WO2009056729A2 - Pieces bombees en materiau composite avec raidisseurs - Google Patents

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WO2009056729A2
WO2009056729A2 PCT/FR2008/051900 FR2008051900W WO2009056729A2 WO 2009056729 A2 WO2009056729 A2 WO 2009056729A2 FR 2008051900 W FR2008051900 W FR 2008051900W WO 2009056729 A2 WO2009056729 A2 WO 2009056729A2
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symmetry
plane
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PCT/FR2008/051900
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WO2009056729A3 (fr
Inventor
Vincent Le Talbodec
Ronan Jopeck
Original Assignee
Constructions Industrielles De La Mediterranee Cnim
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
    • B64C1/06—Frames; Stringers; Longerons ; Fuselage sections
    • B64C1/10—Bulkheads

Definitions

  • the invention relates to a curved piece of composite material and a structure containing a volume and having such a piece.
  • Such composite parts form, for example, bulkheads in structures containing a volume and which are intended to be used under internal or external pressure, such as for example tanks, tanks or aircraft fuselages.
  • the present invention relates to a curved piece of composite material made by infusion of liquid resin in a single brewing operation as opposed to multistage coke operations.
  • stiffeners which can fulfill both the stiffener and the fastening support functions and which can, in addition, withstand the forces which resulting .
  • This task is particularly difficult when the structure is not flat, but when it is curved or curved.
  • the object of the invention is therefore to provide a curved piece of composite material that can have expanded mechanical properties and offers increased mounting possibilities.
  • the curved piece can be made easier, or more economically than before.
  • the object of the invention is achieved with a curved piece of composite material having one or more radii of curvature, comprising a partition with a convex face, a concave face and a peripheral edge, as well as stiffeners.
  • the convex face is provided with hollow stiffeners and the concave face is provided with solid stiffeners.
  • the arrangement of the stiffeners according to the invention makes it possible to produce the part by infusion of resin in a single operation and thus to reduce the manufacturing time of the part in a manner significant. More generally, the use of a composite material for producing the stiffeners and peripheral reinforcements makes it possible to reduce the mass of the part and at the same time increase the performances compared to those obtained with metallic elements.
  • the curved piece may furthermore, according to the chosen embodiment, have one or more of the following characteristics, considered in isolation or in any technically possible combination: the peripheral edge is provided with a continuous reinforcement extending over the entire periphery partition; the peripheral edge is provided with several peripheral reinforcements for locally increasing the thickness of the partition by adding fibers; the peripheral reinforcements consist of fiber elements impregnated with resin;
  • peripheral reinforcements are formed during the preparation of the partition by laying additional fibers
  • the hollow stiffeners are arranged radially;
  • the hollow stiffeners are arranged outside a central area without stiffeners
  • the part has a plane of symmetry normal to the wall and the hollow stiffeners are arranged symmetrically with respect to the plane of symmetry; the solid stiffeners are arranged parallel to each other;
  • the piece has a plane of symmetry normal to the wall and solid stiffeners are arranged parallel and symmetrically with respect to the plane of symmetry; the peripheral reinforcements are arranged symmetrically with respect to the plane of symmetry; the hollow stiffeners are of omega form.
  • the object of the invention is also achieved with a structure containing a volume and which is intended to be used under internal or external pressure, the structure comprising a curved piece of composite material as described above.
  • Such a structure can have essentially two forms, namely an elongated shape and a spherical or at least approximately spherical shape.
  • one and / or the other of its two opposite ends comprises a curved piece of composite material as described above.
  • the structure may also comprise, either alone or at the same time as one and / or the other end, a curved piece of composite material as described above, this part forming or forming part of a partitioning partition. delimiting, for example in the fuselage of an aircraft, a compartment relative to the rest of the fuselage.
  • Another example of application for an elongated structure according to the invention is a cylindrical reservoir for a gas or a liquid under pressure or likely to be exposed to external pressures, for example when it is buried or placed under water. 'water.
  • the two ends of the tank are formed by curved pieces of composite material as described above.
  • part of its envelope comprises a curved piece of composite material as described above.
  • FIG. 1 shows the convex side of a curved piece of composite material according to one embodiment of the invention
  • Figure 2 shows the concave side of the part of Figure 1
  • FIG. 3 represents a hollow stiffener in cross section along line III-III of FIG.
  • FIG. 4 shows a solid stiffener in cross section along the line IV-IV of Figure 1;
  • FIG. 5 shows a peripheral reinforcement in cross section along the line V-V of Figure 1.
