细长结构、具有细长结构的结构组装件以及支撑结构载荷的方法技术

本申请公开细长结构、具有细长结构的结构组装件以及支撑结构载荷的方法。结构组装件包括支撑结构和与支撑结构相交的细长结构。细长结构具有长度和质量。细长结构的质量沿细长结构的长度变化。细长结构的局部质量朝向支撑结构减小并且远离支撑结构增加。

Slender structure, structural assembly with slender structure and method of supporting structural load

【技术实现步骤摘要】
细长结构、具有细长结构的结构组装件以及支撑结构载荷的方法
本公开总体涉及结构组装件，并且更具体地涉及具有细长结构的结构组装件，例如具有桁条的飞行器结构。
技术介绍
结构组装件可用于多种配置，以在各种加载条件下为结构提供结构支撑。通常，这种结构组装件包括结构支撑构件和耦接到结构支撑构件的细长结构构件。这种结构支撑构件和细长结构构件用作结构组装件的框架的承载部件。通常，这种细长结构构件在结构支撑构件之间的位置处为结构组装件提供挠曲和扭转刚度。许多这种结构组装件用于构造例如飞行器的车辆结构，以及其他独立结构。在示例中，飞行器的机翼和机身组装件通常包括称为桁条或加强件的平行的细长结构构件。这种桁条通常可操作地耦接到机翼和机身的蒙皮构件，其协同地为机翼和机身表面提供期望的挠曲和扭转刚度。桁条可以包括诸如平面腹板部分的部分，该部分通常在大致垂直于相应的蒙皮构件的方向上定向并且在沿机翼表面的翼展方向上或在沿机身表面的纵向方向上延伸，使得桁条抵抗由加载条件产生的弯曲力矩。尽管这种细长结构构件可以提供优于其他设计配置的某些优越的弯曲刚度特性，但是可能倾向于限制某些细长结构构件的使用的一个问题是在附接区域具有足够的载荷传递的情况下难以将细长结构构件附接到结构组装件的相邻结构支撑构件，而不会过度增加重量和成本。例如，可能需要附接配件以便于将某些细长结构构件适当地附接到各种类型的相关结构支撑构件，例如机翼框架构件或机身框架构件。虽然在某些情况下，当施加的载荷低时，附接某些细长结构构件可能相对容易，但对于高载荷结构来说这可能是具有挑战性的。设计具有期望重量和性能特性的细长结构构件(例如桁条)也是具有挑战性的。例如，具有期望性能特性的细长结构构件可能在结构上和几何形状上比期望的更复杂，或者可能比期望的更重。随着结构和几何形状复杂性的增加，制造这种细长结构构件的时间和成本也会增加。例如，如果细长结构构件具有期望的重量，则细长结构构件的性能特性可以使得在需要单个细长结构构件的地方可能需要附加的细长结构构件。因此，本领域技术人员继续在具有细长结构构件的结构组装件的领域中进行研究和开发，并且因此，旨在解决上述问题的细长结构、具有细长结构的结构组装件，以及用于支撑结构载荷的方法将找到效用。
技术实现思路
以下是根据本公开的主题的可以要求或可以不要求保护的示例的非详尽列表。在示例中，结构组装件包括支撑结构和与支撑结构相交的细长结构。细长结构具有长度和质量。细长结构的质量沿细长结构的长度变化。细长结构的局部质量朝向支撑结构减小并且远离支撑结构增加。在示例中，用于结构组装件的细长结构具有长度和质量，并且包括延伸细长结构的长度的腹板和从腹板延伸的下凸缘。细长结构被配置为与结构组装件的支撑结构相交。细长结构的质量沿细长结构的长度变化。细长结构的局部质量沿着细长结构的长度的至少一部分减小并且沿着细长结构的长度的至少一个其他部分增加。在示例中，一种用于支撑结构组装件中的结构载荷的方法，结构组装件包括支撑结构和与支撑结构相交的细长结构，该方法包括以下步骤：(1)将结构载荷加载到细长结构上，细长结构具有的质量沿着细长结构的长度的至少一部分变化，其中细长结构的局部质量朝向支撑结构减小并且远离支撑结构增加；(2)反抗结构载荷以抵抗弯曲力矩；(3)卸载细长结构上的结构载荷。