CN108224071B - 增材制造的加固结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种增材制造的加固结构。格栅加强结构包括:壁,所述壁在相对于平面横向的方向上延伸;以及长形肋,所述长形肋沿着所述肋的长形尺寸连接到所述壁,使得所述长形肋沿着所述壁延伸并且与在垂直于所述平面的方向上延伸的轴线形成一角度。所述长形肋限定自由侧壁,所述自由侧壁从定位在所述长形肋的第一侧面上的所述壁延伸并且在围绕所述长形肋且横向于所述长形尺寸的方向上延伸到定位在所述长形肋的第二侧面上的所述壁。所述壁和所述长形肋由横向于所述轴线的方向上延伸的多个材料层构成。

Description

增材制造的加固结构
技术领域
本公开涉及为结构提供刚性,更具体地,为由增材制造进行制造的结构提供刚性以抵抗来自压缩负载的屈曲以及/或者抵抗内部压力负载下的环向应力。
背景技术
格栅加强结构在抵抗来自压缩负载的屈曲和/或抵抗内部压力负载下的环向应力方面提供了良好的刚性特性。格栅加强结构通常包括由横跨壁定位的加固构件(诸如肋、加强件或纵梁)的格栅格架支撑的腹板、壁或外壳(下文中被称为壁)。这些加强件或纵梁在壁上形成边界形状,以提供期望的结构加固。格栅加强结构的一个示例是等格栅结构。等格栅结构具有加固加强件,或者肋在壁上形成三角形边界形状。肋或加强件的三角形图案是有效的并且在节省材料和重量的同时保持刚性。等格栅结构非常像具有在任何方向上测量的同等性质的各向同性材料。
格栅加强结构的另一示例被称为正格栅结构,其包括由横跨壁延伸的肋或加固构件形成的矩形边界形状。正格栅结构是等格栅结构的变型,并且不是各向同性的但具有与横跨壁定位的加强件或肋的三角形边界成形图案不同的性质。正格栅结构不是各向同性的而是具有沿不同角度的不同性质,但是在某些应用中可以用来代替等格栅结构。其他格栅加强结构是可用的,其具有加强件或肋,形成横跨被加固的壁结构定位的其他边界成形配置。
利用减材制造,例如加工金属片材以去除材料并在壁上形成格栅加固结构是昂贵的制造方法。可以采用其他昂贵的制造技术,这将包括单独地且与壁结构分开地制造加强件或肋以及将单独的加固构件焊接到壁。诸如利用复合材料(包括昂贵工装)来使用额外的昂贵方法。
提供刚性、高强度和轻质构造的格栅加强结构制造昂贵并且受限于经历起飞、巡航和着陆的通用航空航天应用和经历发射、位置保持、入轨、下降和着陆的航天应用。利用格栅加强结构,在具有刚度、高强度和轻质特性连同为结构的外侧提供密封壁的情况下,这些结构可用于具有这样的物品的应用,作为火箭的加压推进剂罐并且优于单壳式构造。
结果,主要关注格栅加强结构的构造,其提供结构所需的刚度、高强度和轻质特性以抵抗来自压缩负载的屈曲且抵抗环向应力压力负载,成本低于当前制造这些格栅加强结构时引起的成本。通常,如提到的,使用铣削片材金属的减材制造方式,形成多个部分或以其他方式锤击并焊接以制造格栅加强结构。已使用复合构造,但包括昂贵的工装,如前所述。需要借助增材制造(“AM”)(或另外被称为三维打印)来实现针对这些加强的格栅结构便宜的制造过程,以避免昂贵的铣削、焊接和/或加工。
然而,特别是,相对于为了相对于竖直轴线而形成结构所施加的材料的悬突,利用结构的三维打印制造来使用AM存在限制。例如,在结构本身将具有竖直或直立节段(诸如具有火箭的更细长的加压推进剂容器)的情况下,将相对于壁形成方形或矩形边界形状的肋或加强件可以不是AM制造的。如果肋结构是可接近的,则将需要使用昂贵的可去除支撑结构(即破坏工具)来构造肋。
根据需要,如果实际或甚至可能连同采用昂贵的倾斜台组件,则安装支撑结构以及拆卸支撑结构将需要额外的制造费用,例如,加压的推进剂容器。需要利用常规的AM打印方法以能够在竖直方向上制造格栅加强结构来构造例如加压容器或其部分。容器将抵抗前述屈曲压缩力和环向应力压力,无需采用与这样的三维打印关联的昂贵步骤,或者另外避免使用打印扁平片材以及滚动片材。
发明内容
一个示例包括一种格栅加强结构,该格栅加强结构包括:壁,所述壁在相对于平面横向的方向上延伸;以及长形肋,所述长形肋沿着所述肋的长形尺寸连接到所述壁,使得所述长形肋沿着所述壁延伸并且与在垂直于所述平面的方向上延伸的轴线形成一角度。所述长形肋限定自由侧壁,所述自由侧壁从定位在所述长形肋的第一侧上的所述壁延伸并且在围绕所述长形肋且横向于所述长形尺寸的方向上延伸到定位在所述长形肋的第二侧上的所述壁。所述壁和所述长形肋由在横向于所述轴线的方向上延伸的多个材料层构成。
另一示例包括一种具有格栅加强结构的容器,该格栅加强结构包括:壁,所述壁限定柱形形状;第一弯曲壁,所述第一弯曲壁固定到所述壁的第一端;以及第二弯曲壁,所述第二弯曲壁固定到所述壁的第二端。所述第一弯曲壁限定使流体进入所述容器的第一开口,并且所述第二弯曲壁限定使流体离开所述容器的第二开口。多个长形肋,其中每个长形肋均沿着所述多个长形肋的每个的长度尺寸连接到所述壁。所述多个长形肋包括各由四个长形肋构成的多个组,其中每个组在所述四个长形肋内均形成沿着所述壁的平行四边形边界,并且所述壁和所述长形肋由横向于所述壁的长度方向的方向上延伸的多个材料层构成。多个第一过渡加强件构件均包括被连接及定位成沿着所述壁的第一端部延伸的第一壁构件,其中每个第一加强件构件均在沿着所述壁的所述第一端部的所述第一壁构件内形成泪滴形状边界。多个第二过渡加强件构件均包括被连接及定位成沿着所述壁的第二端部延伸的第二壁构件,其中每个第二过渡加强件构件均在沿着所述壁的所述第二端部的所述第二壁构件内形成泪滴形状边界。多个第一加强件构件被连接及定位成沿着所述第一弯曲壁延伸,其中所述多个第一加强件构件中的至少一个包括连接到所述第一弯曲壁的至少一个第一壁构件,其与所述第一弯曲壁形成边界形状。多个第二加强件构件被连接及定位成沿着所述第二弯曲壁且围绕所述第二开口延伸,其中所述多个第二加强件构件中的至少一个包括连接到所述第二弯曲壁的至少一个第二壁构件,其与所述第二弯曲壁形成边界形状。
已讨论的特征、功能和优点可以在各个实施方式中独立地实现或者可与其他实施方式组合,其进一步细节可以参考以下描述和附图看到。
附图说明
图1是由三维打印机构造的具有格栅加强构造的容器的立体横截面视图;
图2是在如图1中看到的容器的壁的柱形部分上形成平行四边形边界形状的格栅加强结构的放大平面图;
图3是沿着图2中示出的格栅加强结构的长形肋的线3-3截取的横截面视图;
图4是用三维打印构造的如图2所示的格栅加强结构的局部示意图;
图5是图2的格栅加强结构的平面图,分形壁配置定位在格栅加强结构的平行四边形边界形状内;
图6是沿着图5的线6-6截取的横截面视图;
图7是如图2所示且定位在如图1中看到的容器的壁的柱形部分上的格栅加强结构的第一实施方式的横截面视图;
图8是如图2中看到的格栅加强构造的第一示例的立体图;
图9是如图8中看到的格栅加强构造的第二示例的立体图;
图10是第二壁的局部剖开视图,第二壁定位成将格栅加强件夹在外壁与第二壁之间,用外壁、第二壁和格栅加强件形成凹穴;
图11是定位在如图1中看到的容器的弯曲部分上的格栅加强构造的立体图,分形壁配置定位在格栅加强结构的边界形状内;
图12是如看到的沿着图11的线12-12截取的横截面视图;
图13是沿着如图1中看到的容器的柱形部分的对置端部定位的格栅加强构造的立体图,分形壁配置定位在格栅加强结构的泪滴边界形状内;
图14是如看到的沿着图13的线14-14截取的横截面视图;
图15是沿着图1的弯曲壁定位的格栅加强构造的第一示例的立体图;
图16是沿着图15的弯曲壁定位的格栅加强构造的第二示例的立体图;
图17是沿着如图1中看到的容器的柱形部分的对置端部定位的格栅加强构造的第一示例的立体图;
图18是图17的格栅加强构造的第二示例的立体图;以及
图19是图1的容器的包括源自容器的流体出口的那部分的部分立体横截面视图。
具体实施方式
参照图1,示出了格栅加强结构10的示例,格栅加强结构10具有加强件或肋的不同配置或者被称为沿着该结构定位并且制造成加压燃料推进剂容器12的形式的Juglan类型肋(“JRG”)。格栅加强结构10为容器12提供相对于压缩负载的屈曲抗性以及对于压力负载的环向应力抗性。如该示例中可以看到的,格栅加强结构10利用沿着将在本文中更详细讨论的壁固定和定位的加固构件或加强件或肋的封闭边界形状的三种不同配置。