  • FIG. 1 is a view of the convex face of a curved piece of composite material which, according to the invention, comprises a partition 1 with a convex face
  • Figure 2 is a view on the concave face of this piece.
  • the partition 1 is formed by a monolithic composite structure, obtained by superposition of several fiber layers, for example several layers of fabric made of carbon fibers, Kevlar ® fibers or other fibers of a or of several suitable types, and by impregnation of these fibers with a resin.
  • the partition 1 has, in projection along an axis passing through a center C of the workpiece and oriented perpendicularly to the surface of the partition in this center C, the shape of an ellipse.
  • the curved piece is thus symmetrical with respect to a plane of symmetry PS normal to the partition 1 passing through the center C and oriented along the small axis of the ellipse.
  • the curved shape of the workpiece results from a set of radii of curvature varying between a minimum radius of curvature which determines the curvature of the workpiece in the plane of symmetry PS and a maximum radius of curvature which determines the curvature in a plane passing through the center C and which is perpendicular to the plane of symmetry PS.
  • the part according to the invention may have, without departing from the principle of the present invention, different shapes, symmetrical or not, and does not necessarily have a surface of revolution.
  • the partition 1 can be made with a constant thickness or with a variable thickness depending on the location on the wall.
  • Figure 1 also shows the arrangement of eight hollow stiffeners 2 on the convex face 11 of the curved piece. However, the number of hollow stiffeners 2 is variable, it can be even or odd.
  • Each of the hollow stiffeners 2 is made of a composite material with an omega cross section shown in FIG.
  • the eight stiffeners 2 are arranged on the partition 1, from the periphery of a central zone 6 without stiffeners, radially and diametrically opposed by two: two of these hollow stiffeners are arranged symmetrically and in the direction of the plane of PS symmetry of the curved piece, two other hollow stiffeners 2 are arranged perpendicular to the plane of symmetry PS and the remaining four hollow stiffeners 2 are oriented approximately along diagonals of a rectangle in which the hollow stiffeners 2 are oriented respectively according to the plane of symmetry PS and perpendicular to it, as width and as length of the rectangle.
  • the shape of a hollow stiffener 2 is characterized by the dimensions of the different parts forming the profile in cross section, namely the width of each of the two base portions 2IL, 2IR and their thickness A, the width of the crown portion 22 and its thickness B, the width of the sloping portions 23L, 23R and their thickness C, the values of the angles 24L, 24R defined between each of the base portions 2IL, 2IR and the corresponding sloping portion 23L or 23R, the values of the angles 25L, 25R defined between each of the sloping portions 23L, 23R and the crown portion 22, as well as the total width D of the hollow stiffener 2 and its height E.
  • Figure 2 shows the arrangement of four solid stiffeners 3 on the concave face 12 of the curved piece.
  • the number of solid stiffeners 3 is variable, but still even, as explained below.
  • Each of the solid stiffeners 3 is made of a single-piece composite material and is of solid shape and formed for example with a J-shaped cross section shown in FIG. 4.
  • the stiffeners 3 are arranged parallel to each other and parallel to the plane of PS symmetry of the piece.
  • the arrangement of the solid stiffeners 3, that is to say their arrangement and their orientation, is symmetrical with respect to the plane of symmetry PS.
  • the solid stiffeners 3 each have a cross section in the form of J.
  • Each solid stiffener 3 comprises a core 31 extending between a base portion 32, 34 and a transverse portion 33.
  • the core 31, the portion 32 of the base portion and the transverse portion 33 form a C-section which is leaned against an L-shaped section formed by the portion 34 of the base portion of the stiffener and a portion 35 which increases the thickness of the 31 on a portion of the height thereof. While the transverse portion 33 and the core 31 generally form a right angle, the base portion 32, 34 and the core 31 do not do so because of the curved shape of the partition 1 and the need to orient the core 31 in a plane parallel to the plane of symmetry PS of the curved piece.
  • the shape of the solid stiffeners 3 is furthermore characterized by the dimensions of the different parts forming the cross-section in J, namely the height F of the stiffener, the widths G, H respectively of the part 34 and the part 32 of the part of base of the stiffener, the width I of the transverse portion 33 and the thicknesses J, K and L respectively of the portions 32, 34 of the base portion, the core 31 and the transverse portion 33.
  • the solid stiffeners 3 are arranged symmetrically with respect to the plane of symmetry PS. This concerns not only their spacing with respect to said plane PS, but also the orientation of the transverse portions 33. Indeed, the solid stiffeners 3 are oriented so that the transverse portion 33 of each of the stiffeners shows towards the plane of symmetry PS.
