背景技術(shù)：

縱梁是常用在飛行器及其它交通工具中以使面板和交通工具蒙皮變硬的結(jié)構(gòu)部件。雖然縱梁相對(duì)于平面內(nèi)載荷為對(duì)應(yīng)復(fù)合結(jié)構(gòu)提供了足夠的加強(qiáng)，但是縱梁截止或縱梁終止的區(qū)域可在某些條件下出現(xiàn)縱梁與附接結(jié)構(gòu)之間的剝離或脫層。載荷路徑在可能暴露于高張力載荷的縱梁截止位置處的突然中斷可致使由幾何偏心和作用于縱梁或附接結(jié)構(gòu)的縱梁拉斷力兩者驅(qū)動(dòng)的膠層脫層增長(zhǎng)。

解決縱梁截止的載荷中斷的常規(guī)方案包括：復(fù)雜的腹板修整曲率以減小縱梁的橫截面面積，與半徑填料的使用關(guān)聯(lián)以減輕脫層損壞增長(zhǎng)的可能性。這些方案通常根據(jù)將被利用的縱梁的特定實(shí)施所經(jīng)歷的載荷專門設(shè)計(jì)。因此，具體的飛行器可能會(huì)使用許多縱梁設(shè)計(jì)，這增加了零件數(shù)目及關(guān)聯(lián)的成本。

針對(duì)這些及其他考慮，提出了本文所作出的公開。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，提供本發(fā)明內(nèi)容以簡(jiǎn)化的形式介紹了概念的選擇，這種概念的選擇在下面的詳細(xì)描述中會(huì)進(jìn)一步描述。本發(fā)明內(nèi)容并非旨在用于限制要求保護(hù)的主題的范圍。

本文中描述的概念和技術(shù)為具有截止設(shè)計(jì)的縱梁提供了所述縱梁的軟化，并且提供了其對(duì)應(yīng)方法。根據(jù)一個(gè)方面，縱梁具有限定面積區(qū)域(acreageregion)、過(guò)渡區(qū)域和截止區(qū)域的縱向長(zhǎng)度。所述縱梁包括基部凸緣、腹板和填件。所述基部凸緣具有用于聯(lián)接到交通工具蒙皮的底表面。所述腹板從所述基部凸緣延伸出來(lái)，并且包括鄰近所述基部凸緣的底部和與所述底部對(duì)置的頂部邊緣。所述填件具有對(duì)應(yīng)于所述縱梁的所述縱向長(zhǎng)度的填件長(zhǎng)度并且被構(gòu)造成填充限定在所述基部凸緣與所述腹板之間的縱梁空腔。所述填件包括單向纖維頂部和聯(lián)接到所述頂部的堆疊層壓底部。所述堆疊層壓底部包括多個(gè)堆疊。所述面積區(qū)域內(nèi)的每個(gè)堆疊均具有：具有第一取向的第一疊層；抵接所述第一疊層并具有第二取向的第二疊層；以及抵接所述第二疊層并具有第三疊層取向的第三疊層。在所述過(guò)渡區(qū)域內(nèi)，具有所述第一疊層取向的所述第一疊層抵接具有所述第三疊層取向的所述第三疊層。

根據(jù)又一方面，提供了一種用于控制復(fù)合縱梁與復(fù)合結(jié)構(gòu)之間的脫層和分離的方法。所述方法包括：提供基部凸緣、腹板和填件。所述基部凸緣使縱向長(zhǎng)度延伸經(jīng)過(guò)面積區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域和截止區(qū)域。所述腹板從所述基部凸緣延伸出來(lái)，并且包括鄰近所述基部凸緣的底部和與所述底部對(duì)置的頂部邊緣。所述填件具有對(duì)應(yīng)于所述縱梁的所述縱向長(zhǎng)度的填件長(zhǎng)度并且被構(gòu)造成填充限定在所述基部凸緣與所述腹板之間的縱梁空腔。提供填件的步驟包括：提供單向纖維頂部和聯(lián)接到所述頂部的堆疊層壓底部。所述堆疊層壓底部包括多個(gè)堆疊。提供堆疊的步驟包括：使具有第一疊層取向的第一疊層抵接具有第二疊層取向的第二疊層；沿著所述填件長(zhǎng)度的所述面積區(qū)域使所述第二疊層抵接具有第三疊層取向的第三疊層；以及將所述第二疊層終止于所述填件長(zhǎng)度的所述過(guò)渡區(qū)域內(nèi)。將所述基部凸緣的底表面粘結(jié)至所述復(fù)合結(jié)構(gòu)的頂表面。