在该示例中,图1示出了多个长形肋13或被称为加固构件或JRG。四个长形肋13形成平行四边形边界形状14,其在格栅加强结构10的其他示例中可以包括菱形或钻石形形状。平行四边形边界形状14定位在沿着壁或外侧壁18的柱形形状16连接和定位的四个长形肋13内。三个边界形状的第二配置借助沿着第一弯曲壁22连接和定位的多个第一加强件构件20(或者被称为加固构件或JRG)形成,其中在该示例中,三个第一加强件构件20在三个第一加强件构件20内形成等边三角形边界形状23。在该示例中,第一加强件构件20和第一弯曲壁22形成等格栅构造。在该示例中,三个边界形状的第二配置还包括采用沿着第二弯曲壁26连接和定位的多个第二加强件构件24(或者被称为加固构件或JRG),其中三个第二加强件构件24在三个第二加强件构件24内形成等边三角形边界形状27。在该示例中,第二加强件构件24和第二弯曲壁26还形成等格栅构造。
边界形状的第三配置借助沿着壁18的柱形形状16的第一端部30连接、固定和定位的多个第一过渡加强件构件28(或者被称为加固构件或JRG)形成。每个第一过渡加强件构件28均在每个第一过渡加强件构件28内形成泪滴形状边界32。另外在该示例中,三个边界形状的第三配置包括采用沿着壁18的柱形形状16的第二端部36连接和定位的多个第二过渡加强件构件34(或者被称为加固构件或JRG)。每个第二过渡加强件构件34均在每个第二过渡加强件构件34内形成泪滴形状边界38。
将在本文中更详细地讨论上述各种格栅加固构造配置。容器12的该格栅加强结构10提供有益的强度和轻质构造以及对于压缩负载的屈曲抗性和对环向应力压力负载的抗性。边界形状的配置可以诸如相对于容器12的构造定位在壁18的任一侧,将格栅加强结构10的边界形状定位在容器12的内侧或外侧。容器12的格栅加强结构10的配置(其示例在图1中示出),允许作为单个零件结构来增材制造容器12,从而显著降低生产成本。替代地,容器12的格栅加强结构10的包括第一弯曲壁22和第二弯曲壁26连同壁18的三个部分可以单独地打印和焊接到壁18,也显著降低了成本。在更球形容器12的情形下,第一弯曲壁22和第二弯曲壁26也可以借助可去除的支撑件作为单个零件打印或者焊接在一起。
可以选择性地采用已知的增材制造技术,诸如直接能量沉积(DEP)、电子束熔化(EMB)、粉末定向能量沉积(PDED)、激光工程净形状(LENS)、激光金属沉积-粉末(LMD-p)、激光金属沉积线(LMD-w)和电子束增材制造(EBAM),连同各种期望的金属材料,诸如锂铝、包括Ti-6A1-4V的任何等级的钛合金、任何铜合金、可以用于制造格栅加强结构10和容器12的任何铬镍铁合金,等。因为该三维打印技术通常相对于竖直方向限于多达五十三度(53°)的打印材料悬突,而不需要支撑于打印结构,壁18的柱形形状16上的平行四边形边界形状14可以构造成不需要超过五十三度(53°)的悬突。结果,由长形肋13形成的平行四边形边界形状14允许制造者使用增材制造来制造壁18的柱形形状16,与之连接的长形肋13制造格栅加强结构10。该平行四边形配置便于制造者利用连续三维打印技术组装诸如容器12之类的物品作为单个零件结构,与减材制造或复合制造方法相比显著地削减容器12的制造成本。
类似地,在该示例中,如图1所示,形成泪滴形状边界32的第一过渡加强件构件28选择成定位在壁18的柱形形状16的第一端部30处。第二过渡加强件构件34的泪滴形状边界38选择成定位在壁18的柱形形状16的第二端部36处。该泪滴/雨滴边界形状加固配置提供沿着第一端部30和第二端部36所需的强度以及轻质构造。另外,泪滴形状边界32、38配置还便于制造者利用连续三维打印来制造壁18的柱形形状16以及整个容器12作为单个零件,显著地降低容器12的制造成本。该单个三维打印构造允许容器12以比其他制造方法(诸如减材复合制造方法)显著更低的成本构造。替代地,以优于其他制造方法显著降低的成本,容器12也可以制造成三个单独的零件。这将包括由分别将用第一加强件构件20和第二加强件构件24单独地制造的第一弯曲壁22和第二弯曲壁26单独地三维打印具有长形肋13以及第一过渡加强件构件28和第二过渡加强件构件34的壁18的柱形形状16。具有第一加强件构件20和第二加强件构件24的第一弯曲壁22和第二弯曲壁26分别将以常规或线性摩擦的方式焊接至具有长形肋13以及第一过渡加强件构件28和第二过渡加强件构件34的壁18的柱形形状16,从而形成容器12。
在该示例中,第一弯曲壁22和第二弯曲壁26可以呈现一配置,诸如平方根拱顶(square root dome)、半球或其他弯曲配置。平方根拱顶是小型拱顶构造,其中长轴与短轴之比大于2的平方根并且可能最大化罐或容器的容积达到给定长度或针对给定推进剂容积具有更短的整体交通工具长度。还可以最小化将罐或容器结合在一起的级间段的长度,由此有助于降低整体的车辆重量。
第二弯曲壁26提供与多个第二加强件构件24一起的轮廓,使得从打印伸出的任何悬突将不超过五十三度(53°)。如图1中看到的,上述第二加强件构件24的示例包括第二加强件构件24,从而形成等边三角形边界形状27。第二加强件构件24的几何形状可以包括与第二弯曲壁26关联的各种加强件构件配置之一,包括例如等格栅、正格栅、泪滴、平行四边形等。根据需要,可以采用倾斜台技术,以连续地打印第二弯曲壁26并且连同第二加强件构件24作为单个零件。该布置为制造者提供了一种选择,即连同长形肋13继续打印壁18的柱形形状16,形成平行四边形边界形状14作为单个零件构造。
在制造者打印容器12并且完成壁18的柱形形状16的第一端部30且完成容器12的此部分的壁18的柱形形状16时,制造者可以施加破坏加工用第一加强件构件20继续打印第一弯曲壁22。破坏加工将在打印第一弯曲壁22和第一加强件构件20时提供对打印结构的支撑。
参照图2至图4,格栅加强结构10示出为具有壁18和平行四边形边界形状14,其形成有沿着图1的壁18定位并定位于壁18上的长形肋13。格栅加强结构10具有壁18,如图2中看到的,壁18在相对于以x轴和y轴确定的平面P横向(并且在该示例中为垂直)的方向上延伸。x轴和y轴可以垂直于彼此定位并且可以定位在各种位置之一。在该示例中,x轴和y轴位于水平平面中。长形肋13沿着长形肋13的长形尺寸D连接到壁18,使得长形肋13沿着壁18延伸并且与在垂直于平面D的方向且在该示例中在竖直方向上延伸的轴线(在该示例中,为z轴)形成角度“a”。在该示例中,角度“a”不超过五十三度(53°)。
如图3中看到的,长形肋13限定自由侧壁40,自由侧壁40从定位在长形肋13的第一侧面42上的壁18延伸并且在围绕长形肋13且横向于长形尺寸D的方向T上延伸到定位在长形肋13的第二侧面44上的壁18。采用三维打印机46,如图4中看到的,壁18和长形肋13由在横向于或者在该示例中垂直于z轴的方向L上延伸的多个材料层48构成。能用肉眼或CT扫描仪在成品上检测到多个材料层48。在格栅加强结构10利用三维打印机46构造的情况下,用于构造多个材料层48的三维打印设备和材料提供了相对于竖直取向(诸如z轴)构造的角度限制。结果,长形肋13沿着壁18以包括相对于z轴的角度“a”(如上所述,可以包括多达五十三度(53°))的角度关系延伸。
图2至图4中示出且前面描述的示例格栅加强结构10包括四个长形肋13,其中四个长形肋13形成平行四边形边界形状14。为了向格栅加强结构10提供额外的强度,在打印过程中向定位在平行四边形边界形状14内的壁18提供额外的打印材料。参照图5和图6,定位在四个长形肋13内的壁18包括从四个长形肋13延伸的表面50。表面50的第一部分52在横向于四个长形肋13的方向上延伸。表面50的第二部分54在横向于表面50的第一部分52的方向上延伸。表面50的第二部分54限定第二平行四边形边界形状56,第二平行四边形边界形状56的尺寸小于由四个长形肋13形成的平行四边形边界形状14。表面50的第三部分58在横向方向上从表面50的第二部分54延伸。壁18的与表面50的第一部分52关联的厚度尺寸T1大于壁18的与表面50的第三部分58关联的厚度尺寸T2。该分形壁布置可以选择性地构造成构建例如用于容器12的壁18的柱形形状16,以将额外的强度策略地定位到容器12的壁18的需要地点。除了同心定位的平行四边形边界形状14和第二平行四边形边界形状56,一个或多个额外的平行四边形形状可以构造成与之同心地定位。可以采用分形壁构造的其他取向,其中代替定位在平行四边形边界形状14内的边界形状的同心布置,例如可以实施较小的平行四边形形状构造,从而将这样的边界形状以并排的关系都定位在四个长形肋13的边界形状内。