  • the outer or peripheral edge 4 of the partition 1 is provided, on the entire periphery of the partition, with a peripheral reinforcement 5 made of a composite material.
  • the reinforcement 5 is shown in FIG. 5 in a transverse section in position on the peripheral edge 4 of a partition 1. It is however recalled that, as indicated above, the outer edge 4 may equally well be provided with several reinforcements devices each of which only reinforces a sector of the peripheral edge.
  • the peripheral reinforcements 5 make it possible to locally increase the thickness of the partition 1 by adding resin-impregnated fibers.
  • the length of the reinforcements 5 is variable. More particularly, these reinforcements may have a break in shape with the geometry of the shape of the partition 1. Thus, for example, the reinforcements 5 may form an angle with the surface of the partition on which they are arranged, maintaining the symmetry of the partition relative to the plane of symmetry PS of the room.
  • the outer edge 4 may itself be out of shape with the generally convex shape of the partition 1, for example forming an angle therewith, and be reinforced in the angular portion.
  • the outer edge 4 of the partition 1 forms an angle with an adjacent intermediate portion 6 of the partition 1, which extends in continuity with the outer and inner surfaces 11 and 12 of the partition 1.
  • the peripheral reinforcement 5 has a portion 51 disposed on the intermediate portion 6 of the partition 1 and a portion 52 disposed on the outer edge 4 of the partition 1.
  • the separation between the partition 1 and the reinforcement 5 is represented by a broken line 53 to indicate that, advantageously but not necessarily, the reinforcement 5 is not a separate piece such as a hollow stiffener 2 or a stiffened stiffener 3, but a part formed at the same time as the partition 1.
  • the single peripheral reinforcement 5, or in case of several sectoral peripheral reinforcements 5 each of them is realized - like the partition 1 - by the installation of a set of synthetic fibers, carbon or other suitable materials or by superposition of fabrics of such fibers and impregnation of the fibers with a resin. It follows that the fibers or fabrics of the reinforcement 5 can be laid in two different ways.
  • the partition 1 it is posed - from the outside to the inside of the partition to form - first the fibers or fabrics for the partition 1 and the fibers or fabrics are then laid for the reinforcement 5. Then, all these fibers or fabrics are impregnated of a resin.
  • the thickness P of the partition 1 is increased in the intermediate portion 6 to a thickness N and that the thickness of the edge 4 is increased to a thickness M.
  • the thicknesses M and N can be equal to each other just as they can be different from each other.
  • the curved piece of the invention is stiffened on both sides, and the stiffening can be optimized by varying the mechanical properties of the stiffeners by the choice of resin and fibers and by the choice of the geometry of the stiffener. Another element of influence on the mechanical properties of the stiffeners is the orientation of the fibers according to the mechanical stresses.
  • the omega shape makes it possible to obtain a significant effect of stiffening the piece by providing inertia on the convex face.
  • the radiating arrangement makes it possible to obtain symmetrical resistance in the case of a part having a surface of revolution. In addition, this arrangement allows to extract the cores stiffeners, which are used during the manufacture of the curved piece.
  • the solid shape makes it possible to bring an inertia to the concave surface of the structure, and this in particular in the direction of a biased stress. parallel to the axis passing through the central portion C.

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Abstract

L'invention concerne une pièce bombée en matériau composite ayant un ou plusieurs rayons de courbe, comprenant une cloison (1) avec une face convexe (11), une face concave et un bord périphérique, ainsi que des raidisseurs (2). Selon l'invention, la face convexe (11) est pourvue de raidisseurs creux (2) et la face concave est pourvue de raidisseurs pleins. L'invention concerne également une structure qui renferme un volume et est destinée à être utilisée sous pression interne ou externe, et qui comprend une telle pièce bombée.

Description

« Pièces bombées en matériau composite avec raidisseurs ».
L'invention concerne une pièce bombée en matériau composite ainsi qu'une structure renfermant un volume et comportant une telle pièce.
De telles pièces composites forment par exemple des cloisons étanches dans des structures renfermant un volume et qui sont destinées à être utilisées sous pression interne ou externe, comme par exemple des réservoirs, des citernes ou des fuselages d'avion.
Plus particulièrement, la présente invention concerne une pièce bombée en matériau composite réalisée par infusion de résine liquide en une seule opération d'infusion par opposition à des opérations de cocuisson en plusieurs étapes .
