專利名稱：整體開口的增強結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及整體開口的增強結構
背景技術：
飛行器包括大量增強結構。因此，人們知道增強結構包括沿第一方向例如飛行器的縱向定向的第一組加強件，以及沿與第一方向垂直的第二方向定向的第二組加強件。在這種情況下，由加強件限定的區域也叫做正方形或長方形的網袋或網格。也已經知道的是，增強結構包括沿60°的方向定向的三組增強結構。這些結構具有各向同性的特性，這就為它們提供了所想要的機械特性。所以，法國專利申請FR2009/0056286提出一種用于這類結構的分析方法來確定尺寸的方法。根據圖I所示的第一實施方式，增強結構10包括一些結點12，不同方向的三個加強件14. 1,14. 2,14. 3在這些結點處相交。這三個加強件最好沿彼此間形成60°角的三個方向定向。在這種情況下，所有的網格為等腰三角形。這種結構也稱作“等網格”(Isogrid)。根據另一個實施方式，該結構包括一些結點，在結點處只有不同方向的兩個加強件相交。在這種情況下，該結構包括一些三角形網格，其他的為六邊形網格。這種結構被稱為“不等網格”(Anisogrid)。“等網格”式的結構提供的機械特性特別是屈曲方面的性能更好，“不等網格”式結構的六邊形網格的穩定性不是很好，有可能降低該結構的屈曲強度。將稱作“等網格”或“不等網格”的金屬結構用于飛行器制造中。本發明尤其是涉及“等網格”式的增強結構。根據一種應用，可以將增強結構與面板塊結合。在這種情況下，增強結構固定到面板塊的一個表面上。 根據另一種應用，增強結構可以單獨使用。在這種情況下，沒有用面板塊來封住各加強件之間的間隙。在有些情況下，應當用一個與加強件的平面基本平行的管道通過這些增強結構。當該管道的直徑小于網格而且該管道不應當與增強結構相連時，這樣沒有任何問題。同樣，當與增強結構結合的面板塊有一個直徑小于網格的開口時，這樣也沒有任何問題。當管道(或開口)的截面大于網格時和/或當該管道應當與該結構相連時，這就成了問題。如圖2A所示，當在增強結構10中開設一個長方形開口 16時，該增強結構包括一個與該增強結構的加強件相連的長方形周邊加強件18。開口和周邊加強件的這些形狀并不適合于增強結構，因為這些形狀嚴重影響其機械特性。如圖2B所示，當管道穿過增強結構10或與該增強結構相連時，配置一個與增強結構的加強件相連并且包括一個開口 22的周邊加強件或周邊圓環20。這種方案與圖2A的方案相比，可以獲得很好的整體化效果。
本發明旨在改進這種整體化，限制“等網格”式的增強結構中開口的影響。
發明內容
為此，本發明的目的是一種增強結構，該結構包括加強件和結點，三個不同方向的加強件在結點處相交，加強件的表面設置在與同一平面垂直的各個平面中，所述增強結構包括至少一個開口，其特征在于由周邊加強件形成的六邊形帶狀件圍繞所述開口。
下面通過結合附圖對僅作為例子的說明書的描述將會更清楚地理解本發明的其他特征和優點，其中圖I是“等網格”式的增強結構的透視圖；圖2A是現有技術的具有開口的“等網格”式的增強結構正視圖；圖2B是現有技術的具有管道固定環的“等網格”式的增強結構正視圖；圖3A是根據本發明第一實施方式的具有管道固定環的“等網格”式的增強結構正視圖；圖3B是連接有一個管道的圖3A的增強結構的剖視圖；圖4是根據本發明另一變型的具有管道固定環的“等網格”式的增強結構正視圖；圖5是根據本發明第一變型的具有開口的“等網格”式的增強結構正視圖；和圖6是根據本發明另一變型的具有開口的“等網格”式的增強結構正視圖。
具體實施例方式如圖I所示，增強結構10包括結點12，不同方向的三個加強件14. I、14. 2、14. 3在這些結點處相交。有利地，這三個加強件沿彼此間形成60°角的三個方向定向。在這種情況下，所有網格均為等腰三角形。這種結構也稱作“等網格”(Isogrid)。加強件14. 1,14. 2,14. 3是截面為長方形的元件，其寬度明顯小于長度。加強件
