一种带仿生加强筋的整体壁板制造技术

本发明专利技术提供了一种带仿生加强筋的整体壁板，所述整体壁板包括蒙皮、固定连接主体和若干仿生加强筋，每个所述仿生加强筋均具有植物叶脉的仿生特征，每个所述仿生加强筋包括仿生植物叶脉，所述仿生植物叶脉包括根部部分和端部部分，每个仿生加强筋中，所述仿生植物叶脉的根部部分均与固定连接主体连接，所述仿生植物叶脉的端部部分均不超过蒙皮边缘，所述蒙皮设置在固定连接主体和仿生加强筋的同一侧，所述整体壁板为一体化结构，本发明专利技术主要应用于对壁板加强筋结构的优化设计，使整个壁板的承载能力得到有效的提高，而重量方面得到有效降低。低。低。

【技术实现步骤摘要】
一种带仿生加强筋的整体壁板


[0001]本专利技术涉及壁板结构设计和增材制造
，尤其涉及一种带仿生加强筋的整体壁板。

技术介绍

[0002]在长期的生物学进化中，大量生物体逐渐获得了适应环境的最优系统和最优结构。通过对生物体结构特征的研究和概括梳理，得到了具有高效承载能力的仿生学特征形式。
[0003]壁板结构是飞机、汽车、轮船等多种工业领域的产品中，极其常见的组成部分。不同类型的壁板，其承载类型及承载情况也各有不同。为了实现有效承载及减重需求的平衡，大多数情况下，壁板上会连接相应的加强结构。
[0004]传统的壁板加强结构多通过机械连接方式，与壁板的蒙皮进行连接。各个连接结构与蒙皮结构需要分别进行设计及制造，而后进行连接。
[0005]因此，有必要研究一种带仿生加强筋的整体壁板来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种带仿生加强筋的整体壁板，主要应用于对壁板加强筋结构的优化设计，使整个壁板的承载能力得到有效的提高，而重量方面得到有效降低。
[0007]一方面，本专利技术提供一种带仿生加强筋的整体壁板，所述整体壁板包括蒙皮、固定连接主体和若干仿生加强筋，每个所述仿生加强筋均具有植物叶脉的仿生特征，每个所述仿生加强筋包括仿生植物叶脉，所述仿生植物叶脉包括根部部分和端部部分，每个仿生加强筋中，所述仿生植物叶脉的根部部分均与固定连接主体连接，所述仿生植物叶脉的端部部分均不超过蒙皮边缘，所述蒙皮设置在固定连接主体和仿生加强筋的同一侧，所述整体壁板为一体化结构。
[0008]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述仿生加强筋自植物叶脉根部部分开始逐级分叉，形成N级叶脉特征至叶脉端部，N为正整数，分叉规律符合斐波那契数列，其中N为1时，为单级结构；N不小于1时，为多级结构。
[0009]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述多级结构为二级叶脉特征时，所述仿生加强筋包括一级叶脉加强筋和二级叶脉加强筋，每个一级加强筋分叉为两个或三个二级加强筋。
[0010]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述多级结构为三级叶脉特征时，所述仿生加强筋包括一级叶脉加强筋、二级叶脉加强筋和三级叶脉加强筋，每个一级叶脉加强筋分叉为两个或三个二级叶脉加强筋，每个二级叶脉加强筋分成两个或三个三级叶脉加强筋。
[0011]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述仿生加
强筋为具有一定厚度的条状结构，条状结构的高度和厚度均为不保持一致或保持一致，条状结构在厚度方向可垂直于蒙皮，或与蒙皮呈一定角度的倾斜，倾斜角度在满足预设结构的基础上，取最小值倾斜角度
min
。
[0012]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述仿生加强筋分布于结构的载荷主转递路径上，分布区域及分布形式根据具体结构的载荷类型和载荷大小确定。
[0013]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，各级叶脉加强筋之间设有横向筋条。
[0014]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，若干仿生加强筋之间，通过设置四边形和/或六边形加强筋进行填充。
