CN110425042A - 可变刚度结构构件 - Google Patents

Abstract

一种静态支撑结构(100)，其包括联接到支撑本体且沿着纵向方向延伸的多个构件(110)。多个构件(110)中的每一个沿着载荷方向以邻近布置安置。每一对邻近的构件在其间限定间隙(140)。多个构件(110)提供静态支撑结构(100)的非线性的力与挠曲关系。

Description

可变刚度结构构件

技术领域

本主题大体涉及用于机械结构的可变刚度静态构件。

背景技术

包括围绕用于涡轮发动机或地面、海洋或空中交通工具的旋转结构的静态外壳的机械结构，大体包括针对每个载荷构件限定单个线性刚度或载荷与挠曲关系的结构构件。然而，载荷变化或挠曲可以基于结构构件所限定的机械结构的操作状态来限定线性行为。这样，已知的结构构件可以相对于结构构件所附接的机械结构的载荷或挠曲行为来限定有限范围的可操作性。因此，需要针对机械结构的结构构件改进刚度特性。

发明内容

该发明的各方面和优点将会在以下描述中部分地阐述，或者，可以从描述中显而易见，或者可以经过实践该发明来了解。

本公开的一方面指向一种静态支撑结构。静态支撑结构包括联接到支撑本体且沿着纵向方向延伸的多个构件。多个构件中的每一个沿着载荷方向以邻近布置安置。每一对邻近的构件在其间限定间隙。多个构件提供静态支撑结构的非线性的力与挠曲关系。

在一个实施例中，至少一个构件限定主构件，主构件限定初始刚度。至少一个构件限定小于或大于初始刚度的一个以上的次级刚度。

在各种实施例中，至少一个构件限定主构件，主构件限定标称尺寸。至少一个构件限定一个以上的次级构件，该一个以上的次级构件限定与标称尺寸不同的一个以上的次级尺寸。在一个实施例中，标称尺寸沿着深度限定，其中，深度对应于载荷方向。

在各种实施例中，多个构件限定单非线性布置。在一个实施例中，多个构件沿着静态支撑结构的深度以尺寸递减的顺序以邻近布置安置。在另一实施例中，多个构件沿着静态支撑结构的深度以非对称布置安置。

又在各种实施例中，多个构件限定双非线性布置。在一个实施例中，次级构件中的一个以上沿着静态支撑结构的深度安置在一对以上的主构件之间。在另一实施例中，主构件中的一个以上沿着静态支撑结构的深度安置在一对以上的次级构件之间。

在一个实施例中，多个构件分别绕着轴向中心线轴线至少部分地周向延伸。多个构件分别从轴向中心线轴线以径向布置安置。

在另一实施例中，静态支撑结构进一步包括粘性材料，粘性材料至少部分地安置在多个构件中的一对之间限定的间隙内。

在一个实施例中，间隙限定沿着纵向方向、横向方向、深度或其组合的大致恒定的横截面面积。

在另一实施例中，间隙限定沿着纵向方向、横向方向、深度或其组合的大致可变的横截面面积。

本公开的另一方面指向一种包括静态支撑结构的机械系统。静态支撑结构包括联接到支撑本体且沿着纵向方向延伸的多个构件。多个构件中的每一个沿着载荷方向以邻近布置安置。每一对邻近的构件在其间限定间隙。多个构件提供静态支撑结构的非线性的力与挠曲关系。

在一个实施例中，至少一个构件限定主构件，主构件限定初始刚度，并且进一步，其中，至少一个构件限定次级构件，次级构件限定小于或大于初始刚度的一个以上的次级刚度。

在另一实施例中，静态支撑结构进一步包括载荷构件，载荷构件联接到静态支撑结构的多个构件中的一个以上。

在再一实施例中，静态支撑结构的至少一个构件限定主构件，主构件限定标称尺寸。至少一个构件限定一个以上的次级构件，次级构件限定与标称尺寸不同的次级尺寸。

在各种实施例中，静态支撑结构至少部分地限定轴承组件、齿轮组件或壳体。

在一个实施例中，机械系统限定涡轮发动机。

参考以下描述和所附权利要求，将会更好地理解本发明的这些及其他特征、方面和优点。并入并构成该说明书的一部分的附图图示该发明的实施例，并同描述一起用作说明该发明的原理。

