强结构，因为这些形状严重影响其机械特性。
如图2B所示，当管道穿过增强结构10或与该增强结构相连时，配置一个与增强结构的加强件相连并且包括一个开口22的周边加强件或周边圆环20。这种方案与图2A的方案相比，可以获得很好的整体化效果。
本发明旨在改进这种整体化，限制“等网格”式的增强结构中开口的影响。
发明内容
为此，本发明的目的是一种增强结构，该结构包括加强件和结点，三个不同方向的加强件在结点处相交，加强件的表面设置在与同一平面垂直的各个平面中，所述增强结构包括至少一个开口，其特征在于由周边加强件形成的六边形带状件围绕所述开口。
附图说明
下面通过结合附图对仅作为例子的说明书的描述将会更清楚地理解本发明的其他特征和优点，其中：
图1是“等网格”式的增强结构的透视图；
图2A是现有技术的具有开口的“等网格”式的增强结构正视图；
图2B是现有技术的具有管道固定环的“等网格”式的增强结构正视图；
图3A是根据本发明第一实施方式的具有管道固定环的“等网格”式的增强结构正视图；
图3B是连接有一个管道的图3A的增强结构的剖视图；
图4是根据本发明另一变型的具有管道固定环的“等网格”式的增强结构正视图；
图5是根据本发明第一变型的具有开口的“等网格”式的增强结构正视图；和
图6是根据本发明另一变型的具有开口的“等网格”式的增强结构正视图。
具体实施方式
如图1所示，增强结构10包括结点12，不同方向的三个加强件14.1、14.2、14.3在这些结点处相交。有利地，这三个加强件沿彼此间形成60°角的三个方向定向。在这种情况下，所有网格均为等腰三角形。这种结构也称作“等网格”(Isogrid)。
加强件14.1、14.2、14.3是截面为长方形的元件，其宽度明显小于长度。加强件14.1、14.2、14.3的侧面设置在两个平行的平面中，这些加强件的表面设置在与相同平面垂直的各平面中。对于下面的描述，用加强件是指截面基本为长方形的元件，其宽度明显小于长度。
根据所述变型，这种加强结构可以与或不与面板块24结合，该面板块固定在加强件14.1、14.2、14.3的侧面上。
该加强结构可以是金属的，也可以用任何其他材料例如复合材料制成。
因为这种加强结构是本领域技术人员公知的，所以不再详述。
根据图3A、3B、4-6所示的变型，增强结构10包括至少一个开口26。
根据图3A、3B和4所示的变型，增强结构10包括一个壁28，圆形开口26开设在该壁中，该壁包括将至少一个通向开口26处的管道34固定的装置32。
通常，将该壁28设置在一个与加强件垂直的平面中。调整尺寸，特别是厚度，以便保证管道34和增强结构10之间的力传输。
根据图3B所示的实施方式，管道34的端部包括一个其前表面紧贴壁28的表面中的一个表面的凸缘36。
根据一种应用，可以将壁28插在两个端对端放置的管道之间，开口26确保两个管道内部之间的连续性。根据图3B所示的另一应用，只有一个管道的端部紧贴壁28的表面中的一个表面。
根据一个实施方式，固定装置32可以是螺栓形式或铆钉形式，它们分别经开设在壁上的孔38和开设在一个或多个凸缘36上的孔38’穿过壁28和一个或多个管道的一个或多个凸缘36。连接装置32设置在开口26和周边加强件40形成的六边形带状件之间。
固定装置、管道均不再作详细描述，因为它们可以采用很多形式。
根据本发明，壁28的周边形状为六边形，该壁的周边有一些周边加强件40，六边形的每一条边一个加强件，两两相连。
优选地，周边加强件40的截面与增强结构10的加强件14.1、14.2、14.3的相同。最好沿增强结构10的加强件14.1、14.2、14.3的三个方向设置周边加强件。
根据图3A所示的第一变型，该变型适合于比值d/a大于或等于1(d是开口26的直径，a是两个结点12之间的网格尺寸或加强件14.1、14.2、14.3的长度)，而周边加强件40不同于增强结构10的加强件14.1、14.2、14.的情形。在这种情况下，利用辅助加强件44将周边加强件40的各个连接点42与相邻的结点12连接。有利地，辅助加强件44的截面与增强结构10的加强件14.1、14.2、14.3的相同。
根据该变型，各个周边加强件优选有相同的长度。
根据开口26的位置，辅助加强件44可以与增强结构10的加强件14.1、14.2、14.3对齐，也可以不对齐。
根据图4所示的另一变型，该变型适合于比值d/a小于1，而至少某些周边加强件是增强结构10的加强件14.1、14.2、14.3的情形。