[0015]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述蒙皮为平板或有一定曲率的曲板。
[0016]与现有技术相比，本专利技术可以获得包括以下技术效果：
[0017]1、加强筋具有叶脉仿生结构特征，由多级加强筋组成上一级，加强筋会分叉为两个或三个下一级加强筋，分叉规律符合斐波那契数列；
[0018]2、加强筋与蒙皮为一体化设计成型，不使用紧固件或者通过胶层等其他方式连接。
[0019]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0021]图1是本专利技术一个实施例提供的带仿生加强筋的整体壁板示意图；
[0022]图2是本专利技术一个实施例提供的叶脉生物结构示意图；
[0023]图3是本专利技术一个实施例提供的仿真分析位移结果示意图；
[0024]图4是本专利技术一个实施例提供的仿真分析应力结果示意图；
[0025]图5是本专利技术一个实施例提供的带仿生加强筋的整体扰流板结构图。
【具体实施方式】
[0026]为了更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术实施例进行详细描述。
[0027]应当明确，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]在本专利技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
[0029]本专利技术提供一种带仿生加强筋的整体壁板，所述整体壁板包括蒙皮、固定连接主
体和若干仿生加强筋，每个所述仿生加强筋均具有植物叶脉的仿生特征，如图2所示，每个所述仿生加强筋包括仿生植物叶脉，所述仿生植物叶脉包括根部部分和端部部分，每个仿生加强筋中，所述仿生植物叶脉的根部部分均与固定连接主体连接，所述仿生植物叶脉的端部部分均不超过蒙皮边缘，所述蒙皮设置在固定连接主体和仿生加强筋的同一侧，所述整体壁板为一体化结构。所述仿生加强筋自植物叶脉根部部分开始逐级分叉，形成N级叶脉特征至叶脉端部，N为正整数，分叉规律符合斐波那契数列，其中N为1时，为单级结构，N不小于1时，为多级结构。所述多级结构为二级叶脉特征时，所述仿生加强筋包括一级叶脉加强筋和二级叶脉加强筋，每个一级加强筋分叉为两个或三个二级加强筋。所述多级结构为三级叶脉特征时，所述仿生加强筋包括一级叶脉加强筋、二级叶脉加强筋和三级叶脉加强筋，每个一级叶脉加强筋分叉为两个或三个二级叶脉加强筋，每个二级叶脉加强筋分成两个或三个三级叶脉加强筋。所述仿生加强筋为具有一定厚度的条状结构，条状结构的高度和厚度均为不保持一致或保持一致，条状结构在厚度方向可垂直于蒙皮，或与蒙皮呈一定角度的倾斜，倾斜角度在满足预设结构的基础上，取最小值倾斜角度
min
。所述仿生加强筋分布于结构的载荷主转递路径上，分布区域及分布形式根据具体结构的载荷类型和载荷大小确定。各级叶脉加强筋之间设有横向筋条。若干仿生加强筋之间，通过设置四边形和/或六边形加强筋进行填充。所述蒙皮为平板或有一定曲率的曲板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带仿生加强筋的整体壁板，其特征在于，所述整体壁板包括蒙皮、固定连接主体和若干仿生加强筋，每个所述仿生加强筋均具有植物叶脉的仿生特征，每个所述仿生加强筋包括仿生植物叶脉，所述仿生植物叶脉包括根部部分和端部部分，每个仿生加强筋中，所述仿生植物叶脉的根部部分均与固定连接主体连接，所述仿生植物叶脉的端部部分均不超过蒙皮边缘，所述蒙皮设置在固定连接主体和仿生加强筋的同一侧，所述整体壁板为一体化结构。2.根据权利要求1所述的整体壁板，其特征在于，所述仿生加强筋自植物叶脉根部部分开始逐级分叉，形成N级叶脉特征至叶脉端部，N为正整数，分叉规律符合斐波那契数列，其中N为1时，为单级结构；N不小于1时，为多级结构。3.根据权利要求2所述的整体壁板，其特征在于，所述多级结构为二级叶脉特征时，所述仿生加强筋包括一级叶脉加强筋和二级叶脉加强筋，每个一级加强筋分叉为两个或三个二级加强筋。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐山贺，张烨，胡震东，石越，刘倩，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：