14.I、14. 2、14. 3的側面設置在兩個平行的平面中，這些加強件的表面設置在與相同平面垂直的各平面中。對于下面的描述，用加強件是指截面基本為長方形的元件，其寬度明顯小于長度。根據所述變型，這種加強結構可以與或不與面板塊24結合，該面板塊固定在加強件14. I、14. 2、14. 3的側面上。該加強結構可以是金屬的，也可以用任何其他材料例如復合材料制成。因為這種加強結構是本領域技術人員公知的，所以不再詳述。根據圖3A、3B、4_6所示的變型，增強結構10包括至少一個開口 26。根據圖3A、3B和4所示的變型，增強結構10包括一個壁28，圓形開口 26開設在該壁中，該壁包括將至少一個通向開口 26處的管道34固定的裝置32。通常，將該壁28設置在一個與加強件垂直的平面中。調整尺寸，特別是厚度，以便保證管道34和增強結構10之間的力傳輸。根據圖3B所示的實施方式，管道34的端部包括一個其前表面緊貼壁28的表面中的一個表面的凸緣36。
根據一種應用，可以將壁28插在兩個端對端放置的管道之間，開口 26確保兩個管道內部之間的連續性。根據圖3B所示的另一應用，只有一個管道的端部緊貼壁28的表面中的一個表面。根據一個實施方式，固定裝置32可以是螺栓形式或鉚釘形式，它們分別經開設在壁上的孔38和開設在一個或多個凸緣36上的孔38’穿過壁28和一個或多個管道的一個或多個凸緣36。連接裝置32設置在開口 26和周邊加強件40形成的六邊形帶狀件之間。固定裝置、管道均不再作詳細描述，因為它們可以采用很多形式。
根據本發明，壁28的周邊形狀為六邊形，該壁的周邊有一些周邊加強件40，六邊形的每一條邊一個加強件，兩兩相連。優選地，周邊加強件40的截面與增強結構10的加強件14. I、14. 2、14. 3的相同。最好沿增強結構10的加強件14. 1,14. 2,14. 3的三個方向設置周邊加強件。根據圖3A所示的第一變型，該變型適合于比值d/a大于或等于l(d是開口 26的直徑，a是兩個結點12之間的網格尺寸或加強件14. 1,14. 2,14. 3的長度)，而周邊加強件40不同于增強結構10的加強件14. 1、14.2、14.的情形。在這種情況下，利用輔助加強件44將周邊加強件40的各個連接點42與相鄰的結點12連接。有利地，輔助加強件44的截面與增強結構10的加強件14. I、14. 2、14. 3的相同。根據該變型，各個周邊加強件優選有相同的長度。根據開口 26的位置，輔助加強件44可以與增強結構10的加強件14. I、14. 2、14. 3對齊，也可以不對齊。根據圖4所示的另一變型，該變型適合于比值d/a小于1，而至少某些周邊加強件是增強結構10的加強件14. I、14. 2、14. 3的情形。如圖4所示，四個周邊加強件是設置在開口 26兩邊的結點12處的兩兩相連的結構加強件的一部分，利用兩個與增強結構10的加強件14. 1,14. 2,14. 3不同的專用周邊加強件40將各對加強件部分相連。這兩個加強件40相互平行，優選相對于連接結點12的軸線46對稱設置，增強結構10的用作周邊加強件的加強件14. 1,14. 2,14. 3在結點處相交。在這種情況下，周邊加強件40不一定形成等腰六邊形。根據圖5和6所示的另一變型，開口 26可以讓沒有連接到增強結構的管道通過，或是可以使兩個被結合到增強結構上的面板塊24分隔開的區域連通。根據這些變型，由形成六邊形的周邊加強件40限定開口 26。根據圖6所示的另一變型，該變型適合于比值d/a小于1，至少某些周邊加強件是增強結構10的加強件14. I、14. 2、14. 3的情形。如圖5所示，四個周邊加強件是設置在開口 26兩邊的結點12處的兩兩相連的結構加強件的一部分，利用兩個與增強結構10的加強件14. 1,14. 2,14. 3不同的專用周邊加強件40將各對加強件部分相連。這兩個加強件40相互平行，優選相對于連接結點12的軸線46對稱設置，增強結構10的用作周邊加強件的加強件14. 1,14. 2,14. 3在結點處相交。在這種情況下，周邊加強件40不一定形成等腰六邊形。根據圖6所示的一個變型，該變型適合于比值d/a大于或等于l(d是開口 26的直徑，a是兩個結點12之間的網格尺寸或加強件14. I、14. 