Il existe de nombreuses structures composites pourvues de raidisseurs. Un exemple en est décrit dans le document US-A-2006/172121. Il s'agit d'une structure plate comportant des raidisseurs disposés de manière à former une grille. Cette grille est posée sur un côté de la structure plate.
Bien que de tels agencements de renfort aient fait leurs preuves, il n'en reste pas moins qu'ils entraînent des limitations en ce qui concerne les propriétés mécaniques de la structure, les efforts que la structure est capable de supporter et l'utilisation de la structure, notamment lorsqu'il s'agit d'utiliser la structure comme un élément d'interface de fixation. En effet, les propriétés mécaniques d'une structure en matériau composite dépendent essentiellement de la nature des fibres, tissées ou non, utilisées pour former le squelette de la structure et de la nature de la résine avec laquelle les fibres sont imbibées. Ceci est également valable pour des raidisseurs réalisés en matériau composite. Et les efforts que la structure est capable de supporter dépendent ensuite, pour partie, des dimensions et de la forme des raidisseurs.
En conséquence, si la structure doit être utilisée comme interface de fixation, il faut la pourvoir de raidisseurs qui puissent remplir à la fois le rôle de raidisseur et celui de support de fixation et qui puissent, de plus, supporter eux-mêmes les efforts qui en découlent .
Cette tâche est particulièrement difficile lorsque la structure n'est pas plate, mais lorsqu'elle est courbe ou bombée.
Le but de l'invention est en conséquence de proposer une pièce bombée en matériau composite qui puisse avoir des propriétés mécaniques élargies et qui offre des possibilités de montage augmentées. Avantageusement, la pièce bombée peut être réalisée de manière plus facile, voire de manière plus économique qu' auparavant .
Le but de l'invention est atteint avec une pièce bombée en matériau composite ayant un ou plusieurs rayons de courbure, comprenant une cloison avec une face convexe, une face concave et un bord périphérique, ainsi que des raidisseurs .
Conformément à l'invention, la face convexe est pourvue de raidisseurs creux et la face concave est pourvue de raidisseurs pleins.
Grâce à ces dispositions de l'invention, il est possible de cumuler les propriétés mécaniques de chaque type de raidisseurs et, par l'obtention d'une synergie des effets, d'obtenir un raidissement optimisé de la pièce selon l'application spécifique qui en est faite. Il en résulte une grande plage de variations des propriétés mécaniques de la pièce bombée en fonction des variations des paramètres élémentaires de définition des raidisseurs et des renforts périphériques . De plus, les dispositions de l'invention permettent de proposer des zones d'interface pour la fixation d'éléments sur la face concave. Enfin, pour ne citer ici que les avantages les plus importants, l'agencement des raidisseurs selon l'invention permet de réaliser la pièce par infusion de résine en une seule opération et de réduire ainsi le temps de fabrication de la pièce d'une manière significative. De manière plus générale, l'utilisation d'un matériau composite pour la réalisation des raidisseurs et des renforts périphériques permet de réduire la masse de la pièce et d'augmenter en même temps les performances par rapport à celles obtenues avec des éléments métalliques.
La pièce bombée peut avoir en outre, selon le mode de réalisation choisi, l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, considérées isolément ou selon toute combinaison techniquement possible : le bord périphérique est pourvu d'un renfort continu s 'étendant sur la périphérie entière de la cloison ; le bord périphérique est pourvu de plusieurs renforts périphériques permettant d'augmenter localement l'épaisseur de la cloison par ajout de fibres ; les renforts périphériques sont constitués par des éléments en fibres imprégnées de résine ;
- les renforts périphériques sont formés au cours de la préparation de la cloison par une pose de fibres additionnelles ;
- les raidisseurs creux sont disposés de manière rayonnante ;
- les raidisseurs creux sont disposés en dehors d'une zone centrale démunie de raidisseurs ;
- la pièce comporte un plan de symétrie normal à la cloison et les raidisseurs creux sont disposés symétriquement par rapport au plan de symétrie ; les raidisseurs pleins sont disposés parallèlement les uns aux autres ;
- la pièce comporte un plan de symétrie normal à la cloison et les raidisseurs pleins sont disposés parallèlement et symétriquement par rapport au plan de symétrie ; les renforts périphériques sont disposés symétriquement par rapport au plan de symétrie ; - les raidisseurs creux sont de forme en oméga.