附图说明

针对本领域普通技术人员，参考附图，在说明书中阐述本发明的、并包括其最佳模式的全面且能实现的公开，其中：

图1A至图1H是根据本公开各方面的静态支撑结构的多个构件的示范性实施例的纵向视图；

图2A至图2B是根据本公开各方面的静态支撑结构的多个构件的示范性实施例的端视图；

图3A至图3B是根据本公开各方面的静态支撑结构的多个构件的示范性实施例的端视图；

图4A至图4B是根据本公开各方面的静态支撑结构的多个构件的示范性实施例的端视图；

图5是根据本发明一方面的静态支撑结构的多个构件的示范性实施例的径向视图；

图6A至图6D是根据本公开各方面的静态支撑结构的实施例的示范性的力与挠曲关系图表。

图7是根据本公开一方面的包括多个构件的实施例的静态支撑结构的示范性实施例；

图8至图9是机械系统的示范性实施例，机械系统可以包括静态支撑结构的示范性实施例；以及

图10是包括减速齿轮组件的机械系统的一部分的示范性实施例，减速齿轮组件可以包括图1至图9中大体提供的静态支撑结构的各种实施例。

在本说明书和附图中重复使用参考字符意在表示本发明的相同或类似的特征或元件。

具体实施方式

现在将会详细参考该发明的实施例，其中的一个或多个示例图示在附图中。通过说明该发明而非限制该发明的方式提供每个示例。事实上，对于本领域技术人员而言，显然，在不偏离该发明的范围或精神的情况下，可以在本发明中进行各种修改和变型。比如，作为一个实施例的一部分图示或描述的特征可以与另一实施例一起使用，以进一步生出又一实施例。因而，意在本发明覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这些修改和变型。

文中使用的术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换地使用，以将一个部件与另一部件区分开，而不意在指明单个部件的位置或重要性。

术语“上游”和“下游”指代相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”指代流体从其流动的方向，“下游”指代流体向其流动的方向。

文中所列的近似项可以包括基于本领域中所使用的一个以上的测量设备的裕度，诸如但不限于，测量设备或传感器的满量程测量范围的百分比。替换性地，文中所列的近似项可以包括比上限值大10％的上限值或者比下限值小10％的下限值的裕度。

文中示出和描述的可变刚度静态支撑结构的实施例可以为结构构件和可以包括它们的机械系统提供改进的刚度特性。文中大体示出和描述的静态支撑结构的实施例包括两个以上的结构之间的间隙，以基于由于各种施加的载荷造成的多个构件的挠曲而选择性地闭合或打开。随着间隙闭合或打开，静态支撑结构限定两个以上的刚度斜率，以便改进机械系统的刚度特性。这种改进的刚度特性可以相对于期望挠曲阈值经由可变刚度结构改进由于不期望的载荷状态或振动模态造成的机械系统响应。

现在参考附图，图1A是静态支撑结构100的示范性实施例的侧向横截面视图。静态支撑结构100包括沿着纵向方向L延伸的多个构件110。多个构件110每个皆联接到支撑本体120。在各种实施例中，支撑本体120可以大体限定用于多个构件110的接地结构。例如，支撑本体120可以限定可以附接多个构件110的框架、壳体、支架、挂架、梁或另一固定结构。多个构件110每个皆以邻近布置安置并且在多个构件110中的两个以上的构件之间限定间隙140。例如，间隙140限定在多个构件110中的一对以上的构件之间。在各种实施例中，多个构件110沿着静态支撑结构100的深度D以邻近布置安置。例如，深度D可以大致对应于施加到多个构件110的载荷方向130及其相反方向。

在各种实施例中，静态支撑结构100可以限定悬臂或部分悬臂结构。又在各种实施例中，诸如参照图1H大体提供的，静态支撑结构100可以在相反端处进一步包括多个支撑本体120，多个支撑本体120联接到多个构件110中的一个以上。这样，至少一个构件可以经由支撑本体120固定在相反端处。又进一步，一个以上的其他构件可以从支撑本体120中的一个以上悬臂伸出。

现在参考图1B至图1H，大体提供了静态支撑结构100的进一步示范性实施例的侧向横截面视图。在参照图1B至图1H大体提供的实施例中，多个构件110限定至少一个构件，作为限定初始刚度的主构件111。多个构件110进一步限定至少一个构件，作为限定一个以上的次级刚度的次级构件112，该一个以上的次级刚度大于或小于主构件111的初始刚度。多个构件110每个皆以邻近布置安置并且在多个构件110中的两个以上的构件之间限定间隙140。例如，间隙140可以限定在多个构件110中的主构件111与次级构件112之间。间隙140可以进一步限定在每个次级构件112之间。

在各种实施例中，间隙140可以限定大致恒定的横截面面积。例如，参照图1A至图1C，间隙140可以沿着纵向方向L限定大致恒定的横截面面积或体积。这样，在大致未加载状态期间，多个构件110中的一对之间的距离(如，沿着深度D在主构件111和邻近的次级构件112之间的距离，或者，两个邻近的次级构件112之间的距离，等)可以相对于沿着纵向方向L的位置大致恒定。例如，大致未加载状态可以大体限定，小于使多个构件110中的一个以上变形或挠曲所必需的阈值的、施加到静态支撑结构100的载荷。

在其他实施例中，诸如参照图1D，间隙140可以限定在大致未加载状态期间沿着纵向方向L大致可变的横截面面积或体积。例如，间隙140可以限定外形或曲线轮廓，使得多个构件110中的邻近对之间的横截面面积或距离沿着纵向方向L变动。在一个实施例中，当载荷沿着载荷方向130施加到邻近构件110时，间隙140的可变横截面面积至少部分地符合邻近构件110的曲率。