根据以下具体实施方式、附图和所附权利要求，所公开的结构组装件、细长结构和方法的其他示例将变得显而易见。附图说明图1是结构和该结构的结构组装件的示例的示意性框图；图2是结构组装件的示例的示意性局部透视图；图3是结构组装件的示例的示意性局部透视图；图4是飞行器的示例的示意性透视图；图5是结构组装件的示例的示意性分解局部截面图；图6是结构组装件的示例的示意性局部透视图；图7是结构组装件的示例的示意性局部透视图；图8是结构组装件的示例的示意性局部透视图；图9是结构组装件的示例的示意性局部截面图；图10是结构组装件的示例的示意性局部透视图；图11是结构组装件的示例的示意性局部透视图；图12是结构组装件的示例的示意性局部透视图；图13是结构组装件的示例的示意性局部透视图；图14是所公开的结构组装件的一部分的示例的示意性透视图；图15是结构组装件的示例的示意性局部截面图；图16是结构组装件的示例的示意性局部透视图；图17是结构组装件的示例的示意性局部透视图；图18是用于支撑结构组装件中的结构载荷的方法的示例的流程图；图19是制作细长结构的方法的示例的流程图；图20是制造环境的示例的示意性框图；以及图21是示例性飞行器生产和维护方法的流程图。具体实施方式以下详细描述参考附图，附图示出了由本公开描述的具体示例。具有不同结构和操作的其他示例不脱离本公开的范围。不同附图中，相同的附图标记可以指代相同特征、元件或部件。下面提供了可以是根据本公开的主题可以但不一定要求保护的说明性非详尽示例。本文对“示例”的引用意味着结合该示例描述的一个或多个特征、结构、元件、部件、特性和/或操作步骤被包括在根据本公开的主题的至少一个实施例和/或实施方式中。因此，贯穿本公开的短语“示例”、“一些示例”和类似语言可以但不一定指代相同的示例。此外，表征任何一个示例的主题可以但不一定包括表征任何其他示例的主题。本公开提供细长结构的示例、利用细长结构的结构组装件、通过利用细长结构的结构组装件支撑结构载荷的方法，以及制作细长结构和利用细长结构的结构组装件的方法。例如，这种细长结构可以用于增加强度、承载载荷、传递载荷，以及抵抗由载荷产生的弯曲力矩。所公开的细长结构的示例沿其长度的至少一部分具有可变质量和/或可变体积中的至少一个。在所公开的细长结构的一些示例中，该可变质量和/或可变体积通过细长结构沿其长度的至少一部分具有可变高度、可变宽度和/或可变腹板厚度中的至少一个来实现。这种细长结构的可变质量和/或可变体积可以对由于横向屈曲引起的细长结构的一个或多个部分的局部失效提供抵抗力。所公开的结构组装件的示例包括这种细长结构，其可操作地耦接到结构组装件的至少一个支撑结构。本文公开的细长结构、结构组装件和方法的示例可以与各种结构一起使用。更具体地，本文公开的细长结构、结构组装件和方法的示例可以与各种车辆结构一起使用，例如飞行器、航天器、机动艇、船只和其他艇，以及希望具有轻质、坚固的结构的各种各样的其他独立结构。图1示出了利用至少一个结构组装件100构造或以其他方式制作的结构232的示例。在一些示例中，结构232是车辆结构234或者采取车辆结构234的形式。例如，车辆结构234可以形成任何类型的车辆(例如飞行器、航天器、机动艇、船只等)的至少一部分。在一些示例中，结构232是独立结构236或者采用独立结构236的形式。例如，独立结构236可以形成永久或临时建筑物、火箭、卫星，或任何其他类型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结构组装件(100)，包括：/n支撑结构(104)；以及/n细长结构(102)，其与所述支撑结构(104)相交，所述细长结构(102)具有长度(114)和质量(238)；并且其中：/n所述细长结构(102)的所述质量(238)沿所述细长结构(102)的所述长度(114)变化；以及/n所述细长结构(102)的局部质量(240)朝向所述支撑结构(104)减小并且远离所述支撑结构(104)增加。/n