Le but de l'invention est également atteint avec une structure renfermant un volume et qui est destinée à être utilisée sous pression interne ou externe, la structure comprenant une pièce bombée en matériau composite telle que décrite plus haut.
Une telle structure peut avoir essentiellement deux formes, à savoir une forme allongée et une forme sphérique ou au moins approximativement sphérique.
Dans le cas d'une structure allongée selon l'invention, l'une et/ou l'autre de ses deux extrémités opposées comprend une pièce bombée en matériau composite telle que décrite plus haut. Toutefois, la structure peut également comprendre, soit seule soit en même temps que l'une et/ou l'autre extrémité, une pièce bombée en matériau composite telle que décrite plus haut, cette pièce formant ou faisant partie d'une cloison de compartimentation délimitant, par exemple dans le fuselage d'un avion, un compartiment par rapport au reste du fuselage . Un autre exemple d'application pour une structure allongée selon l'invention est un réservoir cylindrique pour un gaz ou un liquide sous pression ou susceptible d'être exposé à des pressions extérieures, par exemple lorsqu'il est enterré ou posé en plongée sous l'eau. Dans ce cas, les deux extrémités du réservoir sont formées par des pièces bombées en matériau composite telle que décrites plus haut .
Dans le cas d'une structure sphérique ou au moins approximativement sphérique selon l'invention, une partie de son enveloppe comprend une pièce bombée en matériau composite telle que décrite plus haut.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci- après d'un mode de réalisation de la pièce de l'invention. La description est faite en références aux dessins dans lesquels : - la figure 1 représente le côté convexe d'une pièce bombée en matériau composite selon un mode de réalisation de l'invention ; la figure 2 représente le côté concave de la pièce de la figure 1 ; - la figure 3 représente un raidisseur creux en coupe transversale suivant la ligne III-III de la figure
I ;
- la figure 4 représente un raidisseur plein en coupe transversale suivant la ligne IV-IV de la figure 1 ; et
- la figure 5 représente un renfort périphérique en coupe transversale suivant la ligne V-V de la figure 1.
La figure 1 est une vue sur la face convexe d'une pièce bombée en matériau composite qui, selon l'invention, comporte une cloison 1 avec une face convexe
11, une face concave 12 et un bord périphérique 4, ainsi que huit raidisseurs creux 2 disposés sur la face convexe
II et quatre raidisseurs pleins 3 disposés sur la face concave 12. La figure 2 est une vue sur la face concave de cette pièce.
Dans l'exemple représenté, la cloison 1 est formée par une structure composite monolithique, obtenue par superposition de plusieurs couches de fibres, par exemple plusieurs couches de tissu en fibres de carbone, fibres de Kevlar® ou en d'autres fibres d'un ou de plusieurs types appropriés, et par imprégnation de ces fibres par une résine. La cloison 1 présente, en projection selon un axe passant par un centre C de la pièce et orienté perpendiculairement a la surface de la cloison en ce centre C, la forme d'une ellipse. La pièce bombée est ainsi symétrique par rapport à un plan de symétrie PS normal à la cloison 1 passant par le centre C et orienté suivant le petit axe de l'ellipse. La forme bombée de la pièce résulte d'un ensemble de rayons de courbure variant entre un rayon de courbure minimal qui détermine la courbure de la pièce dans le plan de symétrie PS et un rayon de courbure maximal qui détermine la courbure dans un plan passant par le centre C et qui est perpendiculaire au plan de symétrie PS.
Toutefois, il convient de préciser que la pièce selon l'invention peut avoir, sans sortir du principe de la présente invention, différentes formes, symétriques ou non, et ne présente pas nécessairement une surface de révolution. De plus, la cloison 1 peut être réalisée avec une épaisseur constante ou avec une épaisseur variable selon l'endroit considéré sur la cloison. La figure 1 représente par ailleurs l'agencement de huit raidisseurs creux 2 sur la face convexe 11 de la pièce bombée. Toutefois, le nombre de raidisseurs creux 2 est variable, il peut être pair ou impair.
Chacun des raidisseurs creux 2 est réalisé en un matériau composite avec une section transversale en oméga représentée sur la figure 3.
