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保護(hù)加強(qiáng)板的方法和裝置以及相應(yīng)的復(fù)合面板與流程

文檔序號(hào):11868119閱讀:358來源:國知局
保護(hù)加強(qiáng)板的方法和裝置以及相應(yīng)的復(fù)合面板與流程
本發(fā)明涉及一種保護(hù)復(fù)合面板加強(qiáng)板的方法和適于實(shí)施該方法的裝置。本發(fā)明還涉及一種復(fù)合材料面板,其包括加強(qiáng)板,該加強(qiáng)板由所述裝置保護(hù)以防它們邊緣上的沖擊。本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域是保護(hù)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的邊緣,該結(jié)構(gòu)由環(huán)氧樹脂的疊加層組成,其由不同取向的纖維加強(qiáng),特別是通過延伸形成加強(qiáng)板的自加強(qiáng)面板。航空結(jié)構(gòu)中將該類型的面板用在例如機(jī)翼或腹部橫梁箱段。如果有洞和損傷的容限時(shí),這些被高負(fù)荷壓縮的面板通常尺寸設(shè)計(jì)成考慮到壓縮的穩(wěn)定性。這種低損傷容限類型的面板在它們邊緣上沖擊的事件中,損傷容限將特別易惡化。的確,邊緣上開放的它們的疊加碳化纖維層結(jié)構(gòu)被該邊緣上的沖擊極大地削弱了。沖擊的震動(dòng)實(shí)際上引起層通過經(jīng)受飛機(jī)之外的力而“脫節(jié)”(即分離)。因此,本發(fā)明準(zhǔn)確的技術(shù)領(lǐng)域是保護(hù)自加強(qiáng)面板的邊緣。

背景技術(shù):
為了減輕這種脆性和損傷容限的這種不足,面板被剛性固定邊緣蓋結(jié)構(gòu)保護(hù)。一種該類型的邊緣蓋是已知的,例如專利文獻(xiàn)FR2902689或FR2869871。這樣的邊緣蓋效力有限,因?yàn)樗鼈冇蠻形的整體結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)不允許很好地吸收沖擊能量。該能量實(shí)際上被傳遞到該結(jié)構(gòu)或面板上,該形狀幾乎沒有真正的阻尼特性。該傳遞可能導(dǎo)致對(duì)面板和面板與其它部分的連接的損傷。此外,這些邊緣蓋完全卡死在加強(qiáng)板上,不能被拆卸。為了移除它們,組件必須被破壞,這導(dǎo)致保護(hù)本身的破壞。因此,被保護(hù)的結(jié)構(gòu)在被沖擊后不易進(jìn)行檢查。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是通過結(jié)構(gòu)段保護(hù)加強(qiáng)板來降低損傷容差標(biāo)準(zhǔn)的影響,結(jié)構(gòu)段具有吸收邊緣沖擊而不將沖擊能量傳遞給被保護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造。更準(zhǔn)確地說,本發(fā)明在于一種保護(hù)復(fù)合面板加強(qiáng)板的方法。該方法在于將結(jié)構(gòu)段連接到每個(gè)被保護(hù)的加強(qiáng)板,加強(qiáng)板每個(gè)包括邊緣和側(cè)面。結(jié)構(gòu)段具有所謂的上部段,上部段在離邊緣一段距離處延伸,并構(gòu)造成包封形式,以適于通過塑性變形吸收邊緣上的沖擊,框住側(cè)面的所謂下部段和至少部分支撐在邊緣上的中間段,其使得沖擊力向下部段的傳遞最小化。此后,方法在于將框住側(cè)面的下部段連接成可通過固定元件的拆開而拆卸,而不會(huì)造成結(jié)構(gòu)段的變形。