利用堆叠碳纤维加强塑料填件的该塑料纵梁终端软化制造技术

本发明专利技术涉及一种利用堆叠碳纤维加强塑料填件的该塑料纵梁终止软化。提供了一种纵梁及对应方法，所述纵梁具有软化所述纵梁的截止设计。根据一个方面，所述纵梁包括基部凸缘、腹板和填件。所述填件包括单向纤维顶部和联接到所述顶部的堆叠层压底部。所述底部包括多个堆叠，每个堆叠均包括在所述纵梁的面积区域内具有三个对应纤维取向的三个叠层。在所述纵梁的过渡区域内，所述堆叠层压底部包括多个堆叠，每个堆叠均包括所述面积区域的第一叠层和第三叠层。根据另一方面，所述基部凸缘通过将叠层在所述过渡区域内降低而被软化。又一方面包括将所述腹板向下修整至所述填件，同时根据修整半径经由所述填件修整至接近所述基部凸缘的高度。

The end of the plastic longitudinal end is softened by using a stacked carbon fiber reinforced plastic filler

The present invention relates to the termination of softening of a plastic end member by means of a stacked carbon fiber reinforced plastic filler. The invention provides a longitudinal beam and a corresponding method, wherein the longitudinal beam has a cut-off design for softening the longitudinal beam. According to one aspect, the longitudinal beam includes a base flange, web, and fill. The fill includes a unidirectional fiber top and a stacked laminate bottom coupled to the top. The bottom includes a plurality of stacks each comprising three stacks having three corresponding fiber orientations in the area of the longitudinal beam. In the transition region of the longitudinal beam, the stacked laminate bottom includes a plurality of stacks each including a first stack and a third stack of said area. According to another aspect, the base flange is softened by lowering the stack in the transition region. Another aspect includes trimming the web downward to the fill piece and trimming the height of the base to the base flange at the same time, depending on the radius of the dressing.