在另一实施例中，诸如参照图1D大体示出的，主构件111可以限定沿着纵向方向L基本恒定的横截面面积或体积，并且邻近的次级构件112中的一个以上可以限定沿着纵向方向L大致可变的横截面面积或体积，使得在阈值载荷状态或在阈值载荷状态以上至少部分地符合主构件111的变形或挠曲。例如，诸如上面所描述的，阈值载荷状态可以是到构件110(如，主构件111)上的使得构件110沿着载荷方向130挠曲的最小载荷。

又在各种实施例中，间隙140可以限定在大致未加载状态期间沿着横向方向T、深度D或两者大致可变的横截面面积。例如，诸如下面参照图4B进一步示出和描述的，间隙140可以限定外形或曲线轮廓，使得多个构件110中的邻近对之间的横截面面积或距离沿着横向方向T和/或深度D变动。在一个实施例中，当载荷沿着载荷方向130施加到邻近构件110时，间隙140的可变横截面面积至少部分地符合邻近构件110的曲率。

参考回到图1A至图1H连同参照图2至图5所提供的横截面视图一起，多个构件110可以进一步沿着静态支撑结构100的深度D以邻近布置安置。更具体地，多个构件110沿着深度D的邻近布置可以是沿着载荷方向，诸如由箭头130，130A和130B示意性地示出的。这样，包括沿着载荷方向130为邻近布置的多个构件110的静态支撑结构100限定非线性的载荷与挠曲关系，诸如参照图6A至图6D所提供的图表(如，图表600A，600B，600C，600D)中大体例示的。

参考图6A至图6B，连同图1至图5一起，沿着载荷方向130为邻近布置的多个构件110可以限定由载荷的斜率或力与挠曲关系限定的多个不同的线性刚度，以便限定静态支撑结构100的整体非线性刚度。例如，参照图1A，多个构件110中的每个构件皆可以限定初始刚度(如，多个构件110可以限定多个主构件111，诸如参照图1B至图1H所示出和描述的)。诸如参照图6A所示出和描述的，第一刚度关于图表600A可以经由载荷或力与挠曲关系图表600A的第一斜率601例示。参考图1A连同图6A一起，随着初始载荷130A或载荷130B接触构件110，每一对构件110之间限定的间隙140随着初始加载的构件挠曲到邻近构件上而减小到零。例如，随着载荷130A增加，沿着深度D限定在施加载荷(如，载荷130A)的构件110与直接邻近的构件110之间的第一间隙141朝向零减小。当第一间隙141为零时，另一对邻近的构件110至少部分地接收施加到邻近构件110的载荷130A。随着载荷130A增加，限定在相对于第一间隙141的邻近的一对构件110之间的第二间隙142减小到零。

作为另一示例，随着施加初始载荷130A并且第一间隙141减小到零，静态支撑结构100限定第一斜率601，诸如参照图6A中的图表600A所示出的。当第一间隙141为零并且多个构件110缩小第二间隙142时，静态支撑结构100限定与第一斜率601不同的第二斜率602，诸如参照图6A中的图表600A所示出的。在各种实施例中，可以限定N对构件110之间的N个间隙，以便相对于载荷或力与挠曲关系图表600A限定N个刚度的N个斜率。

在另一实施例中，诸如参照图1B至图1E所示出和描述的，主构件111限定初始刚度，诸如由载荷或力与挠曲关系图表600A，600B，600C，600D的第一斜率601限定的图表600A，600B，600C，600D中所例示的。随着主构件111的挠曲随初始载荷增加而增加，限定在主构件111和次级构件112之间的第一间隙141减小到零。当第一间隙141为零并且主构件111挠曲到限定小于或大于主构件111的初始刚度的刚度的次级构件112上时，静态支撑结构100限定第二刚度(如，初始加载的构件和随后加载的构件的组合刚度)，第二刚度由载荷与挠曲关系图表600A，600B，600C，600D的第二斜率602限定。随着主构件111和次级构件112的挠曲随载荷(如，载荷130A或载荷130B)增加而增加，限定在邻近的多个次级构件112与主构件111之间的第二间隙142减小。又进一步，随着主构件111和多个次级构件112的挠曲随载荷增加而增加，限定在邻近的多个次级构件112与主构件111之间的附加的间隙进一步减小。随着每个附加的第二构件112随每个间隙140减小到零而彼此接触，静态支撑结构100限定第N刚度，第N刚度由载荷与挠曲关系图表600的第N斜率603限定。

随着载荷增加或减小，静态支撑结构100在期望载荷阈值下使刚度斜率变化，在604处所例示的。每个阈值604大致对应于每一对构件110之间的每个间隙140闭合。例如，如前所述，第一斜率601与第二斜率602之间的阈值604可以大致对应于邻近的对构件110挠曲到彼此上。例如，邻近的对构件110挠曲到彼此上可以包括，主构件111挠曲到次级构件112上，使得第一间隙141为零。作为另一示例，如前所述，第二斜率602与第N斜率603之间的阈值604可以大致对应于，主构件111和一个以上的次级构件112挠曲到另外的次级构件112的一个以上上，使得第一间隙141、第二间隙142和包括第N间隙的多个间隙140为零。