在特定實(shí)施例中:上部段、中間段和下部段相互連接,以形成厚度基本不變的連續(xù)結(jié)構(gòu)段。上部段側(cè)向上具有小的總尺寸,優(yōu)選地小于或等于側(cè)面之間的距離。本發(fā)明還在于一種帶有平行加強(qiáng)板的復(fù)合面板的加強(qiáng)板的保護(hù)裝置,每個(gè)加強(qiáng)板包括多重前表面,其接近邊緣,并在外層的兩個(gè)側(cè)面之間延伸,相對(duì)于中間面對(duì)稱。保護(hù)裝置包括結(jié)構(gòu)段,該結(jié)構(gòu)段相對(duì)于該中間面對(duì)稱,該中間面罩住加強(qiáng)板。該結(jié)構(gòu)段包括所謂的上部段,所謂的下部段和中間段,所述上部段形成在邊緣之上,并構(gòu)造成包封邊緣之上的空間,所述下部段以剛性固定到這些側(cè)面上的縱向壁框住側(cè)面,所述中間段通過橫向壁至少部分地支撐在邊緣上,從而使傳遞到下部段的沖擊力最小化。根據(jù)優(yōu)選的特征:上部段在截面上具有選自矩形、橢圓形、雙凸角形和具有單立柱或雙立柱的T形;雙凸角幾何構(gòu)造相對(duì)于中間面對(duì)稱地以中間段的支撐產(chǎn)生過渡;每個(gè)結(jié)構(gòu)段的下部段的框架式下部壁通過夾緊裝置剛性地固定到每個(gè)加強(qiáng)板的側(cè)面上,特別是:圓形板,其包括界面用于將其粘附在所述側(cè)面上;固定界面由螺栓/螺母對(duì)形成,每個(gè)螺栓來自板,并且通過在該壁的邊界上按規(guī)則間隔產(chǎn)生的槽口穿過下部段;夾,其特別是通過肩部和凸起形成的槽夾在結(jié)構(gòu)段的側(cè)面上;彈性夾子,其位于加強(qiáng)板的側(cè)面上,結(jié)構(gòu)段的材料和構(gòu)造有利地使得能夠通過結(jié)構(gòu)段的側(cè)壁上的彈性負(fù)荷保持;每個(gè)結(jié)構(gòu)段的下部段的框架式下部壁以側(cè)向凸起為特點(diǎn),特別是槽形縱向延伸,并用于支撐和連接粘合到每個(gè)加強(qiáng)板的側(cè)壁上的元件,以將所述下部壁固定在一起;結(jié)構(gòu)段的下部段的框架式下部壁以至少一個(gè)槽口為特點(diǎn),所述槽口填充有膠粘劑;結(jié)構(gòu)段的材料選自鋁基合金、鈦基合金或環(huán)氧芳族聚酰胺復(fù)合材料。附圖說明閱讀下面的參照附圖給出的一個(gè)實(shí)施例的描述,本發(fā)明的其它數(shù)據(jù)、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯,其中:圖1a和1b是具有雙凸角上部段的鈦基合金結(jié)構(gòu)段的一個(gè)實(shí)施例的局部透視圖,用粘接板將矩形上部段分別安裝在每個(gè)加強(qiáng)板的側(cè)面上;圖2a和2b是環(huán)氧芳族聚酰胺結(jié)構(gòu)段安裝在面板加強(qiáng)板上并以用于連接夾的肩部(也被稱為補(bǔ)片)為特點(diǎn)的一個(gè)實(shí)施例的局部透視圖;圖3a和3b是T形鋁基合金結(jié)構(gòu)段安裝在加強(qiáng)板上并以在加強(qiáng)板的側(cè)面上連接安裝夾的突起為特點(diǎn)的一個(gè)實(shí)施例的截面的局部透視圖;圖4a和4b是環(huán)氧芳族聚酰胺結(jié)構(gòu)段安裝在面板加強(qiáng)板上并以用于連接夾的槽形肩部為特點(diǎn)的一個(gè)實(shí)施例的截面的局部透視圖。具體實(shí)施方式在下面的詳細(xì)描述中,限定詞“上”和“下”分別涉及位于每個(gè)加強(qiáng)板邊緣之上的空間和位于每個(gè)加強(qiáng)板橫向側(cè)面水平上的空間。