Les huit raidisseurs 2 sont disposés sur la cloison 1, à partir de la périphérie d'une zone centrale 6 démunie de raidisseurs, de manière rayonnante et diamétralement opposés par deux : deux de ces raidisseurs creux sont disposés symétriquement et dans le sens du plan de symétrie PS de la pièce bombée, deux autres raidisseurs creux 2 sont disposés perpendiculairement au plan de symétrie PS et les quatre raidisseurs creux 2 restants sont orientés approximativement suivant des diagonales d'un rectangle dans lequel s'inscrivent les raidisseurs creux 2 orientés respectivement suivant le plan de symétrie PS et perpendiculairement à celui-ci, comme largeur et comme longueur du rectangle . La forme d'un raidisseur creux 2 est caractérisée par les dimensions des différentes parties formant le profil en coupe transversale, à savoir la largeur de chacune des deux parties de base 2IL, 2IR et leur épaisseur A, la largeur de la partie de sommet 22 et son épaisseur B, la largeur des parties en pente 23L, 23R et leur épaisseur C, les valeurs des angles 24L, 24R définis entre chacune des parties de base 2IL, 2IR et la partie correspondante en pente 23L ou 23R, les valeurs des angles 25L, 25R définis entre chacune des parties en pente 23L, 23R et la partie de sommet 22, ainsi que par la largeur totale D du raidisseur creux 2 et sa hauteur E.
La figure 2 représente l'agencement de quatre raidisseurs pleins 3 sur la face concave 12 de la pièce bombée. Toutefois, le nombre de raidisseurs pleins 3 est variable, mais toujours pair, comme cela est expliqué ci- après.
Chacun des raidisseurs pleins 3 est réalisé en un matériau composite monobloc et est de forme pleine et formé par exemple avec une section transversale de forme en J représentée sur la figure 4. Les raidisseurs 3 sont disposés parallèlement entre eux et parallèlement par rapport au plan de symétrie PS de la pièce. De plus, l'agencement des raidisseurs pleins 3, c'est-à-dire leur disposition et leur orientation, est symétrique par rapport au plan de symétrie PS . Dans l'exemple de réalisation représenté, les raidisseurs pleins 3 ont chacun une section transversale en forme de J. Chaque raidisseur plein 3 comporte une âme 31 s 'étendant entre une partie de base 32, 34 et une partie transversale 33. L'âme 31, la partie 32 de la partie de base et la partie transversale 33 forment un profilé en C auquel est adossé un profilé en L formé par la partie 34 de la partie de base du raidisseur et une partie 35 qui augmente l'épaisseur de l'âme 31 sur une partie de la hauteur de celle-ci. Alors que la partie transversale 33 et l'âme 31 forment généralement un angle droit, la partie de base 32, 34 et l'âme 31 ne le font pas en raison de la forme bombée de la cloison 1 et la nécessité d'orienter l'âme 31 suivant un plan parallèle au plan de symétrie PS de la pièce bombée .
La forme des raidisseurs pleins 3 est par ailleurs caractérisée par les dimensions des différentes parties formant la section transversale en J, à savoir la hauteur F du raidisseur, les largeurs G, H respectivement de la partie 34 et de la partie 32 de la partie de base du raidisseur, la largeur I de la partie transversale 33 et les épaisseurs J, K et L respectivement des parties 32, 34 de la partie de base, de l'âme 31 et de la partie transverse 33.
Comme décrit plus haut et indiqué sur la figure 2 par les numéros de référence des différentes parties de deux des raidisseurs 3, les raidisseurs pleins 3 sont disposés de manière symétrique par rapport au plan de symétrie PS. Ceci concerne non seulement leur espacement par rapport audit plan PS, mais aussi l'orientation des parties transversales 33. En effet, les raidisseurs pleins 3 sont orientés de manière que la partie transversale 33 de chacun des raidisseurs montre vers le plan de symétrie PS .
Le bord extérieur ou périphérique 4 de la cloison 1 est pourvu, sur le pourtour entier de la cloison, d'un renfort périphérique 5 réalisé en un matériau composite. Le renfort 5 est représenté sur la figure 5 en une coupe transversale en position sur le bord périphérique 4 d'une cloison 1. Il est cependant rappelé que, comme indiqué plus haut, le bord extérieur 4 peut tout aussi bien être pourvu de plusieurs renforts périphériques dont chacun ne renforce qu'un secteur du bord périphérique.
En effet, les renforts périphériques 5 permettent d'augmenter localement l'épaisseur de la cloison 1 par l'ajout de fibres imprégnées de résine. La longueur des renforts 5 est variable. Plus particulièrement, ces renforts peuvent présenter une rupture de forme avec la géométrie de la forme de la cloison 1. Ainsi, par exemple, les renforts 5 peuvent former un angle avec la surface de la cloison sur laquelle ils sont disposés, en conservant la symétrie de la cloison par rapport au plan de symétrie PS de la pièce. Selon le même principe, le bord extérieur 4 peut lui-même être en rupture de forme avec la forme générale bombée de la cloison 1, par exemple former un angle avec celle-ci, et être renforcé dans la partie angulaire.
Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 5, le bord extérieur 4 de la cloison 1 forme un angle avec une partie adjacente intermédiaire 6 de la cloison 1, qui s'étend en continuité de forme avec les surfaces extérieures 11 et intérieures 12 de la cloison 1.
Le renfort périphérique 5 comporte une partie 51 disposée sur la partie intermédiaire 6 de la cloison 1 ainsi qu'une partie 52 disposée sur le bord extérieur 4 de la cloison 1.
Sur la figure 5, la séparation entre la cloison 1 et le renfort 5 est représentée par une ligne interrompue 53 pour signaler que, avantageusement mais non nécessairement, le renfort 5 n'est pas une pièce distincte comme un raidisseur creux 2 ou un raidisseur plein 3 , mais une pièce formée en même temps que la cloison 1. En effet, le renfort périphérique unique 5, ou en cas de plusieurs renforts périphériques sectoriels 5 chacun d'entre eux, est réalisé - comme la cloison 1 - par la pose d'un ensemble de fibres synthétiques, de carbone ou d'autres matériaux appropriés ou par superposition de tissus en de telles fibres et par imprégnation des fibres avec une résine. Il s'ensuit que les fibres ou tissus du renfort 5 peuvent être posés de deux façons différentes. Selon la première, on pose - de l'extérieur vers l'intérieur de la cloison à former - d'abord les fibres ou les tissus pour la cloison 1 et on pose en suite les fibres ou tissus pour le renfort 5. Ensuite, l'ensemble de ces fibres ou tissus est imprégné d'une résine.
Selon la seconde façon, on pose en alternance un tissu ou une couche de fibres pour la cloison 1, un tissu ou une couche de fibres pour le renfort 5, un tissu ou une couche de fibres pour la cloison 1 etc. Ensuite, l'ensemble enchevêtré de ces fibres ou tissus est imprégné d'une résine.
Quelle que soit la façon selon laquelle le bord extérieur 4 de la cloison 1 est renforcé, il en résulte que l'épaisseur P de la cloison 1 est augmentée dans la partie intermédiaire 6 à une épaisseur N et que l'épaisseur du bord 4 est augmentée à une épaisseur M. Les épaisseurs M et N peuvent être égales entre elles tout comme elles peuvent être différentes l'une de l'autre.
Grâce aux dispositions décrites ci avant et représentées sur les dessins, la pièce bombée de l'invention est raidie sur les deux côtés, et le raidissement peut être optimisé en variant les propriétés mécaniques des raidisseurs par le choix de la résine et des fibres et par le choix de la géométrie du raidisseur. Un autre élément d'influence sur les propriétés mécaniques des raidisseurs est l'orientation des fibres selon les sollicitations mécaniques. Pour les raidisseurs destinés à être disposés du côté convexe de la pièce bombée, la forme en oméga permet d'obtenir un effet important de raidissement de la pièce en apportant de l'inertie sur la face convexe. La disposition rayonnante permet d'obtenir une résistance symétrique dans le cas d'une pièce ayant une surface de révolution. De plus, cette disposition permet d'extraire les noyaux des raidisseurs, qui sont utilisés lors de la fabrication de la pièce bombée.
Pour les raidisseurs destinés à être disposés du côté concave, la forme pleine permet d'apporter une inertie à la surface concave de la structure, et cela en particulier dans le sens d'une sollicitation orientée parallèlement à l'axe passant par la partie centrale C.

Claims

REVEMDICATIONS
1. Pièce bombée en matériau composite ayant un ou plusieurs rayons de courbure, comprenant une cloison (1) avec une face convexe (11) , une face concave (12) et un bord périphérique (4), ainsi que des raidisseurs (2, 3), caractérisée en ce que la face convexe (11) est pourvue de raidisseurs creux (2) et en ce que la face concave (12) est pourvue de raidisseurs pleins (3) .
2. Pièce selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bord périphérique (4) est pourvu de renforts périphériques (5) .
3. Pièce selon la revendication 1 ou 2 , caractérisée en ce que les raidisseurs creux (2) sont disposés de manière rayonnante.
4. Pièce selon la revendication 3, caractérisée en ce que les raidisseurs creux (5) sont disposés partant d'une zone centrale (6) démunie de raidisseurs (5) .
5. Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les raidisseurs pleins (3) sont disposés parallèlement les uns aux autres.
6. Pièce selon l'une quelconque des revendications
1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte un plan de symétrie (PS) normal à la cloison (1) et en ce que les raidisseurs (2, 3) d'au moins une des faces (11, 12) de la cloison (1) sont disposés symétriquement par rapport au plan de symétrie (PS) .
7. Pièce selon l'une quelconque des revendications
2 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte un plan de symétrie (PS) normal à la cloison (1) et en ce que les renforts périphériques (5) sont disposés symétriquement par rapport au plan de symétrie (PS) .
8. Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les raidisseurs creux (2) sont de forme en oméga.
9. Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les raidisseurs pleins (3) sont de forme en J.
10. Structure renfermant un volume et destinée à être utilisée sous pression interne ou externe, caractérisée en ce qu'elle comprend une pièce bombée selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.
11. Structure allongée renfermant un volume et destinée à être utilisée sous pression interne ou externe, caractérisée en ce qu'elle comprend à ses extrémités ou à l'intérieur d'elle-même une pièce bombée selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, servant comme opercule ou comme cloison délimitant un compartiment .
12. Structure sphérique ou au moins approximativement sphérique renfermant un volume et destinée à être utilisée sous pression interne ou externe, caractérisée en ce qu'une partie de son enveloppe comprend une pièce bombée selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150144736A1 (en) * 2013-11-27 2015-05-28 Airbus Operations Gmbh Pressure bulkhead for an aircraft and device as well as method for manufacturing an aircraft structural component
CN107554748A (zh) * 2016-07-01 2018-01-09 陕西飞机工业（集团）有限公司 一种飞机尾段气密端框
US10384759B2 (en) 2014-05-26 2019-08-20 Airbus Operations Gmbh Pressure bulkhead for an aircraft fuselage

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3049927B1 (fr) * 2016-04-07 2018-04-20 Airbus Operations Troncon d'aeronef comprenant une cloison de pressurisation

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3394841A (en) * 1966-12-19 1968-07-30 Standard Oil Co Underground liquid storage system
DE1559151A1 (de) * 1965-02-03 1970-07-30 Eggert Dr Ing Helmut A Hohlrippenversteiftes Schalentragwerk
US4359167A (en) * 1979-02-14 1982-11-16 Hancor, Inc. Subterranean plastic tank
JPS62199591A (ja) * 1986-02-28 1987-09-03 三菱重工業株式会社 隔壁
US5062589A (en) * 1989-02-28 1991-11-05 Dornier Luftfahrt Gmbh Fiber reinforced pressure bulkhead with integrated frame
US20010025903A1 (en) * 1999-07-09 2001-10-04 The Boeing Company Monolithic structure with redundant load paths
US6378805B1 (en) * 1997-11-10 2002-04-30 Fischer Advanced Composite Components Ag Pressure frame designed in particular for an aircraft

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1559151A1 (de) * 1965-02-03 1970-07-30 Eggert Dr Ing Helmut A Hohlrippenversteiftes Schalentragwerk
US3394841A (en) * 1966-12-19 1968-07-30 Standard Oil Co Underground liquid storage system
US4359167A (en) * 1979-02-14 1982-11-16 Hancor, Inc. Subterranean plastic tank
JPS62199591A (ja) * 1986-02-28 1987-09-03 三菱重工業株式会社 隔壁
US5062589A (en) * 1989-02-28 1991-11-05 Dornier Luftfahrt Gmbh Fiber reinforced pressure bulkhead with integrated frame
US6378805B1 (en) * 1997-11-10 2002-04-30 Fischer Advanced Composite Components Ag Pressure frame designed in particular for an aircraft
US20010025903A1 (en) * 1999-07-09 2001-10-04 The Boeing Company Monolithic structure with redundant load paths

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150144736A1 (en) * 2013-11-27 2015-05-28 Airbus Operations Gmbh Pressure bulkhead for an aircraft and device as well as method for manufacturing an aircraft structural component
US9637215B2 (en) * 2013-11-27 2017-05-02 Airbus Operations Gmbh Pressure bulkhead for an aircraft and device as well as method for manufacturing an aircraft structural component
US10384759B2 (en) 2014-05-26 2019-08-20 Airbus Operations Gmbh Pressure bulkhead for an aircraft fuselage
CN107554748A (zh) * 2016-07-01 2018-01-09 陕西飞机工业（集团）有限公司 一种飞机尾段气密端框

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