根據(jù)另一方面，提供了一種具有限定面積區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域和截止區(qū)域的縱向長(zhǎng)度的縱梁。所述縱梁包括基部凸緣、腹板和填件。所述基部凸緣具有多個(gè)疊層并具有用于聯(lián)接到交通工具蒙皮的底表面。所述基部凸緣內(nèi)的疊層的數(shù)目在所述過(guò)渡區(qū)域內(nèi)減小。所述腹板從所述基部凸緣延伸出來(lái)，并且包括鄰近所述基部凸緣的底部和與所述底部對(duì)置的頂部邊緣。所述腹板的所述頂部邊緣從所述過(guò)渡區(qū)域中的第一高度修整至在所述截止區(qū)域中的腹板終止位置處接近所述底部的第二高度。所述填件具有對(duì)應(yīng)于所述縱梁的所述縱向長(zhǎng)度的填件長(zhǎng)度并且被構(gòu)造成填充限定在所述基部凸緣與所述腹板之間的縱梁空腔。所述填件包括單向纖維頂部和聯(lián)接到所述頂部的堆疊層壓底部。所述堆疊層壓底部包括多個(gè)堆疊。所述面積區(qū)域內(nèi)的每個(gè)堆疊均具有：具有第一取向的第一疊層；抵接所述第一疊層并具有第二取向的第二疊層；以及抵接所述第二疊層并具有第三疊層取向的第三疊層。在所述過(guò)渡區(qū)域內(nèi)，具有所述第一疊層取向的所述第一疊層抵接具有所述第三疊層取向的所述第三疊層。

已經(jīng)討論的特征、功能和優(yōu)點(diǎn)可以在本公開的各種實(shí)施方式中獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，或者可在其它實(shí)施方式中進(jìn)行組合，其進(jìn)一步細(xì)節(jié)可以參考以下描述和附圖看出。

附圖說(shuō)明

圖1a是根據(jù)本文中描述的各種實(shí)施方式的復(fù)合縱梁的側(cè)視圖；

圖1b是根據(jù)本文中描述的各種實(shí)施方式沿著線1b-1b截取的圖1a的復(fù)合縱梁的剖視圖；

圖2a是根據(jù)本文中描述的各種實(shí)施方式的復(fù)合縱梁的立體圖，圖示了縱梁的各種區(qū)域和用于終止對(duì)應(yīng)填件的疊層的降低位置；

圖2b至圖2d是根據(jù)本文中描述的各種實(shí)施方式在面積區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域和截止區(qū)域的位置處截取的與圖2a的復(fù)合縱梁關(guān)聯(lián)的填件的剖視圖；

圖3a示出了根據(jù)本文中描述的各種實(shí)施方式包括具有三個(gè)對(duì)應(yīng)的不同取向的三個(gè)疊層的a型堆疊的立體圖及對(duì)應(yīng)的分解圖；

圖3b示出了根據(jù)本文中描述的各種實(shí)施方式包括具有兩個(gè)對(duì)應(yīng)的不同取向的兩個(gè)疊層的b型堆疊的立體圖及對(duì)應(yīng)的分解圖；

圖4a是根據(jù)本文中描述的各種實(shí)施方式的復(fù)合縱梁的側(cè)視圖，圖示了用于終止基部凸緣的疊層的降低位置；

圖4b是根據(jù)本文中描述的各種實(shí)施方式的圖4a的復(fù)合縱梁的側(cè)視圖，含基部凸緣的疊層的夸大圖；

圖5a是根據(jù)本文中描述的各種實(shí)施方式的復(fù)合縱梁的終止端的側(cè)視圖，示出了各種腹板修整方面的細(xì)節(jié)；

圖5b是根據(jù)本文中描述的各種實(shí)施方式的圖5a的復(fù)合縱梁的截止區(qū)域的一部分的放大視圖；以及

圖6是示出根據(jù)本文中描述的各種實(shí)施方式用于控制復(fù)合縱梁與復(fù)合結(jié)構(gòu)之間的脫層和分離的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下詳細(xì)描述涉及在終止端具有軟化特性的縱梁，及其對(duì)應(yīng)的提供方法。如上文討論的，縱梁終止端或截止被設(shè)計(jì)為滿足各種目標(biāo)，包括：管理蒙皮-縱梁脫層，最大限度地減少低于設(shè)計(jì)極限載荷的縱梁和填件拉斷損壞，并且防止低于設(shè)計(jì)最終載荷的蒙皮-縱梁脫層的強(qiáng)度失效。常規(guī)方案部分地依賴于縱梁的橫截面面積減少，以及利用具體實(shí)施參數(shù)獨(dú)有的各種縱梁截止特性。換句話說(shuō)，典型的縱梁應(yīng)用可包括根據(jù)每個(gè)截止位置處的目標(biāo)設(shè)計(jì)參數(shù)在單個(gè)飛行器內(nèi)利用的眾多縱梁截止形狀和設(shè)計(jì)。另外，常規(guī)的縱梁截止應(yīng)用常常利用周界夾子半徑填料，以通過(guò)在腹板向基部凸緣的過(guò)渡處鉗制縱梁的外表面的縱梁半徑來(lái)減輕擴(kuò)展損壞的風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)該注意到，這些夾子半徑填料在常規(guī)縱梁的腹板和基部凸緣的外部并且不同于本文中描述的填件，所述填件占據(jù)縱梁與附接有縱梁的交通工具蒙皮或面板之間的空間，所述空間由縱梁腹板、對(duì)置的基部凸緣以及蒙皮或面板或基部縱梁材料限定。