参照图1,壁18形成柱形形状16并且包括多个长形肋13,多个长形肋13又包括多个组S的长形肋13,每组具有四个长形肋13。在该示例中,每个组S均在每组S的四个长形肋13的内部形成平行四边形边界形状14。在一个实施方式中,如图7中看到的,多个组S中的第一组S1的第一长形肋13'远离壁18延伸的距离d1大于第二长形肋13”远离多个组S的第二组S2的壁18延伸的距离d。提供长形肋远离壁18延伸的选择性延伸距离使得长形肋执行为沿着壁18定位的挡板,以减轻容器12内的流体内容物晃动,使得例如在飞行期间可在柱形形状16的壁18内从一侧向另一侧移动的液体推进剂(诸如液态氧或液态氢)将被更远离壁18延伸的肋抵抗,从而对抗移动的流体。延伸的肋将降低将趋于在容器12的一侧移动的流体量并且维持更居中地定位在容器12内的流体燃料的重量,从而减少流体的重量的偏移。容器12内的重量负载的偏移可以在车辆上施加力并且改变飞行器在飞行期间不期望的轨迹。长形肋13可以构造成根据需要而改变它们远离壁18而延伸的距离,以最小化对飞行器预期方向的影响。
参照图8,示出了格栅加强结构10的四个长形肋13的组S的第一示例。在该示例中,四个长形肋13的组S中的至少一个长形肋13限定孔或排出孔60,孔或排出孔60穿过至少一个长形肋13在横向于至少一个长形肋13的长度方向L的方向上从长形肋13的第一侧面42延伸到长形肋13的第二侧面44。基于认为位置适当的分析,排出孔或孔60可沿着长形肋13定位在期望位置。例如,孔60提供可被捕获在四个长形肋13的组S内的推进剂燃料流体,以能够从长形肋13的第一侧面42芯吸(wick)或以其他方式排出到长形肋13的第二侧面44而进入四个长形肋13的相邻组S。四个孔或排出孔60定位在四个长形肋13的组S内,组S的每个肋13内具有一个孔60。如图8所示,孔60还可以定位在两个长形肋13彼此邻接的地方。孔60定位成选择性地穿过长形肋13,以及定位在容器12的壁18的柱形形状16上的期望位置,为定位在四个长形肋13的组S内的推进剂燃料流体提供沿着壁18的柱形形状16的流动路径,以能够朝向将在下面更详细讨论的容器12的燃料出口移动。如图8中看到的,在该实施方式中,孔60定位成与壁18的柱形形状16齐平,以便于从四个长形肋13的组S内去除例如流体内容物。
参照图9,示出了格栅加强结构10的四个长形肋13的组S的第二示例。在该示例中,四个长形肋13的组S中的至少一个长形肋13的自由侧壁40限定槽62,槽62在沿着至少一个长形肋13的长度L的方向上延伸,使得槽62提供沿着至少一个长形肋13的槽62的流体连通或流动。在选择的示例中,槽62将定位在相邻组S中的长形肋13上,使得沿着长形肋13的顶部建立期望的流动路径,以允许推进剂燃料流体沿着槽62从容器12的壁18部分的柱形形状16朝向容器12的燃料出口流动,这将在下面更详细地讨论。
进一步参照图9,格栅加强结构10还可以包括由四个长形肋13的组S中的至少一个长形肋13限定的孔64,其中孔64在至少一个长形肋13的长度L内且沿着至少一个长形肋13的长度L延伸。孔64可以选择性地定位在长形肋13内且沿着长形肋13定位,以携带诸如温度传感器之类的物品。孔64还可以用于携带加热或冷却流体或气体,以便于容器12的内容物的再生冷却或加热。利用长形肋13提供增加的表面积且定位在容器12内,增加的表面积(诸如自由侧壁40)可以起作用,以提供与容器12的内容物的对流热交换器。例如,需要快速地冷却罐以装入低温推进剂,随后需要向内容物引入热量以将流体保持在航天器条件下。热量可还借助航空电子设备或被引导穿过容器12的孔64的其他废热引入。在例如将流体氧气或氢气保持在航天器条件下的情况下,它们可以在压力下节流以提供反应控制系统,促进主罐压力以供产生水电的燃料电池反应物使用并且提供呼吸氧气。
参照图10,格栅加强结构10进一步包括第二壁66,第二壁66连接到多个长形肋13的至少一部分,将多个长形肋13的所述至少一部分定位在壁18与第二壁66之间,从而形成由四个长形肋13的组S、壁18和第二壁66限定的凹穴P。凹穴P可以例如用于携带压力换能器电阻器装置68以提供相对于容器12的压力读数信息。凹穴P还可以用流体(诸如水或电容流体)选择性地填充。
在为选择性凹穴P填充水的情况下,例如,并且在容器12包含低温燃料的情况下,水将在凹穴P内冻结并且提供额外的加强并增强压缩负载和环向应力压力抗性。在具有壁18和第二壁66布置的一个示例中,第二壁66具有比壁18的厚度T4构造更薄的厚度T3构造,如图10中看到的,使得包含在凹穴P内的水的冻结和膨胀将导致在容器12的向内方向上将力施加在第二壁66上,从而提供额外的环向应力压力负载抗性。排出孔或孔60可以选择性地定位在选择性长形肋13内,为选择性凹穴P填充水。特别是,例如,在容器12作为用于操作火箭的推进剂燃料容器而操作的情况下,包含在凹穴P中的水还可以提供容器12的振动阻尼。
诸如硫酸与水或者诸如用于在凹穴P内产生锂离子电池或镍金属氢电池的其他流体之类的电容流体可以产生电压承载装置。该电压承载能力将有助于以下目的:消除另外分离的电池壳体(和/或与燃料罐结构分离的电池系统)的重量,和/或通过集中母线惯量(bus moment of inertia)来减少车辆旋转惯量,和/或通过将两个母线系统组合成一个来减少集成和组装时间,和/或通过增大蜂窝壁配置的传热系数来增加穿过罐的夹层/蜂窝壁的传热性能。类似地,应当理解,在选择性长形肋13内选择性地定位的排出孔或孔60可以为选择性凹穴P填充电容流体。
参照图1,第一弯曲壁22固定到壁18的柱形形状16的第一端部30,并且第二弯曲壁26固定到壁18的柱形形状16的第二端部36,从而形成容器12。如上所述,可以作为单个打印件或者甚至作为随后焊接在一起的两个或三个单独打印件来完成容器12的制造。第一弯曲壁22包括第一开口74,在该示例中,流体经由第一开口74进入容器12,或者其中例如引入加压惰性气体以在流体内容物从容器12排出时维持内部压力。第二弯曲壁26包括第二开口76,在该示例中,流体经由第二开口76离开容器12。替代地,第二开口76可以既用于填充容器12又用于排放容器12。
参照图1,第一弯曲壁22包括沿着第一弯曲壁22连接和定位的多个第一加强件构件20。多个第一加强件构件20中的每个均包括配置成沿着第一弯曲壁22延伸的至少一个第一壁构件78并且在第一弯曲壁22上形成边界形状,在该示例中包括三个第一壁构件78,在三个第一壁构件78内形成等边三角形边界形状23。如前所述,该边界形状可以是正格栅、等格栅、平行四边形、泪滴等多种形状之一。
至少一个第一壁构件78包括第一自由侧表面80,第一自由侧表面80沿着至少一个第一壁构件78、围绕至少一个第一壁构件78从至少一个第一壁构件78的第一侧面82延伸到至少一个第一壁构件78的第二对置侧面84。自由侧表面80包括至少一个第一壁构件78的远离第一弯曲壁22定位的远端86。
参照图1和图19,第二弯曲壁26包括沿着第二弯曲壁26连接和定位的多个第二加强件构件24。多个第二加强件构件24中的每个均包括配置成沿着第二弯曲壁26延伸的至少一个第二壁构件88并且在第二弯曲壁26上形成边界形状,在该示例中,包括三个第二壁构件88,在三个第二壁构件88内形成等边三角形边界形状27。如前所述,该边界形状可以是正格栅、等格栅、平行四边形、泪滴/雨滴、六角/蜂窝等多种形状之一。
至少一个第二壁构件88包括第二自由侧表面90,第二自由侧表面90沿着至少一个第二壁构件88、围绕至少一个第二壁构件88从至少一个第二壁构件88的第一侧面92延伸到至少一个第二壁构件88的第二对置侧面94。自由侧表面90包括至少一个第二壁构件88的远离第二弯曲壁26定位的远端96。
多个第二加强件构件24的部分98围绕第二开口或出口76定位,使得多个第二加强件构件24的至少一个第二壁构件88的部分98在远离方向DR1上从第二弯曲壁26延伸并且在第二开口76的非切线方向上沿着第二弯曲壁26方向DR2延伸。在一些示例中,第二壁构件88可以在第二壁构件88更靠近第二开口或出口76时沿方向DR1从第二弯曲壁26延伸更远距离。增加第二壁构件88在DR1方向上延伸的距离会减轻离开第二开口76的流体内容物的涡流形成。减轻涡流的形成将最小化离开第二开口或出口76的气体的量,否则将允许在流体离开容器12时形成涡流的情况下离开。