此外,術(shù)語“側(cè)向”限定了平行于加強(qiáng)板的層的平面上的任何延伸,術(shù)語“橫向”限定了在垂直于那些層的平面上的任何延伸。此外,術(shù)語“外部”相對(duì)于術(shù)語“內(nèi)部”是指與中線平面Pm其距離更大。此外,在附圖中相同的附圖標(biāo)記是指相同的元件,其由描述它們的段落限定。詳細(xì)的描述更具體地涉及包括多個(gè)加強(qiáng)板的復(fù)合面板加強(qiáng)板保護(hù)實(shí)施例。這種面板以公知的方式在其自身上以U形段預(yù)成型件形成,該U形段預(yù)成型件通過堆疊碳纖維加強(qiáng)的環(huán)氧樹脂層以形成加強(qiáng)板來產(chǎn)生。參見圖1a,該透視圖顯示了液壓成型的鈦基合金結(jié)構(gòu)段1的第一實(shí)施例。該結(jié)構(gòu)段的上部段11的特征在于:具有“凹陷”的雙凸角La和Lb的兩個(gè)上部側(cè)向壁F1,兩個(gè)側(cè)向壁F1關(guān)于加強(qiáng)板2的中線平面Pm對(duì)稱地成型,以及基本上平面的上部壁F2,其與該加強(qiáng)板2的邊緣20平行。凹陷凸角的頂點(diǎn)S1和S2盡可能地接近中線平面Pm。凸角Lb具有橫向壁Pb,其支承在邊緣20上以形成結(jié)構(gòu)段1的中間段12。這些壁Pb由框架式下部壁Pi延伸,框架式下部壁Pi沿著加強(qiáng)板2的外層的相應(yīng)的側(cè)面21延伸。下部壁Pi形成了結(jié)構(gòu)段1的下部段13。這些壁Pi通過下部壁Pi和側(cè)面21之間引入的圓形板3剛性地固定到側(cè)面21上。更準(zhǔn)確地說,板3配備有螺栓30,螺栓30中心地且垂直地安裝到板3的平面。螺栓30經(jīng)由凹槽31穿過壁Pi,凹槽31形成在這些壁的末端縱向邊界B處。然后,板3的內(nèi)表面3a通過環(huán)氧樹脂粘在側(cè)面21上,螺栓30抵靠壁Pi通過緊固在側(cè)面21的外表面上的螺母32固定。凹槽31沿著壁Pi的邊界B以規(guī)則的間距產(chǎn)生,例如每隔100毫米。鈦合金結(jié)構(gòu)段具有大致等于0.5毫米的厚度,上部段11具有大致等于20毫米的高度H。在這些條件下,上部表面F2上的沖擊引起的上部段11的變形通過中間段12承載到邊緣20上,這使得能夠限制抵靠側(cè)面21固定的下部壁Pi的剪切負(fù)荷。然后,該沖擊力被分散到邊緣上:由此限制了疊加平面之外的應(yīng)力和力,防止了結(jié)構(gòu)損害。此外,結(jié)構(gòu)段1通過松開螺母32可以方便地拆卸?;蛘撸板^”形彈簧緊固件也可被用來產(chǎn)生結(jié)構(gòu)段到加強(qiáng)板2的側(cè)面21上的可逆固定。此外,在上部壁F2上的沖擊的事件中,上部段11的包封形狀使其能夠通過塑性變形分散沖擊能量。例如,圖1a所示的雙凸角形狀使得能夠吸收半球形金屬物體的沖擊產(chǎn)生的50焦耳的能量而不破壞加強(qiáng)板??商鎿Q地,圖1b顯示了加強(qiáng)板2的結(jié)構(gòu)段10,其具有無凸角的、矩形截面的上部段111。因此,該段111的上部側(cè)面壁F3是平面的,但是通過凹陷彎曲Lc橫向地延伸以形成在邊緣20上支承的中間段121。下部段13重復(fù)圖1a中的結(jié)構(gòu)段。圖2a和2b是芳族聚酰胺和環(huán)氧樹脂中的結(jié)構(gòu)段100的第二實(shí)施例的截面透視圖,其厚度大致等于1.6毫米。其通過在金屬模具和帶金屬芯的反模具中模制成型而產(chǎn)生。結(jié)構(gòu)段100的上部段112可具有圓形或變形的圓形類型截面。