应当理解，尽管参照多个构件110闭合到彼此上以基于挠曲增加到期望阈值604及以上而将间隙140中的一个以上限定为零来描述图600A，600B，600C，600D和静态支撑结构100，但是，静态支撑结构100能够进一步操作成使得多个构件110从彼此打开或分离，以基于挠曲减小到期望阈值604以下而使间隙140中的一个以上增加到大于零。这样，应当理解，间隙140可以至少基于静态支撑结构100的多个构件110的挠曲而打开和闭合，从而操作是可逆的(如，挠曲或变形是弹性的)。

现在参考图6A，图表600A大体描绘限定双非线性布置的静态支撑结构100的力或载荷与挠曲关系曲线，诸如参照图1A至图1E、图3A至图3B以及更下面的图4B进一步示出和描述的。例如，图表600A可以沿着相反方向的力或载荷和挠曲来限定静态结构100的非线性刚度或者多个不同的线性刚度(如，刚度601，602，603，等)。在静态支撑结构100的各种实施例中，诸如参照图1A至图1E大体示出和描述的，多个构件110可以沿着深度D或载荷方向130大致对称地限定和安置，使得图表600A沿着相反的载荷和挠曲方向大致相等和相反。例如，多个构件110沿着第一载荷方向130的总刚度相对于多个构件110沿着与第一载荷方向130相反的第二载荷方向130的总刚度在幅度上大致相等。

在其他实施例中，诸如参照图1F至图1H，静态支撑结构100可以沿着深度D或载荷方向130非对称地限定或安置多个构件110，使得图表600A相对于相反的载荷和挠曲方向限定不相等的多个刚度。例如，多个构件110可以限定沿着第一载荷方向130安置的多个刚度、尺寸和/或材料，与另一多个构件110沿着第二载荷方向130限定另一多个刚度、尺寸和/或材料不同，第二载荷方向130与第一载荷方向130相反。这样，多个构件110沿着第一载荷方向130的总刚度与多个构件110沿着与第一载荷方向130相反的第二载荷方向130的总刚度不同。

现在参考图6B，图表600B大体描绘限定单非线性布置的静态支撑结构100的力或载荷与挠曲关系曲线，诸如参照图2A至图2B、图4A进一步示出和描述的，以及与图6B一起在静态支撑结构100的示范性实施例里进一步描绘的。例如，图表600B可以限定沿着第一载荷方向130A的静态结构100的非线性刚度或者多个不同的线性刚度(如，刚度601，602，603，等)，使得多个构件110沿着第一载荷方向130A挠曲。在静态支撑结构100的各种实施例中，诸如参照图2A至图2B、图4A和图6B大致示出和描述的，多个构件110可以沿着深度D或载荷方向130大致非对称地限定和布置，从而图表600B限定非线性曲线和大致线性曲线，非线性曲线沿着第一载荷方向130A包括多个刚度(如，斜率601，602，603)和刚度拐点或阈值604，大致线性曲线沿着与第一载荷方向130A相反的第二载荷方向130B包括单个刚度斜率605。

例如，当载荷沿着第一载荷方向130A施加到主构件111时，静态支撑结构100沿着第一载荷方向130A的总刚度大致由沿着第一载荷方向130A接合的多个构件110(如，主构件111和一个以上的次级构件112)限定。作为另一示例，当载荷沿着与第一载荷方向130A相反的第二载荷方向130B施加到主构件111时，静态支撑结构100沿着第二载荷方向130B的总刚度大致由主构件111限定，因为次级构件112大致未加载。

现在参考图6C，相对于所提供的静态支撑结构100的另一实施例，大致提供了载荷或力与挠曲关系图表600C的另一示范性实施例，诸如参照图6C所示出的。在这种实施例中，静态支撑结构100可以将多个构件110的主构件111限定为比在一个以上的次级构件112处限定的第二刚度中的一个以上大的第一刚度。随着初始载荷130A施加到主构件111，主构件111限定诸如参照斜率601大体描绘的刚度。随着第一间隙141减小直到载荷130A使主构件111挠曲到次级构件112上，诸如对应于图表600C中的阈值604，静态支撑结构100限定诸如参照斜率602所描绘的刚度。在参照图表600C大体示出的实施例中，主构件111可以限定大于次级构件112的第一刚度，使得与斜率602对比，斜率601相比于载荷的变化限定相对较小的挠曲。