参照图1,四个长形肋13的多个组S,其中每个组S均限定平行四边形边界形状14,平行四边形边界形状14定位在沿着壁18定位的四个长形肋13内。另外,多个第一过渡加强件构件28沿着壁的第一端部30定位。第一过渡加强件构件28中的每个均包括第一壁构件100,第一壁构件100在壁18的第一端部30上在第一壁构件100内形成泪滴形状边界32。参照图1,多个第二过渡加强件构件34沿着壁18的第二端部36定位。第二过渡加强件构件34中的每个均包括第二壁构件102,第二壁构件102在壁18的第二端部36上在第二壁构件102内形成泪滴形状边界38。
如前所述,格栅加强结构10的平行四边形边界形状14可以选择性地具有分形壁布置,其中壁18的定位在四个长形肋13之间的一部分具有壁18的用于此部分的比壁18的定位在四个长形肋13之间的其余部分更厚的构造。另外,壁18的此部分的更厚构造形成平行四边形形状配置的边界形状,具有比由四个长形肋13形成的平行四边形边界形状14更小的尺寸。另外,这些更小尺寸的类似成形的边界形状可以彼此同心或间隔开地定位在平行四边形边界形状14内。类似地,该分形壁布置可以根据需要由制造者针对分别定位在第一弯曲壁22和第二弯曲壁26上的第一加强件构件20和第二加强件构件24来施加,以及根据需要相对于分别定位在第一端部30和第二端部36上的第一过渡加强件构件28和第二过渡加强件构件34来施加。这将在本文中讨论,并且在图11至图14中示出示例。
容器12的制造者可以选择成具有为第一加强件构件20、第二加强件构件24、第一过渡加强件构件28和第二过渡加强件构件34中的至少一者构造的容器12的分形壁布置。制造者将策略地定位分形壁布置,使需要的额外强度为容器12所需要。如图11和图12中看到的,用于第一加强件构件20及第一弯曲壁22的分形壁布置的配置将针对该示例与图1中示出的第二加强件构件24及第二弯曲壁26相同。
参照图11,在该示例中,第一加强件构件20在具有定位在边界形状内的第一弯曲壁22的情况下,在该示例中包括形成等边三角形边界形状23的三个第一壁构件78。如图12中看到的,第一弯曲壁22的第一部分104具有第一弯曲壁22的比第一弯曲壁22的第二部分108的厚度尺寸T6更厚的尺寸T5。第一弯曲壁22的第一部分104限定定位在第一弯曲壁22的第一部分104与第二部分108之间的边界形状106。边界形状106也是等边三角形边界形状,其边界形状106具有比等边三角形边界形状23更小的尺寸。
在上述该示例中,定位在图1中示出的第二弯曲壁26上的第二加强件构件24具有与上述和图11和图12中示出的第一加强件构件20的分形壁布置相同的构造。如图1中看到的,第二弯曲壁26定位在边界形状内,在该示例中,边界形状具有如图1中看到并且如针对第一加强件构件20示出的等边三角形边界形状27,如图11中的等边三角形边界形状23。第二弯曲壁26的第一部分(示出为图12中的第一弯曲壁22及第一部分104)具有定位在第二弯曲壁26的第一部分与第二部分之间的边界形状(示出为定位在图12中的第一弯曲壁22的第一部分104与第二部分108之间的边界形状106)。第二弯曲壁26的第一部分(示出为第一弯曲壁22的第一部分104)限定定位在第二弯曲壁26的第一部分与第二部分之间的边界形状(示出为定位在第一弯曲壁22的第一部分104与第二部分108之间的边界形状106)。边界形状也是等边三角形边界形状,其边界形状(示出为也是图12中的等边三角形边界形状106的边界形状106)具有比参照图1的等边三角形边界形状27更小的尺寸。
参照图13和图14,在该示例中,第一过渡加强件构件28在泪滴形状边界32内具有壁18的第一端部30,使得壁18的第一端部30的第一部分110(如图14所示)具有比壁18的第一端部30的第二部分114更厚的尺寸T7,并且壁18的第一端部30的第一部分110限定了尺寸比泪滴形状边界32更小的泪滴形状112。
第二过渡加强件构件34在泪滴形状边界38内具有壁18的第二端部36(如图1所示),在该示例中具有与上述和图13和图14中示出的第一过渡加强件构件28的分形壁布置相同的构造。如图1中看到的,第二端部36定位在边界形状内,在该示例中,边界形状为如图1中看到的泪滴形状边界38的边界形状。壁18的第二端部36的第一部分(未示出,但具有如图14所示的壁18的第一端部30的第一部分110的配置)具有用于第一部分(未示出,但具有针对如图14中看到的第一部分110的更厚尺寸T7的配置)的比壁18的第二端部36的第二部分(未示出,但具有图14中示出的壁18的第一端部30的第二部分114的厚度尺寸T8的配置)的厚度尺寸更厚的尺寸。用于第二过渡加强件构件34的壁18的第二端部36的第一部分(未示出)限定诸如图14的泪滴形状112所示出的泪滴形状,其尺寸小于第二过渡加强件构件34的泪滴形状边界38(参照图1)。
容器12的制造者可以选择成使第一加强件构件20、第二加强件构件24、第一过渡加强件构件28和第二过渡加强件构件34中的至少一者包括排出孔和槽中的至少一个。容器12内的流体可以被芯吸而穿过格栅加强结构10的构件的排出孔或孔,以避免不必要地捕获格栅加强结构10内的流体,从而使容器12的流体内容物到达第二开口或出口76最大化。流体还可以沿着如将在本文中更详细描述的槽运输,也使容器12的流体内容物到达第二开口或出口76最大化。排出孔或孔(可以是槽)被采用并策略地定位,以提供可以引导流体流向第二开口76的穿过格栅加强结构10的流体路径。在此位置,第二开口76还可选择性地包括推进剂管理装置(PMD)或涡流发生器。
参照图15和图16,第一加强件构件20例如包括至少一个第一壁构件78。至少一个第一壁构件78限定下面中的至少一个:排出孔或孔116,其从至少一个第一壁构件78的第一侧面82延伸到至少一个第一壁构件78的第二对置侧面84,提供从至少一个第一壁构件78的第一侧面82经由孔116到达至少一个第一壁构件78的第二对置侧面84的流体连通;以及槽118,其沿着至少一个第一壁构件78的长度L1延伸,如图16中看到的,提供沿着至少一个第一壁构件78的流体连通。如图15中看到的,孔116在该实施方式中定位成与第二弯曲壁22齐平,以便于去除例如定位在至少一个第一壁构件78内的流体内容物。
容器12的制造者可以选择成构造如上讨论且为图15和图16中的第一加强件构件20示出的第二加强件构件24。第二加强件构件24包括至少一个第二壁构件88,如图1中看到的,至少一个第二壁构件88限定下面中的至少一个:孔或排出孔(未示出,但具有如用于图16中的第一加强件构件20的孔或排出孔116示出的结构),其从至少一个第二壁构件88的第一侧面92(如图1所示)延伸到至少一个第二壁构件88的第二对置侧面94,提供从至少一个第二壁构件88的第一侧面92到至少一个第二壁构件88的第二对置侧面94的流体连通;以及槽(未示出,但类似于为了图16的第一加强件构件20的槽118所示出的结构),其沿着至少第二壁构件88的长度延伸,提供沿着至少一个第二壁构件88的流体连通。制造者可以选择成在第二加强件构件24的位置更靠近第二开口或出口76时增加第二加强件构件24的排出孔的大小尺寸。增加的尺寸可以允许额外的流动能力并且便于容器12的流体内容物以期望的流动和较少破坏性的方式到达第二开口76。另外,与第二加强件构件24关联的排出孔或孔可以在三维打印机构造沿更竖直取向定位的第二加强件构件24时改变配置。随着第二加强件构件24在打印操作中获得更竖直取向,排出孔的构造被构造成当排出孔在远离第二弯曲壁22的方向上延伸时使构造更窄。例如,用于排出孔或孔的该构造可以包括钻石形形状或泪滴形状等,其优化打印过程以便在该过程期间不需要支撑。
参照图17和图18,该示例的多个第一过渡加强件构件28的第一过渡加强件构件28包括第一壁构件100,第一壁构件100限定下面中的至少一个:孔120,其延伸穿过第一壁构件100并且提供从第一壁构件100的第一侧面122到第一壁构件100的第二对置侧面124的流体连通;以及槽126,如图18中看到的,其在沿着第一壁构件100的方向D1上延伸,提供沿着第一壁构件100的流体连通。如图17中看到的,孔120在该实施方式中定位成与壁18齐平以便于去除例如定位在第一过渡加强件构件28内的流体内容物。