【技术实现步骤摘要】
利用堆叠碳纤维加强塑料填件的该塑料纵梁终端软化
技术介绍
纵梁是常用在飞行器及其它交通工具中以使面板和交通工具蒙皮变硬的结构部件。虽然纵梁相对于平面内载荷为对应复合结构提供了足够的加强，但是纵梁截止或纵梁终止的区域可在某些条件下出现纵梁与附接结构之间的剥离或脱层。载荷路径在可能暴露于高张力载荷的纵梁截止位置处的突然中断可致使由几何偏心和作用于纵梁或附接结构的纵梁拉断力两者驱动的胶层脱层增长。解决纵梁截止的载荷中断的常规方案包括：复杂的腹板修整曲率以减小纵梁的横截面面积，与半径填料的使用关联以减轻脱层损坏增长的可能性。这些方案通常根据将被利用的纵梁的特定实施所经历的载荷专门设计。因此，具体的飞行器可能会使用许多纵梁设计，这增加了零件数目及关联的成本。针对这些及其他考虑，提出了本文所作出的公开。
技术实现思路
应该认识到，提供本
技术实现思路
以简化的形式介绍了概念的选择，这种概念的选择在下面的详细描述中会进一步描述。本
技术实现思路
并非旨在用于限制要求保护的主题的范围。本文中描述的概念和技术为具有截止设计的纵梁提供了所述纵梁的软化，并且提供了其对应方法。根据一个方面，纵梁具有限定面积区域(acreageregion)、过渡区域和截止区域的纵向长度。所述纵梁包括基部凸缘、腹板和填件。所述基部凸缘具有用于联接到交通工具蒙皮的底表面。所述腹板从所述基部凸缘延伸出来，并且包括邻近所述基部凸缘的底部和与所述底部对置的顶部边缘。所述填件具有对应于所述纵梁的所述纵向长度的填件长度并且被构造成填充限定在所述基部凸缘与所述腹板之间的纵梁空腔。所述填件包括单向纤维顶部和联接到所述顶部的堆叠层压底部。所述堆叠层压底部包括多个堆叠。所述面积区域内的每个堆叠均具有：具有第一取向的第一叠层；抵接所述第一叠层并具有第二取向的第二叠层；以及抵接所述第二叠层并具有第三叠层取向的第三叠层。在所述过渡区域内，具有所述第一叠层取向的所述第一叠层抵接具有所述第三叠层取向的所述第三叠层。根据又一方面，提供了一种用于控制复合纵梁与复合结构之间的脱层和分离的方法。所述方法包括：提供基部凸缘、腹板和填件。所述基部凸缘使纵向长度延伸经过面积区域、过渡区域和截止区域。所述腹板从所述基部凸缘延伸出来，并且包括邻近所述基部凸缘的底部和与所述底部对置的顶部边缘。所述填件具有对应于所述纵梁的所述纵向长度的填件长度并且被构造成填充限定在所述基部凸缘与所述腹板之间的纵梁空腔。提供填件的步骤包括：提供单向纤维顶部和联接到所述顶部的堆叠层压底部。所述堆叠层压底部包括多个堆叠。提供堆叠的步骤包括：使具有第一叠层取向的第一叠层抵接具有第二叠层取向的第二叠层；沿着所述填件长度的所述面积区域使所述第二叠层抵接具有第三叠层取向的第三叠层；以及将所述第二叠层终止于所述填件长度的所述过渡区域内。将所述基部凸缘的底表面粘结至所述复合结构的顶表面。根据另一方面，提供了一种具有限定面积区域、过渡区域和截止区域的纵向长度的纵梁。所述纵梁包括基部凸缘、腹板和填件。所述基部凸缘具有多个叠层并具有用于联接到交通工具蒙皮的底表面。所述基部凸缘内的叠层的数目在所述过渡区域内减小。所述腹板从所述基部凸缘延伸出来，并且包括邻近所述基部凸缘的底部和与所述底部对置的顶部边缘。所述腹板的所述顶部边缘从所述过渡区域中的第一高度修整至在所述截止区域中的腹板终止位置处接近所述底部的第二高度。所述填件具有对应于所述纵梁的所述纵向长度的填件长度并且被构造成填充限定在所述基部凸缘与所述腹板之间的纵梁空腔。所述填件包括单向纤维顶部和联接到所述顶部的堆叠层压底部。所述堆叠层压底部包括多个堆叠。所述面积区域内的每个堆叠均具有：具有第一取向的第一叠层；抵接所述第一叠层并具有第二取向的第二叠层；以及抵接所述第二叠层并具有第三叠层取向的第三叠层。在所述过渡区域内，具有所述第一叠层取向的所述第一叠层抵接具有所述第三叠层取向的所述第三叠层。已经讨论的特征、功能和优点可以在本公开的各种实施方式中独立实现，或者可在其它实施方式中进行组合，其进一步细节可以参考以下描述和附图看出。附图说明图1A是根据本文中描述的各种实施方式的复合纵梁的侧视图；图1B是根据本文中描述的各种实施方式沿着线1B-1B截取的图1A的复合纵梁的剖视图；图2A是根据本文中描述的各种实施方式的复合纵梁的立体图，图示了纵梁的各种区域和用于终止对应填件的叠层的降低位置；图2B至图2D是根据本文中描述的各种实施方式在面积区域、过渡区域和截止区域的位置处截取的与图2A的复合纵梁关联的填件的剖视图；图3A示出了根据本文中描述的各种实施方式包括具有三个对应的不同取向的三个叠层的A型堆叠的立体图及对应的分解图；图3B示出了根据本文中描述的各种实施方式包括具有两个对应的不同取向的两个叠层的B型堆叠的立体图及对应的分解图；图4A是根据本文中描述的各种实施方式的复合纵梁的侧视图，图示了用于终止基部凸缘的叠层的降低位置；图4B是根据本文中描述的各种实施方式的图4A的复合纵梁的侧视图，含基部凸缘的叠层的夸大图；图5A是根据本文中描述的各种实施方式的复合纵梁的终止端的侧视图，示出了各种腹板修整方面的细节；图5B是根据本文中描述的各种实施方式的图5A的复合纵梁的截止区域的一部分的放大视图；以及图6是示出根据本文中描述的各种实施方式用于控制复合纵梁与复合结构之间的脱层和分离的方法的流程图。具体实施方式以下详细描述涉及在终止端具有软化特性的纵梁，及其对应的提供方法。如上文讨论的，纵梁终止端或截止被设计为满足各种目标，包括：管理蒙皮-纵梁脱层，最大限度地减少低于设计极限载荷的纵梁和填件拉断损坏，并且防止低于设计最终载荷的蒙皮-纵梁脱层的强度失效。常规方案部分地依赖于纵梁的横截面面积减少，以及利用具体实施参数独有的各种纵梁截止特性。换句话说，典型的纵梁应用可包括根据每个截止位置处的目标设计参数在单个飞行器内利用的众多纵梁截止形状和设计。另外，常规的纵梁截止应用常常利用周界夹子半径填料，以通过在腹板向基部凸缘的过渡处钳制纵梁的外表面的纵梁半径来减轻扩展损坏的风险。应该注意到，这些夹子半径填料在常规纵梁的腹板和基部凸缘的外部并且不同于本文中描述的填件，所述填件占据纵梁与附接有纵梁的交通工具蒙皮或面板之间的空间，所述空间由纵梁腹板、对置的基部凸缘以及蒙皮或面板或基部纵梁材料限定。因为常规飞行器常常利用多个纵梁截止形状和设计，以及利用外径填料来钳制纵梁，所以部件的数目和关联的组装时间及成本可能过多。然而，利用本文中描述的概念和技术，纵梁设置有截止设计，改截止设计使纵梁软化以减轻或防止脱层并且与现有方案比较提供更多的拉断能力，而这样做对所有纵梁截止位置都具有通用、坚固的设计。本文中讨论的各种实施方式导致减少了部件数目和对应的组装时间及成本。在以下详细描述中，将参照形成本文一部分且通过图示的方式示出的附图、具体实施方式或示例。现在参照附图(其中在全部幅图中，相同的附图标记代表相同的元件)，将描述根据各种实施方式的纵梁截止及其设置方法。图1A示出了根据本文中描述的各种实施方式的复合纵梁或纵梁100的侧视图。图1B示出了沿着图1A中的线1B-1B截取的纵梁100的剖视图。纵梁100包括腹板102和基部凸缘104。如图1B中看出的，纵梁10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纵梁(100)，该纵梁(100)具有限定面积区域(202)、过渡区域(204)和截止区域(206)的纵向长度，所述纵梁包括：基部凸缘(104)，所述基部凸缘包括构造成用于联接到交通工具蒙皮的底表面(516)；从所述基部凸缘延伸出来的腹板(102)，所述腹板包括邻近所述基部凸缘的底部(508)和与所述底部对置的顶部边缘(506)；和填件(114)，所述填件具有基本对应于所述纵向长度的填件长度并且被构造成基本填充沿着所述纵向长度限定在所述基部凸缘与所述腹板之间的纵梁空腔，所述填件包括：单向纤维顶部(212)；联接到所述单向纤维顶部的堆叠层压底部(210)，所述堆叠层压底部包括多个堆叠(220)，所述多个堆叠均包括：沿着所述填件长度的所述面积区域的具有第一叠层取向的第一叠层、抵接所述第一叠层并具有第二叠层取向的第二叠层、和抵接所述第二叠层并具有第三叠层取向的第三叠层，以及沿着所述填件长度的所述过渡区域的具有所述第一叠层取向的所述第一叠层和具有所述第三叠层取向并抵接所述第一叠层的所述第三叠层。