现在参考图6D，相对于所提供的静态支撑结构100的另一实施例，大致提供了力与挠曲关系图表600D的另一示范性实施例，诸如参照图6D所示出的。在这种实施例中，静态支撑结构100可以将多个构件110中的主构件111限定为比在一个以上的次级构件112处限定的第二刚度中的一个以上小的第一刚度。随着初始载荷130A施加到主构件111，主构件111限定诸如参照斜率601大体描绘的刚度。随着第一间隙141减小直到载荷130A使主构件111挠曲到次级构件112上，诸如对应于图表600D中的阈值604，静态支撑结构100限定诸如参照斜率602所描绘的刚度。在参照图表600D大体示出的实施例中，主构件111可以限定小于次级构件112的第一刚度，使得与斜率602对比，斜率601相比于载荷的变化限定相对更大的挠曲。在各种实施例中，诸如参照图1E大体示出的，静态支撑结构100可以进一步包括在多个构件110中的一对以上之间的间隙140内的粘性材料115。在各种实施例中，粘性材料115进一步限定粘弹性材料。粘性材料115可以进一步提供或改进静态支撑结构100或静态支撑结构100所联接的机械系统10(如，图8至图10)的阻尼。例如，粘性材料115可以至少部分地隔离振动、抑制噪声或共振，或者减少由于施加到静态支撑结构100或周围的机械系统10(如，图8至图10)的载荷或载荷变化或者载荷的频率变化造成的冲击。粘性材料115的各种实施例可以限定至少部分地在多个构件110中的一对以上之间(如，在主构件111与邻近的次级构件112之间，或在邻近的次级构件对112之间，等)的间隙140内应用的凝胶或泡沫。作为另一示例，静态支撑结构100可以进一步限定在含有粘性流体的封闭腔或容器内，使得粘性流体可以进到间隙140，以便限定粘性材料115。在各种实施例中，粘性材料115限定液压流体、润滑剂(如，油、燃料、燃油等)、无定形聚合物、半结晶聚合物、生物聚合物、沥青、非牛顿流体等、或者限定适当粘性特性的金属和/或液体。

参考回到图1至图4，在一个实施例中，多个构件110中的主构件111限定标称尺寸。限定次级构件112的一个以上的其他构件110限定与主构件111的标称尺寸不同(如，小于或大于)的第二尺寸中的一个以上。

在一个实施例中，诸如参照图1B至图1H大体提供的，主构件111的标称尺寸沿着纵向方向L延伸到最大长度。次级构件112沿着纵向方向L延伸到第二长度中的一个以上，第二长度中的一个以上小于或等于主构件111的最大长度。

在另一实施例中，诸如参照图2至图3大体提供的，主构件111的标称尺寸沿着横向方向T延伸到最大宽度。次级构件112沿着横向方向T延伸到第二宽度中的一个以上，第二宽度中的一个以上小于主构件111的最大宽度。

在再一实施例中，诸如参照图4A至图4B和图6C大体提供的，主构件111的标称尺寸沿着深度D延伸到最大深度。次级构件112沿着深度D延伸到第二深度中的一个以上，第二深度中的一个以上小于主构件111的最大深度。

在又一实施例中，诸如参照图6D大体提供的，次级构件112的尺寸沿着深度D延伸到最大深度。主构件111沿着深度D延伸到标称深度，标称深度小于次级构件112的最大深度。这样，次级构件112可以限定大于主构件111的标称尺寸的尺寸。

在各种实施例中，诸如参照图2A至图2B和3A至图3B大体示出的，多个构件110可以限定大致矩形的横截面区域。在其他实施例中，诸如参照图4B大体示出的，多个构件110中的一个以上可以限定大致圆形、卵形、椭圆形或新月形的横截面区域。又在各种实施例中，多个构件110的对之间的间隙140可以限定沿着横向方向T和/或深度D的可变横截面面积或距离，诸如上面所描述的。

参考回到图2A至图2B，静态支撑结构100中的多个构件110的各种实施例可以以单非线性布置来限定，诸如参照图6B所描述的。例如，多个构件110可以沿着静态支撑结构100的深度D以尺寸递减的顺序布置。更具体地，多个构件110可以沿着深度D以刚度或横截面面积递减的方式布置。例如，最外侧或最内侧的构件110可以限定主构件111。第一次级构件刚度的次级构件112(诸如，在构件113示出的)安置成直接邻近于主构件111，第一次级构件刚度限定成小于主构件111的最大刚度。第二次级构件刚度的次级构件112(诸如，在构件114示出的)安置成直接邻近于限定第一次级构件刚度的次级构件113，第二次级构件刚度限定成小于第一次级构件刚度。这样，从第一方向施加(如，直接施加到主构件111上)的载荷可以限定静态支撑结构100的第一载荷与挠曲关系的非线性曲线，其与从第二方向施加(如，直接施加到次级构件112上)的载荷的第二载荷与挠曲关系的非线性曲线不同。

现在参考图3A至图3B，静态支撑结构100的多个构件110的各种实施例可以以双非线性布置来限定，诸如参照图6A所描述的。例如，参考图3A，多个构件110可以布置成，其中沿着深度D围绕主构件111。作为另一示例，参考图3B，多个构件110可以布置成，其中次级构件112沿着深度D安置在一对以上的主构件111之间。在一个实施例中，诸如参照图3B所示出的，多个次级构件112沿着次级构件112的深度D限定在安置在外部的一对主构件111之间。在另一实施例中，次级构件112限定邻近于主构件111的第一刚度次级构件113。限定第二刚度次级构件114的次级构件112沿着深度D限定成邻近于第一刚度次级构件113或者在第一刚度次级构件113之间。