制造者可以选择成构造如针对图15和图16中的第一过渡加强件构件28描述和示出的第二过渡加强件构件34。该示例的多个第二过渡加强件构件34的第二过渡加强件构件34包括第二壁构件102,如图1所示,第二壁构件102限定下面中的一个:孔或排出孔(未示出,但构造类似于如图17中的孔120所示出的构造),其延伸穿过第二壁构件102并且提供从第二壁构件102的第一侧面到达第二壁构件102的第二对置侧面(也未示出,但取向类似于用于如图17所示的第一过渡加强件构件28的第一侧面122和第二对置侧面124的取向)的流体连通;以及槽(未示出,但具有与用于如图18所示的第一过渡加强件构件28的槽126类似的构造),其在沿着第二壁构件102的方向上延伸,提供沿着第二壁构件102的流体连通。
参照图1,如前所述,具有格栅加强结构10的容器12包括壁18,壁18限定柱形形状16。第一弯曲壁22连接到壁18的第一端部30,并且第二弯曲壁26连接到壁18的第二端部36。壁18、第一弯曲壁22和第二弯曲壁26构造成利用如前所述的三维打印进行增材制造。第一弯曲壁22限定使流体进入容器12的第一开口74,并且第二弯曲壁26限定使流体离开容器12的第二开口76。如前所述,第一开口74还可以用于引入加压气体以在流体内容物从容器12排出时维持内部压力。另外,第二开口76可以既用于填充容器12又用于排放容器12。多个长形肋13,通过用三维打印制造过程铺设材料层,每个长形肋13均沿着多个长形肋13中的每个的长度尺寸D连接到壁18。如图1中看到的,多个长形肋13包括多组S的长形肋13,每组由四个长形肋13构成。每个组S在四个长形肋13内形成沿着壁18的平行四边形边界形状14。壁18和多个长形肋13由多个材料层48构成,如图4所示,多个材料层48在横向于如图4所示的长度方向的方向上延伸,其中壁18的长度方向在该示例中在z轴方向上延伸。
参照图1,多个第一过渡加强件构件28均包括第一壁构件100,第一壁构件100连接和定位成沿着壁18的第一端部30延伸,其中每个第一过渡加强件构件28均沿着壁18的第一端部30在第一壁构件100内形成泪滴形状边界32。多个第二过渡加强件构件34均包括第二壁构件102,第二壁构件102连接和定位成沿着壁18的第二端部36延伸,其中每个第二过渡加强件构件34均沿着壁18的第二端部36在第二壁构件102内形成泪滴形状边界38。
多个第一加强件构件20连接和定位成沿着第一弯曲壁22延伸,其中多个第一加强件构件20中的至少一个包括连接到第一弯曲壁22的至少一个第一壁构件78,其形成边界形状,在该示例中为具有第一弯曲壁22的等边三角形边界形状23。多个第二加强件构件24连接和定位成沿着第二弯曲壁26且围绕第二开口76延伸,其中多个第二加强件构件24中的至少一个包括连接到第二弯曲壁26的至少一个第二壁构件88,其与第二弯曲壁26形成边界形状,在该示例中为具有与第一加强件构件20的等边三角形边界形状23类似的等边三角形形状。
参照图7,四个长形肋的第一组S1中的至少一个第一长形肋13”在更远方向上延伸,即:距壁18的距离d1比四个长形肋的第二组S2中的第二长形肋13”距壁18延伸的距离d更远。参照图19,多个第二加强件构件24的至少一个第二壁构件88在远离第二弯曲壁26的方向DR1和沿着第二弯曲壁26(并未与第二开口76相切)的方向DR2上延伸。如前所述,第二壁构件88沿方向DR1延伸的增加提供了抗性并且减轻流体经由第二开口76离开容器12的涡流的形成。
具有格栅加强结构10的容器12包括提供用于容器12的流体内容物的流动路径,以优化流体到达容器12的第二开口或出口76。在制造容器12时,制造者可以选择通过下面中的至少一个来构造流动路径:成组的四个长形肋1、第一过渡加强件构件28、第二过渡加强件构件34、第一加强件构件20和第二加强件构件24。
制造者可以选择成包括经过以下格栅加强结构10中的至少一个的流动路径:形成平行四边形边界形状14的四个长形肋13的组S、第一过渡加强件构件28、第二过渡加强件构件34、第一加强件构件20和第二加强件构件24。流动路径通过经过这些格栅加强结构10中的每个的排出孔或孔的定位来确定,使得容器12内的流体内容物可以芯吸或流过格栅加强结构10而不被捕获在格栅加强结构10内。将利用流动路径来最大化可以到达容器12的第二开口76的流体内容物的量。
参照图8,四个长形肋13的组S形成平行四边形边界形状14,其中四个长形肋13中的至少两个(在该示例中,所有四个肋13)各限定至少一个孔60。在该示例中,延伸穿过四个长形肋13中的至少两个的第一位置A和第二位置B提供流动路径P1,流动路径P1在第一位置A处从四个长形肋13的组S外侧进入平行四边形边界形状14内以及在第二位置B处离开平行四边形边界形状14而到达四个长形肋13的组S外侧。
参照图17,多个第一过渡加强件构件28的第一壁构件100限定了被定位在第一位置C和第二位置D中的延伸穿过第一壁构件100的孔或排出孔120,提供了在第一位置C处从第一壁构件100外侧进入泪滴形状边界32内以及在第二位置D处穿过的第一壁构件100而离开泪滴形状边界32的流动路径P2。
参照图1和图17,多个第二过渡加强件构件34的第二壁构件102限定了被定位在第一位置和第二位置中的延伸穿过第二壁构件(未示出,但相对于定位在第一位置C和第二位置D中用于第一过渡加强件构件28的孔120的构造类似于图17中示出的构造)的孔。这提供了在第一位置处从第二壁构件外侧进入泪滴形状边界内以及在第二位置处穿过第二壁构件而离开泪滴形状边界(也未示出,但具有如图17所示用于第一过渡加强件构件28的构造,其中流动路径P2从第一位置C处的第一壁构件100外侧进入泪滴形状边界32内以及离开泪滴形状边界32而穿过第二位置D处的第一壁构件100)的流动路径。
参照图15,多个第一加强件构件20的至少一个第一壁构件78限定了被定位在第一位置E和第二位置F中的延伸穿过至少一个第一壁构件78的孔116。这提供了从第一加强件构件20外侧、在第一位置E处进入边界形状23(在该示例中为等边三角形形状)内的流动路径P3。流动路径P3继续在第二位置F处穿过至少一个第一壁构件78而离开等边三角形边界形状23。
参照图1和图15,多个第二加强件构件24的至少一个第二壁构件88限定了被定位在第一位置和第二位置中的延伸穿过至少一个第二壁构件(未示出,但具有上述和图15中示出的第一加强件构件20的类似构造,其中孔116定位在第一位置E和第二位置F中,延伸穿过至少一个第一壁构件78)的孔或排出孔。这提供了从第二加强件构件24外侧、在第一位置处进入边界形状内以及在第二位置处穿过至少一个第二壁构件而离开边界形状(也未示出,但具有如图15中的第一加强件构件20示出的类似构造,其中流动路径P3从第一加强件构件20外侧、在第一位置E处进入等边三角形边界形状23(为用于图1中示出的第二加强件构件24的等边三角形边界形状27)内以及在第二位置F处穿过至少一个第一壁构件78而离开等边三角形边界形状23)的流动路径。
如先前讨论的,制造者可以选择成包括格栅加强结构10内的槽,以便于容器12内流动的流体内容物到达第二开口或出口76。由此,长形肋13、第一加强件构件20、第二加强件构件24、第一过渡加强件构件28和第二过渡加强件构件34中的至少一个可以选择成便于流体内容物的流动。例如,多个长形肋13中的长形肋13限定了在沿着长形肋13的长度L的方向上延伸的槽62(如图9所示)。在多个第一加强件构件20中的第一加强件构件20(如图16中看到的)的示例中,限定了在沿着第一加强件构件20的长度L1的方向上延伸的槽118。多个第二加强件构件24中的第二加强件构件24限定了沿着第二加强件构件24(未示出,但结构类似于如图16所示的第一加强件构件20所阐述的结构)的长度延伸的槽。多个第一过渡加强件构件28中的第一过渡加强件构件28限定了槽126,如图18所示,槽126沿着第一过渡加强件构件28的方向D1延伸。多个第二过渡加强件构件中34的第二过渡加强件构件34限定了沿着第二过渡加强件构件34(未示出,但构造类似于图18中的第一过渡加强件构件28所示出的构造)延伸的槽。