【技术特征摘要】
2015.11.30 US 14/954,9601.一种纵梁(100)，该纵梁(100)具有限定面积区域(202)、过渡区域(204)和截止区域(206)的纵向长度，所述纵梁包括：基部凸缘(104)，所述基部凸缘包括构造成用于联接到交通工具蒙皮的底表面(516)；从所述基部凸缘延伸出来的腹板(102)，所述腹板包括邻近所述基部凸缘的底部(508)和与所述底部对置的顶部边缘(506)；和填件(114)，所述填件具有基本对应于所述纵向长度的填件长度并且被构造成基本填充沿着所述纵向长度限定在所述基部凸缘与所述腹板之间的纵梁空腔，所述填件包括：单向纤维顶部(212)；联接到所述单向纤维顶部的堆叠层压底部(210)，所述堆叠层压底部包括多个堆叠(220)，所述多个堆叠均包括：沿着所述填件长度的所述面积区域的具有第一叠层取向的第一叠层、抵接所述第一叠层并具有第二叠层取向的第二叠层、和抵接所述第二叠层并具有第三叠层取向的第三叠层，以及沿着所述填件长度的所述过渡区域的具有所述第一叠层取向的所述第一叠层和具有所述第三叠层取向并抵接所述第一叠层的所述第三叠层。2.根据权利要求1所述的纵梁(100)，其中，所述堆叠层压底部(210)的每个堆叠(220)均将具有所述第二叠层取向的所述第二叠层在所述纵梁的所述过渡区域(204)内的位置处终止。3.根据权利要求2所述的纵梁(100)，其中，所述多个堆叠(220)将每个堆叠的所述第二叠层接连终止于所述纵梁的所述过渡区域(204)内的不同位置，使得填件(114)的横截面面积和模量从所述纵梁的所述面积区域(202)至所述纵梁的所述截止区域(206)减小。4.根据权利要求3所述的纵梁(100)，其中，在所述纵梁的所述过渡区域(204)的中点位置，所述填件(114)包括具有第一横截面面积的所述单向纤维顶部(212)，该第一横截面面积与所述面积区域(202)的第二横截面面积大致相同，并且其中，多个堆叠(220)的近似第一半包括抵接所述第二叠层的所述第一叠层和抵接所述第三叠层的所述第二叠层，并且其中，所述多个堆叠的近似第二半包括抵接所述第三叠层的所述第一叠层。5.根据权利要求1所述的纵梁(100)，其中，所述腹板(102)的所述顶部边缘(506)从所述顶部边缘在所述过渡区域(204)中的第一高度位置处的第一高度(502)修整至接近所述截止区域(206)中的所述底部(508)的第二高度(504)。6.根据权利要求5所述的纵梁(100)，其中，所述腹板(102)从所述第一高度(502)修整至所述第二高度(504)，并且其中，所述填件(114)根据具有修整半径(509)的曲线从所述第二高度修整至接近所述基部凸缘(104)的顶表面(518)的第三高度(505)。7.根据权利要求6所述的纵梁(100)，其中，所述填件(114)继续以所述第三高度(505)从最小修整位置(522)到达位于所述截止区域(206)的端部处的纵梁终止位置(510)，其中，所述基部凸缘(104)包括多个叠层(108)，并且其中，所述多个叠层的叠层的数目在所述过渡区域(204)中减少至一个叠层。8.根据前述权利要求中的任一项所述的纵梁(100)，其中，所述基部凸缘(104)包括多个叠层...

【专利技术属性】
技术研发人员：权赫峰，D·A·弗里希，A·鲁哈尼，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US