如图4所示，四个周边加强件是设置在开口26两边的结点12处的两两相连的结构加强件的一部分，利用两个与增强结构10的加强件14.1、14.2、14.3不同的专用周边加强件40将各对加强件部分相连。这两个加强件40相互平行，优选相对于连接结点12的轴线46对称设置，增强结构10的用作周边加强件的加强件14.1、14.2、14.3在结点处相交。
在这种情况下，周边加强件40不一定形成等腰六边形。
根据图5和6所示的另一变型，开口26可以让没有连接到增强结构的管道通过，或是可以使两个被结合到增强结构上的面板块24分隔开的区域连通。
根据这些变型，由形成六边形的周边加强件40限定开口26。
根据图6所示的另一变型，该变型适合于比值d/a小于1，至少某些周边加强件是增强结构10的加强件14.1、14.2、14.3的情形。
如图5所示，四个周边加强件是设置在开口26两边的结点12处的两两相连的结构加强件的一部分，利用两个与增强结构10的加强件14.1、14.2、14.3不同的专用周边加强件40将各对加强件部分相连。这两个加强件40相互平行，优选相对于连接结点12的轴线46对称设置，增强结构10的用作周边加强件的加强件14.1、14.2、14.3在结点处相交。
在这种情况下，周边加强件40不一定形成等腰六边形。
根据图6所示的一个变型，该变型适合于比值d/a大于或等于1(d是开口26的直径，a是两个结点12之间的网格尺寸或加强件14.1、14.2、14.3的长度)，周边加强件40不同于增强结构10的加强件14.1、14.2、14.3的情形。在这种情况下，利用辅助加强件44将周边加强件40的各个连接点42与相邻的结点12连接。辅助加强件44的截面优选与周边加强件40的相同。
根据该变型，各个周边加强件优选有相同的长度。
根据开口26的位置，辅助加强件44可以与增强结构10的加强件14.1、14.2、14.3对齐，也可以不对齐。
根据所有的变型，开口26由形成限定该开口26的六边形带状件的周边加强件40所环绕，这如图5和6所示，或者该带状件是对其内开设有开口26的壁28加强，这如图3B和4所示。辅助加强件44的存在和它们绕开口26的配置随比值d/a和/或周边加强件40相对于增强结构10的其他加强件14.1、14.2、14.3的位置而变化。

Claims (8)

1.一种增强结构，其包括主加强件(14.1、14.2、14.3)、面板块(24)和结点(12)，所述面板块(24)固定在所述主加强件(14.1、14.2、14.3)的侧面上，其中不同方向的三个主加强件(14.1、14.2、14.3)在所述结点处相交，所述主加强件(14.1、14.2、14.3)的表面设置在与所述面板块(24)的同一平面垂直的各平面中，所述增强结构包括至少一个开口(26)，其特征在于，周边加强件(40)位于所述面板块(24)上，每个所述周边加强件(40)都和与其相邻的所述主加强件(14.1、14.2、14.3)之一方向相同，所述开口(26)被由所述周边加强件(40)形成的六边形带状件所围绕。
2.根据权利要求1所述的增强结构，其特征在于，还包括辅助加强件(44)，每个所述辅助加强件(44)都包括长度边和远端边，所述周边加强件(40)是不同于所述增强结构的所述主加强件(14.1、14.2、14.3)，所述周边加强件(40)固定在所述辅助加强件(44)的远端边上，两个周边加强件(40)的每个连接点(42)通过辅助加强件(44)与相邻的结点(12)相连。
3.根据权利要求2所述的增强结构，其特征在于，所述周边加强件(40)具有相同的长度。
4.根据权利要求2或3所述的增强结构，其特征在于，所述辅助加强件(44)具有与所述周边加强件(40)相同的截面。
5.根据权利要求4所述的增强结构，其特征在于，所述辅助加强件(44)与所述增强结构的所述主加强件(14.1、14.2、14.3)对齐。
6.根据权利要求1所述的增强结构，其特征在于，所述六边形带状件的所述周边加强件具有与所述增强结构(10)的所述主加强件(14.1、14.2、14.3)相同的截面。
7.根据权利要求1所述的增强结构，其特征在于，该结构包括一个壁(28)，在该壁中开设有通过六边形带状件加强的开口(26)。
8.根据权利要求7所述的增强结构，其特征在于，在所述开口(26)和由所述周边加强件(40)形成的六边形带状件之间设置有连接装置(32)。
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