【技术特征摘要】
20180808 US 16/058,2301.一种结构组装件(100)，包括：
支撑结构(104)；以及
细长结构(102)，其与所述支撑结构(104)相交，所述细长结构(102)具有长度(114)和质量(238)；并且其中：
所述细长结构(102)的所述质量(238)沿所述细长结构(102)的所述长度(114)变化；以及
所述细长结构(102)的局部质量(240)朝向所述支撑结构(104)减小并且远离所述支撑结构(104)增加。


2.根据权利要求1所述的结构组装件(100)，其中：
所述细长结构(102)的高度为(110)；
所述细长结构(102)的所述高度(110)沿所述细长结构(102)的所述长度(114)变化；以及
所述细长结构(102)的局部高度(242)朝向所述支撑结构(104)减小并且远离所述支撑结构(104)增加。


3.根据权利要求2所述的结构组装件(100)，其中：
所述细长结构(102)的所述局部高度(242)的减小对应于所述细长结构(102)的所述局部质量(240)的减小；以及
所述细长结构(102)的所述局部高度(242)的增加对应于所述细长结构(102)的所述局部质量(240)的增加。


4.根据权利要求2或3所述的结构组装件(100)，其中：
邻近所述支撑结构(104)的所述细长结构(102)的所述局部高度(242)是所述细长结构(102)的最小高度(116)；以及
在远离所述支撑结构(104)间隔开的位置处的所述细长结构(102)的所述局部高度(242)是所述细长结构(102)的最大高度(118)。


5.根据权利要求4所述的结构组装件(100)，其中：
所述支撑结构(104)包括具有开口(206)的壁结构(264)；
所述细长结构(102)延伸通过所述开口(206)；以及
所述细长结构(102)的所述最小高度(116)位于所述支撑结构(104)的所述开口(206)处。


6.根据权利要求5所述的结构组装件(100)，其中：
所述开口(206)具有开口高度(258)；以及
所述开口高度(258)小于所述细长结构(102)的所述最大高度(118)。


7.根据权利要求4所述的结构组装件(100)，其中：
所述支撑结构(104)是第一支撑结构(104A)；
所述结构组装件(100)还包括第二支撑结构(104B)，所述第二支撑结构(104B)与所述第一支撑结构(104A)相对并远离所述第一支撑结构(104A)间隔开；
所述细长结构(102)在所述第一支撑结构(104A)和所述第二支撑结构(104B)之间延伸；
所述细长结构(102)的所述最小高度(116)位于所述细长结构(102)与所述第一支撑结构(104A)以及与所述第二支撑结构(104B)的交叉点处；以及
所述细长结构(102)的所述最大高度(118)位于所述第一支撑结构(104A)和所述第二支撑结构(104B)之间的中间位置。


8.根据权利要求2或3所述的结构组装件(100)，其中所述细长结构(102)包括：
腹板(120)，其延伸所述细长结构(102)的所述长度(114)；以及
从所述腹板(120)延伸的下凸缘(122)。


9.根据权利要求8所述的结构组装件(100)，其中：
所述腹板(120)具有腹板高度(124)；
所述腹板(120)的所述腹板高度(124)沿所述细长结构(102)的所述长度(114)变化，并且至少部分地限定所述细长结构(102)的所述高度(110)；以及
...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·H·格里斯，K·D·麦肯齐，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US