如之前讨论的,制造者可以选择以为容器12构造第二壁66,如图10所示,第二壁66连接到多个长形肋13的至少一部分,多个长形肋13的至少一部分定位在壁18与第二壁66之间,从而形成凹穴P。凹穴P由四个长形肋13的多个组中的组S、壁18和第二壁66限定。如前所述,凹穴P可以在凹穴P内安装压力换能器电阻器装置68、电容流体或水(定位在凹穴P内)。这些不同的应用为之前讨论的容器12提供有益的特征。
容器12的制造可包括热变形补偿。在网格软件中建模容器12,可在沉积(deposition)之前定制设计,使得在构建和冷却期间的热变形允许罐沉降(settle)为预期的形状。网格可在关键位置(例如,加强件构件或JGR肋与蒙皮之间的接合处)整合添加的节点。在打印之前,有限元模型(“FEM”)可用Doublet格子法(“DLM”)验证,用于气动弹性地确定对容器12的振动影响。可采用各种离散策略来转换标准,以将产品/立体光刻(“STP/STL”)文件转换至FEM。多余节点可施加到任何焊接位置和/或从柱形形状16过渡到拱顶。然后,网格将朝向入口和出口插口(spigot)沿着拱顶的弧。利用更高的分辨率,将在拱顶的成形与网格弧之间存在更高的保真度。
随着容器12的打印完成,制造者可以利用选择材料的退火来完成生产以进一步增强容器12的强度。在另一示例中,制造者可以利用陶瓷材料在容器12内旋转来去除不想要的毛刺。
进一步,本公开包括根据以下条款的实施方式:
1、一种格栅加强结构,该格栅加强结构包括:
壁,所述壁在相对于平面横向的方向上延伸;以及
长形肋,所述长形肋沿着所述肋的长形尺寸连接到所述壁,使得所述长形肋沿着所述壁延伸并且与在垂直于所述平面的方向上延伸的轴线形成一角度,其中:
所述长形肋限定自由侧壁,所述自由侧壁从定位在所述长形肋的第一侧面上的所述壁延伸并且在围绕所述长形肋且横向于所述长形尺寸的方向上延伸到定位在所述长形肋的第二侧面上的所述壁;并且
所述壁和所述长形肋由在横向于所述轴线的方向上延伸的多个材料层构成。
2、根据条款1所述的格栅加强结构,其中,与所述轴线形成的所述角度包括多达五十三度。
3、根据条款1所述的格栅加强结构,其中,所述轴线处于竖直方向。
4、根据条款2所述的格栅加强结构,所述格栅加强结构进一步包括四个长形肋,在所述四个长形肋内形成平行四边形边界形状。
5、根据条款4所述的格栅加强结构,其中,定位在所述四个长形肋内的所述壁包括从所述四个长形肋延伸的表面,其中:
所述表面的第一部分在横向于所述四个长形肋的方向上延伸;
所述表面的第二部分在横向于所述表面的所述第一部分的方向上延伸,其中所述表面的所述第二部分限定第二平行四边形边界形状,所述第二平行四边形边界形状的尺寸小于所述平行四边形边界形状;并且
所述表面的第三部分在横向方向上从所述表面的所述第二部分延伸,其中所述壁的与所述表面的所述第一部分关联的厚度尺寸大于所述壁的与所述表面的所述第三部分关联的厚度尺寸。
6、根据条款4所述的格栅加强结构,其中,所述壁形成柱形形状。
7、根据条款6所述的格栅加强结构,所述格栅加强结构进一步包括多个长形肋,所述多个长形肋包括每组由四个长形肋构成的多个组,其中每个组均在四个长形肋的每个组内形成所述平行四边形边界形状。
8、根据条款7所述的格栅加强结构,其中,所述多个组中的第一组的第一长形肋远离所述壁延伸的距离大于所述多个组中的第二组的第二长形肋远离所述壁延伸的距离。
9、根据条款7所述的格栅加强结构,其中,一组的四个长形肋中的至少一个长形肋限定孔,所述孔在横向于所述至少一个长形肋的长度方向的方向上延伸穿过所述至少一个长形肋,提供从所述至少一个长形肋的所述第一侧面穿过所述至少一个长形肋而到达所述至少一个长形肋的所述第二侧面的流体连通。
10、根据条款7所述的格栅加强结构,其中,一组的四个长形肋中的至少一个长形肋的所述自由侧壁限定槽,所述槽在沿着所述至少一个长形肋的长度的方向上延伸,使得所述槽提供沿着所述至少一个长形肋的所述槽的流体连通。
11、根据条款7所述的格栅加强结构,所述格栅加强结构进一步包括孔,所述孔由一组四个长形肋的所述长形肋中的至少一个限定,其中所述孔在所述长形肋中的至少一个长形肋的长度内沿着所述长形肋中的至少一个长形肋的长度延伸。
12、根据条款7所述的格栅加强结构,所述格栅加强结构进一步包括第二壁,所述第二壁连接到所述多个长形肋的至少一部分,所述多个长形肋的至少一部分定位在所述壁与所述第二壁之间,从而形成由一组的四个长形肋、所述壁和所述第二壁限定的凹穴。
13、根据条款12所述的格栅加强结构,所述格栅加强结构进一步包括定位在所述凹穴内的压力换能器电阻器、电容流体和水中的一者。
14、根据条款12所述的格栅加强结构,其中,所述第二壁的厚度薄于所述壁的厚度。
15、根据条款6所述的格栅加强结构,所述格栅加强结构进一步包括:
第一弯曲壁,所述第一弯曲壁固定到所述壁的第一端;
第二弯曲壁,所述第二弯曲壁固定到所述壁的第二端,其中:
所述第一弯曲壁、第二弯曲壁和所述壁形成容器;
所述第一弯曲壁限定供流体进入所述容器的第一开口,并且所述第二弯曲壁限定供流体离开所述容器的第二开口;并且
所述第一弯曲壁包括沿着所述第一弯曲壁连接和定位的多个第一加强件构件,其中:
所述多个第一加强件构件中的每个均包括配置成沿着所述第一弯曲壁延伸的至少一个第一壁构件并且在所述第一弯曲壁上形成边界形状;并且
所述至少一个第一壁构件包括第一自由侧表面,所述第一自由侧表面沿着所述至少一个第一壁构件、围绕所述至少一个第一壁构件从所述至少一个第一壁构件的第一侧面延伸到所述至少一个第一壁构件的第二对置侧面,并且包括所述至少一个第一壁构件的远离所述第一弯曲壁定位的远端;
所述第二弯曲壁包括沿着所述第二弯曲壁连接和定位的多个第二加强件构件,其中:
所述多个第二加强件构件中的每个均包括配置成沿着所述第二弯曲壁延伸的至少一个第二壁构件并且在所述第二弯曲壁上形成边界形状;
所述至少一个第二壁构件包括第二自由侧表面,所述第二自由侧表面沿着所述至少一个第二壁构件、围绕所述至少一个第二壁构件从所述至少一个第二壁构件的第一侧面延伸到所述至少一个第二壁构件的第二对置侧面,并且包括所述至少一个第二壁构件的远离所述第二弯曲壁定位的远端;并且
所述多个第二加强件构件的一部分围绕所述第二开口定位,使得所述多个第二加强件构件的所述至少一个第二壁构件的一部分在远离所述第二弯曲壁的方向上延伸以及在与所述第二开口非相切的方向上沿着所述第二弯曲壁的方向延伸;
每组由四个长形肋构成的多个组,其中每个组均限定所述平行四边形边界形状,所述平行四边形边界形状定位在沿着所述壁定位的所述四个长形肋内;
沿着所述壁的第一端部连接和定位的多个第一过渡加强件构件,其中所述第一过渡加强件构件中的每个均包括第一壁构件,在所述壁的所述第一端部上在所述第一壁构件内形成泪滴形状边界;以及
沿着所述壁的第二端部连接和定位的多个第二过渡加强件构件,其中所述第二过渡加强件构件中的每个均包括第二壁构件,在所述壁的所述第二端部上在所述第二壁构件内形成泪滴形状边界。
16、根据条款15所述的格栅加强结构,所述格栅加强结构包括下面中的至少一个:
第一加强件构件,所述第一加强件构件具有定位在所述边界形状内的所述第一弯曲壁,使得所述第一弯曲壁的第一部分的尺寸厚于所述第一弯曲壁的第二部分,并且所述第一弯曲壁的所述第一部分以更小的尺寸限定所述边界形状的形状;
第二加强件构件,所述第二加强件构件具有定位在所述边界形状内的所述第二弯曲壁,使得所述第二弯曲壁的第一部分的尺寸厚于所述第二弯曲壁的第二部分,并且所述第二弯曲壁的所述第一部分以更小的尺寸限定所述边界形状的形状;
第一过渡加强件构件,所述第一过渡加强件构件使所述壁的所述第一端部位于所述泪滴形状边界内,使得所述壁的所述第一端部的第一部分的尺寸厚于所述壁的所述第一端部的第二部分,并且所述壁的所述第一端部的所述第一部分限定了尺寸比所述泪滴形状边界更小的泪滴形状;以及
第二过渡加强件构件,所述第二过渡加强件构件使所述壁的所述第二端部位于所述泪滴形状边界内,使得所述壁的所述第二端部的第一部分的尺寸厚于所述壁的所述第二端部的第二部分,并且所述壁的所述第二端部的所述第一部分限定了尺寸比所述泪滴形状边界更小的泪滴形状。
17、根据条款15所述的格栅加强结构,所述格栅加强结构包括下面中的至少一个:
第一加强件构件,所述第一加强件构件包括所述至少一个第一壁构件,所述至少一个第一壁构件限定孔和槽中的至少一个:所述孔从所述至少一个第一壁构件的第一侧面延伸到所述至少一个第一壁构件的第二对置侧面,提供从所述至少一个第一壁构件的所述第一侧面到所述至少一个第一壁构件的所述第二对置侧面的流体连通;所述槽沿着所述至少一个第一壁构件的长度延伸,从而提供沿着所述至少一个第一壁构件的流体连通;
第二加强件构件,所述第二加强件构件包括至少一个第二壁构件,所述至少一个第二壁构件限定孔和槽中的至少一个:所述孔从所述至少一个第二壁构件的第一侧面延伸到所述至少一个第二壁构件的第二对置侧面,提供从所述至少一个第二壁构件的所述第一侧面到所述至少一个第二壁构件的所述第二对置侧面的流体连通;所述槽沿着所述至少一个第二壁构件的长度延伸,从而提供沿着所述至少一个第二壁构件的流体连通;
所述多个第一过渡加强件构件的第一过渡加强件构件包括第一壁构件,所述第一壁构件限定孔和槽中的至少一个:所述孔延伸穿过所述第一壁构件并且提供从所述第一壁构件的第一侧面到所述第一壁构件的第二对置侧面的流体连通;所述槽在沿着所述第一壁构件的方向上延伸,从而提供沿着所述第一壁构件的流体连通;以及所述多个第二过渡加强件构件的第二过渡加强件构件包括第二壁构件,所述第二壁构件限定孔和槽中的至少一个:所述孔延伸穿过所述第二壁构件并且提供从所述第二壁构件的第一侧面到所述第二壁构件的第二对置侧面的流体连通;所述槽在沿着所述第二壁构件的方向上延伸,从而提供沿着所述第二壁构件的流体连通。
18、一种具有格栅加强结构的容器,该格栅加强结构包括:
壁,所述壁限定柱形形状;
第一弯曲壁,所述第一弯曲壁固定到所述壁的第一端;
第二弯曲壁,所述第二弯曲壁固定到所述壁的第二端,其中:
所述第一弯曲壁限定供流体进入所述容器的第一开口;并且
所述第二弯曲壁限定供流体离开所述容器的第二开口;
多个长形肋,其中每个长形肋均沿着所述多个长形肋的每个的长度尺寸连接到所述壁,其中:
所述多个长形肋包括每组由四个长形肋构成的多个组;
每个组在所述四个长形肋内均形成沿着所述壁的平行四边形边界形状;并且
所述壁和所述长形肋由横向于所述壁的长度方向的方向上延伸的多个材料层构成;并且
多个第一过渡加强件构件各包括连接和定位成沿着所述壁的第一端部延伸的第一壁构件,其中每个第一加强件构件均在沿着所述壁的所述第一端部的所述第一壁构件内形成泪滴形状边界;
多个第二过渡加强件构件各包括连接和定位成沿着所述壁的第二端部延伸的第二壁构件,其中每个第二过渡加强件构件均在沿着所述壁的所述第二端部的所述第二壁构件内形成泪滴形状边界;
多个第一加强件构件连接和定位成沿着所述第一弯曲壁延伸,其中所述多个第一加强件构件中的至少一个包括连接到所述第一弯曲壁的至少一个第一壁构件,与所述第一弯曲壁形成边界形状;并且
多个第二加强件构件连接和定位成沿着所述第二弯曲壁且围绕所述第二开口延伸,其中所述多个第二加强件构件中的至少一个包括连接到所述第二弯曲壁的至少一个第二壁构件,与所述第二弯曲壁形成边界形状。
19、根据条款18所述的具有格栅加强结构的容器,其中:
第一组四个长形肋中的至少一个长形肋在比第二组四个长形肋中的第二长形肋更远离所述壁的方向上延伸;并且
所述多个第二加强件构件的所述至少一个第二壁构件在远离所述第二弯曲壁的方向以及沿着所述第二弯曲壁与所述第二开口非切线的方向上延伸。
20、根据条款18所述的具有格栅加强结构的容器,所述具有格栅加强结构的容器包括下面中的至少一个:
形成所述平行四边形边界形状的一组四个长形肋,其中这一组四个长形肋中的至少两个各在第一位置和第二位置处限定延伸穿过所述四个长形肋的至少两个的至少一个孔,提供在所述第一位置处从这一组四个长形肋的外侧进入所述平行四边形边界形状内以及在第二位置处离开所述平行四边形边界形状而到达这一组四个长形肋的外侧的流动路径;
所述多个第一过渡加强件构件的所述第一壁构件限定定位在第一位置和第二位置中的延伸穿过所述第一壁构件的孔,提供在所述第一位置处从所述第一壁构件外侧进入所述泪滴形状边界内以及在所述第二位置处穿过第一壁构件而离开所述泪滴形状边界的流动路径;
所述多个第二过渡加强件构件的所述第二壁构件限定定位在第一位置和第二位置中的延伸穿过所述第二壁构件的孔,提供在所述第一位置处从所述第二壁构件外侧进入所述泪滴形状边界内以及在所述第二位置处穿过所述第二壁构件而离开所述泪滴形状边界的流动路径;
所述多个第一加强件构件的所述至少一个第一壁构件限定定位在第一位置和第二位置中的延伸穿过所述至少一个第一壁构件的孔,提供在所述第一位置处从所述第一加强件构件外侧进入所述边界形状内以及在所述第二位置处穿过所述至少一个第一壁构件而离开所述边界形状的流动路径;以及
所述多个第二加强件构件的所述至少一个第二壁构件限定定位在第一位置和第二位置中的延伸穿过所述至少一个第二壁构件的孔,提供在所述第一位置处从所述第二加强件构件外侧进入所述边界形状内以及在所述第二位置处穿过所述至少一个第二壁构件而离开所述边界形状的流动路径。
21、根据条款18所述的具有格栅加强结构的容器,所述具有格栅加强结构的容器进一步包括下面中的至少一个:
所述多个长形肋的长形肋限定了在沿着所述长形肋的长度的方向上延伸的槽;
所述多个第一加强件构件的第一加强件构件限定了沿着所述第一加强件构件的长度延伸的槽;
所述多个第二加强件构件的第二加强件构件限定了沿着所述第二加强件构件的长度延伸的槽;
所述多个第一过渡加强件构件的第一过渡加强件构件限定了沿着所述第一过渡加强件构件延伸的槽;以及
所述多个第二过渡加强件构件的第二过渡加强件构件限定了沿着所述第二过渡加强件构件延伸的槽。
22、根据条款18所述的具有格栅加强结构的容器,所述具有格栅加强结构的容器进一步包括:
第二壁,所述第二壁连接到所述多个长形肋的至少一部分,所述多个长形肋的所述至少一部分定位在所述壁与所述第二壁之间,并且形成由四个长形肋的所述多个组的一组、所述壁和所述第二壁限定的凹穴;以及
定位在所述凹穴内的压力换能器电阻器、电容流体和水中的一者。
虽然上文已经描述了各个实施方式,但是本公开并不意在限于各个实施方式。公开的实施方式可以作出仍落入随附权利要求书的范围内的变型。

Claims (14)

1.一种格栅加强结构(10),该格栅加强结构(10)包括:
壁(18),所述壁(18)在相对于平面(P)横向的方向上延伸并形成筒形形状(16);
长形肋(13),所述长形肋(13)沿着所述长形肋(13)的长形尺寸(D)连接到所述壁(18),使得所述长形肋(13)沿着所述壁(18)延伸并且与在垂直于所述平面(P)的方向上延伸的轴线形成角度(a);以及
沿着所述壁(18)的第一端部(30)连接和定位的多个第一过渡加强件构件(28),其中所述多个第一过渡加强件构件(28)中的每个均包括第一壁构件(100),所述第一壁构件(100)在所述壁(18)的所述第一端部(30)上在所述第一壁构件(100)的内部形成泪滴形状边界(32),其中:
所述长形肋(13)限定自由侧壁(40),所述自由侧壁(40)从定位在所述长形肋(13)的第一侧面(42)上的所述壁(18)延伸并且在围绕所述长形肋(13)且横向于所述长形尺寸的方向(T)上延伸到定位在所述长形肋(13)的第二侧面(44)上的所述壁(18);并且
所述壁(18)和所述长形肋(13)由在横向于所述轴线的方向(L)上延伸的多个材料层(48)构成。
2.根据权利要求1所述的格栅加强结构(10),其中,与所述轴线形成的所述角度(a)包括多达五十三度。
3.根据权利要求1或2所述的格栅加强结构(10),其中,所述轴线处于竖直方向。
4.根据权利要求2所述的格栅加强结构(10),其中,四个所述长形肋(13)形成平行四边形边界形状(14)。
5.根据权利要求4所述的格栅加强结构(10),其中:
定位在所述四个长形肋(13)内的所述壁(18)包括从所述四个长形肋(13)延伸的表面(50),
所述表面(50)的第一部分(52)在横向于所述四个长形肋(13)的方向上延伸;
所述表面(50)的第二部分(54)在横向于所述表面(50)的所述第一部分(52)的方向上延伸;
所述表面(50)的所述第二部分(54)限定第二平行四边形边界形状(56),所述第二平行四边形边界形状(56)的尺寸小于所述平行四边形边界形状(14);
所述表面(50)的第三部分(58)在横向方向上从所述表面(50)的所述第二部分(54)延伸;并且
所述壁(18)的与所述表面(50)的所述第一部分(52)关联的厚度尺寸(T1)大于所述壁(18)的与所述表面(50)的所述第三部分(58)关联的厚度尺寸(T2)。