现在参考图5，静态支撑结构100可以限定多个构件110的径向非线性布置。多个构件110相对于中心线轴线12以大体同心布置来限定。在一个实施例中，为同心布置的多个构件110可以进一步以单非线性布置来限定，诸如参照图2A至图2B所示出和描述的。在另一实施例中，为同心布置的多个构件110可以进一步以双非线性布置来限定，诸如参照图3A至图3B所示出和描述的。

现在参考图7，大体提供了包括多个构件110的静态支撑结构100的示范性实施例。大体提供的示范性实施例进一步包括联接到多个构件110中的一个以上的载荷构件150。载荷构件150可以大体联接到多个构件110中的至少主构件111。载荷构件150可以大体限定机械或热载荷大致在该处施加到静态支撑结构100的表面，以便使得多个构件110中的一个以上能够挠曲到彼此上。例如，载荷构件150可以大体限定轴承界面，来自转子组件90(图8至图9)的离心或热载荷可以在轴承界面处施加到静态支撑结构100。

静态支撑结构100的各种实施例可以包括在机械系统10中，诸如参照图8至图9大体提供的。在各种实施例中，静态支撑结构100可以大体限定用于旋转结构的壳体或静态支撑件。在另一实施例中，静态支撑结构100可以限定用于轴承组件的静态支撑件。

现在参考图8至图9连同图7一起，机械系统10可以大体限定任何承载系统，诸如但不限于，挠性联接件、固定结构、桁架、挂架、杆、支柱、梁、框架、壳体或支架。例如，现在参考图8，大体提供了可以并入本公开的各种实施例的限定燃气涡轮发动机的示范性机械系统10的示意性局部横截面侧视图。尽管文中进一步描述为涡轮风扇发动机，但是，限定燃气涡轮发动机的机械系统10可以限定涡轮轴、涡轮螺旋桨或涡轮喷气燃气涡轮发动机，包括船用和工业发动机及辅助动力单元，或蒸汽涡轮发动机。在进一步的实施例中，机械系统10可以进一步至少部分地限定基于地面、海洋或空气的交通工具系统。又在各种实施例中，机械系统10可以进一步限定包括静态结构支撑件的任何合适系统。

如图8所示，出于参考目的，机械系统10具有延伸经过其中的纵向或轴向中心线轴线12。轴向方向A与轴向中心线轴线12共向地延伸，用于参考。机械系统10进一步限定上游端99和下游端98，用于参考。大体上，机械系统10可以包括风扇组件14和安置在风扇组件14下游的核心发动机16。

核心发动机16可以大体包括大致筒状的外壳18，外壳18限定环形入口20。外壳18以连续流动关系包围或至少部分地形成：具有增压器或低压(LP)压缩机22的压缩机部分，高压(HP)压缩机24，燃烧部分26，包括高压(HP)涡轮28的涡轮部分，低压(LP)涡轮30，以及喷气排放喷嘴部分32。高压(HP)转子轴34使HP涡轮28驱动地连接到HP压缩机24。低压(LP)转子轴36使LP涡轮30驱动地连接到LP压缩机22。LP转子轴36还可以连接到风扇组件14的风扇轴38。在特定实施例中，如图1所示，LP转子轴36可以诸如以间接驱动或齿轮驱动构造经由减速齿轮组件40连接到风扇轴38。减速齿轮组件40的各种实施例可以限定但不限于，行星齿轮组件、星形齿轮组件等，或者各种复合齿轮组件，或者任何其他合适的齿轮组件。

如图8所示，风扇组件14包括多个风扇叶片42，多个风扇叶片42联接到风扇轴38并且从风扇轴38径向向外延伸。环形风扇壳体或舱室44在周向上围绕风扇组件14和/或核心发动机16的至少一部分。对于本领域技术人员而言，应当理解，舱室44可以构造成通过多个周向上间隔开的出口导向静叶或支柱而被相对于核心发动机16支撑。另外，舱室44的至少一部分可以在核心发动机16的外部分上边延伸，以便在其间限定旁通气流通道48。

应当理解，轴34，36、压缩机22，24和涡轮28，30的组合限定机械系统10的转子组件90。例如，HP轴34、HP压缩机24和HP涡轮28可以限定机械系统10的HP转子组件。相似地，LP轴36、LP压缩机22和LP涡轮30的组合可以限定机械系统10的LP转子组件。机械系统10的各种实施例可以进一步包括风扇轴38和风扇叶片42，作为LP转子组件的一部分。在其他实施例中，机械系统10可以进一步限定风扇转子组件，风扇转子组件经由风扇轴38和减速齿轮组件40至少部分地与LP线轴机械地断开联接。又进一步的实施例可以进一步限定一个以上的中间转子组件，该一个以上的中间转子组件由中间压力压缩机、中间压力轴以及安置在LP转子组件与HP转子组件之间的中间压力涡轮(相对于连续空气动力学流动布置)限定。