其有利地具有如圖所示的橢圓型的長(zhǎng)形截面,其沿著中線平面Pm的延伸比橫向延伸更大,從而有利于抵抗沖擊。由于中間段122,結(jié)構(gòu)段100由凸角形橫向支承壁Pc組成,支承壁Pc與上面描述的壁Pb類型相同,因?yàn)樯喜慷?12為長(zhǎng)形形狀,所以其具有更寬開口。為了滿足加強(qiáng)板2的側(cè)面21的可逆連接的需求,下部段132的框架式下部側(cè)壁Pj包括肩部40,其適于用作夾4的支撐。這些夾4具有邊沿41和縱向壁42,邊沿41支承在肩部40上。這些壁42通過臺(tái)階43終止于平面42c,平面42c與面板PA的加強(qiáng)板2的側(cè)面21接觸。然后,這些接觸面42c粘在側(cè)面21上,也可通過環(huán)氧樹脂。為了便于解開并由此卸下結(jié)構(gòu)段,肩部40有凸出的輪廓。在另一個(gè)實(shí)施例中,如圖3a和3b所示的截面圖和透視圖,結(jié)構(gòu)段200由擠出的鋁基合金產(chǎn)生。結(jié)構(gòu)段200具有大致等于1.5毫米的厚度,在上部段113中為T形。該形狀通過支承在加強(qiáng)板2的整個(gè)邊緣20上的橫向壁Pd延伸以形成中間段123。此橫向支承壁Pd由框架式下部側(cè)壁Pk垂直延伸,下部側(cè)壁Pk抵靠加強(qiáng)板2的側(cè)面21。這些下部壁Pk各自具有縱向突起50,它們用作沿著壁Pk設(shè)置的夾5的連接區(qū)域。這些補(bǔ)片具有壁51和鉤52,壁51粘在側(cè)面21上,鉤52勾在每個(gè)突起50上。補(bǔ)片由注射成型塑料產(chǎn)生。圖4a和4b是芳族聚酰胺和環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)段300的實(shí)施例的截面透視圖,其代表了圖2a和2b的結(jié)構(gòu)段100的變形,其上部段112和中間段122與圖2a相對(duì)應(yīng)。在本實(shí)施例中,為了滿足加強(qiáng)板2的側(cè)面21上的可逆連接的需求,此結(jié)構(gòu)段300的下部段133的下部側(cè)壁PI包括槽形突起60,其用于固定到沿著壁PI設(shè)置的夾6。這些夾6具有壁61和鉤62,壁61粘在側(cè)面21上,鉤62具有適合于槽形突起60的形狀。這些特征使其能夠改進(jìn)包括加強(qiáng)板2、結(jié)構(gòu)段300和夾6的組件的耐用性和強(qiáng)度。此外,夾6包括壁61和鉤62之間的中間部分63,其離開對(duì)應(yīng)的側(cè)面21從而在夾6和側(cè)面21之間形成空間64。該空間64允許結(jié)構(gòu)段300的下部段133朝下部分移動(dòng)而不作用在夾6上,這使得在結(jié)構(gòu)段300的上表面上的沖擊的情況下能夠避免夾6的拆卸。此外,槽口65在結(jié)構(gòu)段300的下部側(cè)壁PI上。這些槽口65顯著地在側(cè)壁PI的縱向端部66、67處產(chǎn)生,這些槽口65填充有膠粘劑(未示出),這使得其能夠增強(qiáng)結(jié)構(gòu)段300到加強(qiáng)板2的側(cè)面21的粘附性。本發(fā)明不限于所述和所表示的實(shí)施例。例如,用于結(jié)構(gòu)段的材料可包括一些其它金屬合金(例如鎳基合金)或一些其它復(fù)合材料(基于玻璃、玻璃-芳族聚酰胺混合物、或碳-芳族聚酰胺混合物纖維)。用于補(bǔ)片或夾的結(jié)構(gòu)段的側(cè)壁上的固定裝置可包括在每個(gè)壁上的多個(gè)突起,并且其可通過使它們?cè)诨旧媳谥虚g或其邊緣模制而形成。
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