2、14. 3的長度)，周邊加強件40不同于增強結構10的加強件14. 1,14. 2,14. 3的情形。在這種情況下，利用輔助加強件44將周邊加強件40的各個連接點42與相鄰的結點12連接。輔助加強件44的截面優選與周邊加強件40的相同。根據該變型，各個周邊加強件優選有相同的長度。根據開口 26的位置，輔助加強件44可以與增強結構10的加強件14. I、14. 2、14. 3對齊，也可以不對齊。根據所有的變 型，開口 26由形成限定該開口 26的六邊形帶狀件的周邊加強件40所環繞，這如圖5和6所示，或者該帶狀件是對其內開設有開口 26的壁28加強，這如圖3B和4所示。輔助加強件44的存在和它們繞開口 26的配置隨比值d/a和/或周邊加強件40相對于增強結構10的其他加強件14. I、14. 2、14. 3的位置而變化。
權利要求
1.一種增強結構，其包括加強件(14. 1、14. 2、14. 3)和結點(12)，其中不同方向的三個加強件(14. I、14. 2、14. 3)在所述結點處相交，所述加強件(14. I、14. 2、14. 3)的表面設置在與同一平面垂直的各平面中，所述增強結構包括至少一個開口(26)，其特征在于，所述開口(26)被由周邊加強件(40)形成的六邊形帶狀件所圍繞。
2.根據權利要求I所述的增強結構，其特征在于，所述周邊加強件(40)是不同于所述增強結構的所述加強件(14. 1、14.2、14.3)，兩個周邊加強件(40)的每個連接點(42)通過輔助加強件(44)與相鄰的結點(12)相連。
3.根據權利要求2所述的增強結構，其特征在于，所述周邊加強件(40)具有相同的長度。
4.根據權利要求2或3所述的增強結構，其特征在于，所述輔助加強件(44)具有與所述周邊加強件(40)相同的截面。
5.根據權利要求2-4之一所述的增強結構，其特征在于，所述輔助加強件(44)與所述增強結構的所述加強件(14. I、14. 2、14. 3)對齊。
6.根據權利要求I所述的增強結構，其特征在于，所述六邊形帶狀件由所述增強結構的兩對加強件(14. 1，14. 2，14. 3)的部分構成，所述各對加強件的部分通過與所述增強結構(10)的加強件(14. 1,14. 2,14. 3)不同的兩個加強件(40)相連接。
7.根據權利要求6所述的增強結構，其特征在于，與所述增強結構(10)的加強件(14. 1,14. 2,14. 3)不同的所述周邊帶狀件的所述加強件(40)相互平行，并且相對于通過所述結點(12)的軸線(46)對稱設置，形成六邊形帶狀件的一部分的所述增強結構(10)的加強件(14. I、14. 2、14. 3)在所述結點處相交。
8.根據上述任一權利要求所述的增強結構，其特征在于，所述六邊形帶狀件的所述加強件具有與所述增強結構(10)的所述加強件(14. 1,14. 2,14. 3)相同的截面。
9.根據上述任一權利要求所述的增強結構，其特征在于，該結構包括一個壁(28)，在該壁中開設有通過六邊形帶狀件加強的開口(26)。
10.根據權利要求9所述的增強結構，其特征在于，在所述開口(26)和由所述周邊加強件(40)形成的六邊形帶狀件之間設置有連接裝置(32)。
全文摘要
本發明的目的是提供一種增強結構，其包括加強件(14.1、14.2、14.3)和結點(12)，其中不同方向的三個加強件(14.1、14.2、14.3)在所述結點處相交，加強件(14.1、14.2、14.3)的表面設置在與同一平面垂直的各平面中，所述增強結構包括至少一個開口(26)，其特征在于，用一些周邊加強件(40)形成的六邊形帶狀件圍繞所述開口(26)。
文檔編號B64C1/00GK102616365SQ20121002786
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月30日 優先權日2011年1月31日
發明者保羅·梅西納, 熱拉爾·庫杜恩特, 皮埃爾·拉魯梅, 阿諾·托內勒 申請人:空中客車運營簡化股份公司