在机械系统10操作期间，由箭头74示意性地示出的空气流进入由风扇壳体或舱室44限定的机械系统10的入口76。由箭头80示意性地示出的一部分空气通过至少部分地经由外壳体18限定的核心入口20进入核心发动机16。随着空气流80流过压缩机22，24的接续级段时，空气流80越来越被压缩，诸如由箭头82示意性地示出的。压缩空气82进入燃烧部分26，并且与液体或气体燃料混合并被点燃以产生燃烧气体86。在从喷气排放喷嘴部分32排放之前，燃烧气体86释放能量以驱动HP转子组件和LP转子组件的旋转。从燃烧气体86释放能量进一步驱动包括风扇叶片42的风扇组件14的旋转。进入发动机的一部分空气74绕过核心发动机16并流过旁通气流通道48，诸如由箭头78示意性地示出的。

参考图9，大体提供了限定风力涡轮的机械系统10的示范性实施例。限定风力涡轮的机械系统10可以包括风力涡轮叶片或风扇组件14和舱室44。舱室44可以进一步在其中含有或容纳发电及控制部件。风力涡轮叶片或风扇组件14包括联接到涡轮或风扇轴38的多个叶片42。涡轮或风扇轴38可以进一步联接到减速齿轮组件40。减速齿轮组件40进一步经由转子轴36联接到涡轮30。涡轮30可以进一步联接到舱室44内的发电部件或者是舱室44内的发电部件中的部件。空气流74穿过多个叶片42以驱动风力涡轮叶片或风扇组件14的旋转。减速齿轮组件40将多个叶片42的相对较慢的转速转换成涡轮30处的相对较快的转速，以产生动力。

操作机械系统10可能遇到：由于如转子组件90中的不平衡造成的不希望的载荷状态或振动模式，在转子组件90的各种转速范围内遇到的共振模式，不期望的结构故障或部件解离，内部或外部的物体损坏，不期望的燃烧动态，发动机失速或喘振，不稳定流动，或者，阵风或横风。其他不期望的振动或载荷状态可能因转子组件90相对于周围壳体的偏心引起，在各种实施例中，周围壳体包括绕着转子组件90限定的静态支撑结构100。这种偏心可能因在转子组件90处相对于周围壳体的周向和/或径向热不对称引起，导致转子组件90相对于轴向中心线12与周围壳体偏心地旋转(如，弯曲转子状态)。

这样，静态支撑结构100可以遍布机械系统10安置，以提供对多个载荷与挠曲关系的斜率可操作的可变刚度结构，诸如参照图6所示出和描述的。例如，静态支撑结构100可以至少部分地限定一个以上的壳体，该一个以上的壳体围绕风扇组件14(如，舱室44)、压缩机22，24、涡轮28，30(如，外壳18)，或者，诸如包括安置在转子组件90与静态支撑结构100之间的一个以上轴承元件160的轴承组件。又各种实施例可以至少部分地将静态支撑结构100限定为轴，诸如但不限于，风扇轴38、LP轴34或HP轴36(图8)。又进一步，尽管未进一步详细示出，但是，静态支撑结构100可以进一步至少部分地是支撑机械系统10的支架、桁架、框架或塔架。例如，静态支撑结构100可以将限定涡轮发动机的机械系统10(如，图8至图9)联接到交通工具，诸如飞行器或基于地面的交通工具，或者联接到固定结构，诸如发电系统。

现在参考图10，大体提供了诸如参照图8至图9大体示出和描述的机械系统10的一部分的示范性示意图。示意图提供静态支撑结构100放置在机械系统10内的示范性实施例。例如，静态支撑结构100可以更具体地限定用于减速齿轮组件40的支撑结构。静态支撑结构100可以大体提供非线性支撑刚度，诸如文中参照图1至图9所描述的。例如，诸如从转子组件90经过减速齿轮组件40到风扇组件14(如，诸如参照齿轮式燃气涡轮发动机)的载荷以及载荷或其频率变化，使静态支撑结构100能够提供诸如文中所描述的挠曲的非线性变化。作为另一示例，诸如从风扇组件14经过减速齿轮组件40到转子组件90(如，诸如参照风力涡轮)的载荷以及载荷或其频率变化，使静态支撑结构100能够提供诸如文中所描述的挠曲的非线性变化。

又参考图10，静态支撑结构100可以进一步联接到一个以上的轴承元件160或壳体(如，外壳18、舱室44等)，以便相对于施加到静态支撑结构100的载荷提供挠曲的非线性变化。