6.根据权利要求4所述的格栅加强结构(10),所述格栅加强结构(10)包括多个长形肋(13),所述多个长形肋(13)包括每组由四个长形肋(13)构成的多个组(S),其中所述多个组(S)中的每个组的四个长形肋(13)均形成所述平行四边形边界形状(14)。
7.根据权利要求6所述的格栅加强结构(10),其中,每组由四个长形肋(13)构成的所述多个组(S)中的第一组(S1)的第一长形肋(13')远离所述壁(18)延伸的距离(d1)大于所述多个组(S)中的第二组(S2)的第二长形肋(13”)远离所述壁(18)延伸的距离(d)。
8.根据权利要求6或7所述的格栅加强结构(10),其中,每组由四个长形肋(13)构成的所述多个组(S)中任何一组中的至少一个长形肋(13)限定孔(60),所述孔(60)在横向于所述至少一个长形肋(13)的长度方向(L)的方向上延伸穿过所述至少一个长形肋(13),从而提供从所述至少一个长形肋(13)的所述第一侧面(42)穿过所述至少一个长形肋(13)而到达所述至少一个长形肋(13)的所述第二侧面(44)的流体连通。
9.根据权利要求6或7所述的格栅加强结构(10),其中,每组由四个长形肋(13)构成的所述多个组(S)中任何一组中的至少一个长形肋(13)的所述自由侧壁(40)限定槽(62),所述槽(62)在沿着所述至少一个长形肋(13)的长度(L)的方向上延伸,使得所述槽(62)提供沿着所述至少一个长形肋(13)的所述槽(62)的流体连通。
10.根据权利要求6所述的格栅加强结构(10),所述格栅加强结构(10)进一步包括孔(64),所述孔(64)由每组由四个长形肋(13)构成的所述多个组(S)中一个组的至少一个所述长形肋(13)限定,其中所述孔(64)在所述长形肋(13)中的所述至少一个长形肋(13)的长度(L)内沿着所述长形肋(13)中的所述至少一个长形肋(13)的长度(L)延伸。
11.根据权利要求6或7所述的格栅加强结构(10),所述格栅加强结构(10)进一步包括:
第二壁(66),所述第二壁(66)连接到所述多个长形肋(13)的至少一部分,其中,所述多个长形肋(13)的至少一部分定位在所述壁(18)与所述第二壁(66)之间,从而形成由每组由四个长形肋(13)构成的所述多个组(S)中的一个组、所述壁(18)和所述第二壁(66)限定的凹穴(P);以及
定位在所述凹穴(P)内的压力换能器电阻器(68)、电容流体和水这三者中的一者;
其中所述第二壁(66)的厚度(T3)小于所述壁(18)的厚度(T4)。
12.根据权利要求1所述的格栅加强结构(10),所述格栅加强结构(10)进一步包括:
第一弯曲壁(22),所述第一弯曲壁(22)固定到所述壁(18)的所述第一端部(30);
第二弯曲壁(26),所述第二弯曲壁(26)固定到所述壁(18)的第二端部(36),其中:
所述第一弯曲壁(22)、所述第二弯曲壁(26)和所述壁(18)形成容器(12);
所述第一弯曲壁(22)限定了供流体进入所述容器(12)的第一开口(74),并且所述第二弯曲壁(26)限定了供所述流体离开所述容器(12)的第二开口(76);并且
所述第一弯曲壁(22)包括沿着所述第一弯曲壁(22)连接和定位的多个第一加强件构件(20);
所述多个第一加强件构件(20)中的每个均包括被配置成沿着所述第一弯曲壁(22)延伸的至少一个第三壁构件(78)并且在所述第一弯曲壁(22)上形成边界形状;
所述至少一个第三壁构件(78)包括第一自由侧表面(80),所述第一自由侧表面(80)沿着所述至少一个第三壁构件(78)、围绕所述至少一个第三壁构件(78)从所述至少一个第三壁构件(78)的第一侧面(82)延伸到所述至少一个第三壁构件(78)的第二对置侧面(84),并且包括所述至少一个第三壁构件(78)的远离所述第一弯曲壁(22)定位的远端(86);
所述第二弯曲壁(26)包括沿着所述第二弯曲壁(26)连接和定位的多个第二加强件构件(24);
所述多个第二加强件构件(24)中的每个均包括被配置成沿着所述第二弯曲壁(26)延伸的至少一个第四壁构件(88)并且在所述第二弯曲壁(26)上形成边界形状;
所述至少一个第四壁构件(88)包括第二自由侧表面(90),所述第二自由侧表面(90)沿着所述至少一个第四壁构件(88)、围绕所述至少一个第四壁构件(88)从所述至少一个第四壁构件(88)的第一侧面(92)延伸到所述至少一个第四壁构件(88)的第二对置侧面(94),并且包括所述至少一个第四壁构件(88)的远离所述第二弯曲壁(26)定位的远端(96);并且
所述多个第二加强件构件(24)的一些第二加强件构件(24)围绕所述第二开口(76)定位,使得所述多个第二加强件构件(24)的所述至少一个第四壁构件(88)的一部分在远离所述第二弯曲壁(26)的方向(DR1)上延伸以及在与所述第二开口(76)不相切的方向上沿着所述第二弯曲壁(26)的方向(DR2)延伸;
每组由四个长形肋(13)构成的多个组(S),其中所述多个组(S)中的每个组均限定平行四边形边界形状(14),所述平行四边形边界形状(14)沿着所述壁(18)定位;以及
沿着所述壁(18)的所述第二端部(36)连接和定位的多个第二过渡加强件构件(34),其中所述多个第二过渡加强件构件(34)中的每个均包括第二壁构件(102),所述第二壁构件(102)在所述壁(18)的所述第二端部(36)上在所述第二壁构件(102)的内部形成第二泪滴形状边界(38)。
13.根据权利要求12所述的格栅加强结构(10),其中:
所述第一弯曲壁(22)的第一部分的尺寸大于所述第一弯曲壁(22)的第二部分,并且所述第一弯曲壁(22)的所述第一部分以更小的尺寸限定所述边界形状的形状;和/或
所述第二弯曲壁(26)的第一部分的尺寸大于所述第二弯曲壁(26)的第二部分,并且所述第二弯曲壁(26)的所述第一部分以更小的尺寸限定所述边界形状的形状;和/或
所述第一端部(30)的第一部分的尺寸大于所述第一端部(30)的第二部分,并且所述第一端部(30)的所述第一部分限定了尺寸比所述泪滴形状边界(32)小的泪滴形状;和/或
所述第二端部(36)的第一部分的尺寸大于所述第二端部(36)的第二部分,并且所述第二端部(36)的所述第一部分限定了尺寸比所述第二泪滴形状边界(38)小的泪滴形状。
14.根据权利要求12所述的格栅加强结构(10),其中:
所述至少一个第三壁构件(78)限定以下的孔(116)和槽(118)中的至少一者:该孔(116)从所述至少一个第三壁构件(78)的所述第一侧面(82)延伸到所述至少一个第三壁构件(78)的所述第二对置侧面(84),从而提供从所述至少一个第三壁构件(78)的所述第一侧面(82)到所述至少一个第三壁构件(78)的所述第二对置侧面(84)的流体连通;该槽(118)沿着所述至少一个第三壁构件(78)的长度(L1)延伸,从而提供沿着所述至少一个第三壁构件(78)的流体连通;和/或
所述至少一个第四壁构件(88)限定以下的孔和槽中的至少一者:该孔从所述至少一个第四壁构件(88)的所述第一侧面(92)延伸到所述至少一个第四壁构件(88)的所述第二对置侧面(94),从而提供从所述至少一个第四壁构件(88)的所述第一侧面(92)到所述至少一个第四壁构件(88)的所述第二对置侧面(94)的流体连通;该槽沿着所述至少一个第四壁构件(88)的长度延伸,从而提供沿着所述至少一个第四壁构件(88)的流体连通;和/或
所述第一壁构件(100)限定以下的孔(120)和槽(126)中的至少一者:该孔(120)延伸穿过所述第一壁构件(100)并且提供从所述第一壁构件(100)的第一侧面(122)到所述第一壁构件(100)的第二对置侧面(124)的流体连通;该槽(126)在沿着所述第一壁构件(100)的方向(D1)上延伸,从而提供沿着所述第一壁构件(100)的流体连通;和/或
所述第二壁构件(102)限定以下的孔和槽中的至少一者:该孔延伸穿过所述第二壁构件(102)并且提供从所述第二壁构件(102)的第一侧面到所述第二壁构件(102)的第二对置侧面的流体连通;该槽在沿着所述第二壁构件(102)的方向上延伸,从而提供沿着所述第二壁构件(102)的流体连通。
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