文中示出和描述的静态支撑结构100的各种实施例可以通过制造方法(诸如但不限于增材制造或3D打印方法、铸造、锻造或其组合)来形成。其他实施例可以经由一个以上的加工方法或结合方法(诸如但不限于焊接、钎焊、粘合剂结合、摩擦结合等)形成静态支撑结构100。材料可以包括适于承载静态结构的一个以上的材料，诸如但不限于，限定弹性极限使多个构件110能够弹性变形到彼此上的材料。例如，多个构件110中的一个以上的材料的弹性极限可以适用于使构件110能够沿着载荷方向130挠曲至少对应于间隙140的距离。

文中示出和描述的静态支撑结构100的各种实施例可以包括限定多个刚度和/或弹性极限的多个材料。例如，主构件111可以限定第一材料，并且次级构件112中的一个以上可以限定与第一材料变化地相似和/或不同的另一材料中的一个以上。作为另一示例，次级构件112可以限定大致等于主构件111的尺寸，同时，诸如经由沿着纵向方向L、横向方向T、深度D或其组合的不同尺寸，来限定小于或大于主构件111的初始刚度的刚度。

该书面描述使用示例来公开该发明，包括最佳模式，还使本领域的普通技术人员能够实践该发明，包括制造和使用任何设备或系统，并施行任何并入的方法。本发明的专利权范围由权利要求书来限定，可以包括本领域技术人员容易想到的其他示例。如果该示例包括与权利要求的文字语言并无不同的结构元件的话，或者，如果该示例包括与权利要求书的文字语言无实质不同的等同结构元件的话，这种其他示例意在包括于权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种静态支撑结构(100)，其特征在于，所述静态支撑结构(100)包含：

两个以上的构件(110)，所述两个以上的构件(110)联接到支撑本体且沿着纵向方向延伸，其中，所述多个构件(110)中的每一个构件沿着载荷方向以邻近布置被安置，并且其中，所述多个构件(110)中的每一对邻近的构件在其间限定间隙(140)，并且进一步，其中，所述多个构件(110)提供所述静态支撑结构(100)的非线性的力与挠曲关系。

2.如权利要求1所述的静态支撑结构(100)，其特征在于，所述多个构件(110)中的至少一个构件限定主构件(111)，所述主构件(111)限定初始刚度，并且进一步，其中，所述多个构件(110)中的至少一个构件限定一个以上的次级刚度，所述一个以上的次级刚度小于或大于所述初始刚度。

3.如权利要求1所述的静态支撑结构(100)，其特征在于，所述多个构件(110)中的至少一个构件包含主构件(111)，所述主构件(111)包含标称尺寸，并且其中，所述多个构件(110)中的所述至少一个构件包含一个以上的次级构件(112)，所述一个以上的次级构件(112)包含与所述标称尺寸不同的一个以上的次级尺寸。

4.如权利要求3所述的静态支撑结构(100)，其特征在于，其中，所述标称尺寸沿着深度被限定，其中，所述深度对应于所述载荷方向。

5.如权利要求1至4中任一项所述的静态支撑结构(100)，其特征在于，其中，所述多个构件(110)包含单非线性布置。

6.如权利要求5所述的静态支撑结构(100)，其特征在于，其中，所述多个构件(110)沿着所述静态支撑结构(100)的深度以尺寸递减的顺序以邻近布置被安置。

7.如权利要求5所述的静态支撑结构(100)，其特征在于，其中，所述多个构件(110)沿着所述静态支撑结构(100)的深度以非对称布置被安置。

8.如权利要求1至4中任一项所述的静态支撑结构(100)，其特征在于，其中，所述多个构件(110)包含双非线性布置。

9.如权利要求8所述的静态支撑结构(100)，其特征在于，其中，一个以上的次级构件(112)沿着所述静态支撑结构(100)的深度被安置在一对以上的主构件(111)之间。

10.如权利要求8所述的静态支撑结构(100)，其特征在于，其中，一个以上的主构件(111)沿着所述静态支撑结构(100)的深度被安置在一对以上的次级构件(112)之间。

11.如权利要求1至10中任一项所述的静态支撑结构(100)，其特征在于，其中，所述多个构件(110)分别围绕轴向中心线轴线(12)至少部分地周向延伸，并且其中，所述多个构件(110)分别从所述轴向中心线轴线(12)以径向布置被安置。

12.如权利要求1至11中任一项所述的静态支撑结构(100)，其特征在于，进一步包含：

粘性材料(115)，所述粘性材料(115)至少部分地被安置在所述多个构件(110)中的一对构件之间限定的所述间隙(140)内。

13.如权利要求1至12中任一项所述的静态支撑结构(100)，其特征在于，所述间隙(140)包含沿着所述纵向方向、横向方向、深度或其组合的大致恒定的横截面面积。

14.如权利要求1至13中任一项所述的静态支撑结构(100)，其特征在于，所述间隙(140)包含沿着所述纵向方向、横向方向、深度或其组合的大致可变的横截面面积。

15.如权利要求1至14中任一项所述的静态支撑结构(100)，其特征在于，进一步包含：

载荷构件(150)，所述载荷构件(150)联接到所述静态支撑结构(100)的所述多个构件(110)中的一个以上的构件。