因?yàn)槌Ｒ?guī)飛行器常常利用多個(gè)縱梁截止形狀和設(shè)計(jì)，以及利用外徑填料來(lái)鉗制縱梁，所以部件的數(shù)目和關(guān)聯(lián)的組裝時(shí)間及成本可能過(guò)多。然而，利用本文中描述的概念和技術(shù)，縱梁設(shè)置有截止設(shè)計(jì)，改截止設(shè)計(jì)使縱梁軟化以減輕或防止脫層并且與現(xiàn)有方案比較提供更多的拉斷能力，而這樣做對(duì)所有縱梁截止位置都具有通用、堅(jiān)固的設(shè)計(jì)。本文中討論的各種實(shí)施方式導(dǎo)致減少了部件數(shù)目和對(duì)應(yīng)的組裝時(shí)間及成本。

在以下詳細(xì)描述中，將參照形成本文一部分且通過(guò)圖示的方式示出的附圖、具體實(shí)施方式或示例?，F(xiàn)在參照附圖(其中在全部幅圖中，相同的附圖標(biāo)記代表相同的元件)，將描述根據(jù)各種實(shí)施方式的縱梁截止及其設(shè)置方法。

圖1a示出了根據(jù)本文中描述的各種實(shí)施方式的復(fù)合縱梁或縱梁100的側(cè)視圖。圖1b示出了沿著圖1a中的線1b-1b截取的縱梁100的剖視圖?？v梁100包括腹板102和基部凸緣104。如圖1b中看出的，縱梁100可包括兩個(gè)角裝料(anglecharge)110a和110b(一般并統(tǒng)稱為110)。角裝料110的豎直部被粘結(jié)、共固化或以其它方式結(jié)合到一起以創(chuàng)建腹板102，而基部凸緣104通過(guò)將從角裝料110延伸的水平部結(jié)合到基部裝料112或交通工具蒙皮(其間具有填料或填件114)來(lái)創(chuàng)建。角裝料110和基部裝料112創(chuàng)建有由復(fù)合材料制成的多個(gè)層或疊層108。根據(jù)下面討論的各種實(shí)施方式，多個(gè)疊層108沿著縱梁100的縱向長(zhǎng)度l不是恒定的。根據(jù)各種實(shí)施方式的基部凸緣104的特性將在下面關(guān)于圖4a和圖4b詳細(xì)地描述。類似地，填件114創(chuàng)建有與縱梁的縱向長(zhǎng)度l對(duì)應(yīng)的填件長(zhǎng)度，但具有沿著填件長(zhǎng)度不保持恒定的多個(gè)疊層108。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2a至圖2d，將根據(jù)各種實(shí)施方式討論縱梁100終止的特性以及填件114的特性。圖2a示出了縱梁100的局部立體圖，出于說(shuō)明性目的而移除了基部凸緣104的一個(gè)水平部?？v梁100包括面積區(qū)域202、過(guò)渡區(qū)域204和截止區(qū)域206。這些部分在圖中由豎直線(僅出于清楚目的而繪出)分開。在實(shí)踐中，縱梁100的各部分并不以可見的方式物理分開。

面積區(qū)域202包括縱梁100的縱向長(zhǎng)度，在這段縱向長(zhǎng)度中縱梁100的部件具有最大而恒定的多個(gè)疊層108。截止區(qū)域206包括縱梁100的使縱梁100終止的縱向長(zhǎng)度?？v梁100在截止區(qū)域206內(nèi)的部件根據(jù)本文中描述的實(shí)施方式在終止處包括最少數(shù)目的疊層108。過(guò)渡區(qū)域204包括縱梁100的縱向長(zhǎng)度，在這段縱向長(zhǎng)度中縱梁100的各部件過(guò)渡至其將在截止區(qū)域206內(nèi)具備的特性。例如，如將在下面詳細(xì)討論的，基部凸緣104和填件114內(nèi)的多個(gè)疊層108可在過(guò)渡區(qū)域204內(nèi)至截止區(qū)域206減少。

縱梁100包括將在下面詳細(xì)描述的獨(dú)立而共同地提供有益的軟化特性的各種方面，軟化特性會(huì)在操作載荷下減輕脫層和拉斷損壞。首先，如將參考圖2a至圖2d、圖3a和圖3b所討論的，填件114通過(guò)在縱梁100的整個(gè)過(guò)渡區(qū)域204上降低填件114的具體疊層108的過(guò)程而從面積區(qū)域202到截止區(qū)域206減小橫截面面積。其次，如將在下面參考圖4a和圖4b討論的，根據(jù)各種實(shí)施方式，基部凸緣104通過(guò)在縱梁100的整個(gè)過(guò)渡區(qū)域204降低基部凸緣104的具體疊層108的過(guò)程而從面積區(qū)域202到截止區(qū)域206被軟化。另外，如將在下面參考圖5a和圖5b討論的，根據(jù)各種實(shí)施方式，腹板102以特定的方式在截止區(qū)域206中修整，將拉斷載荷相互作用和縱梁100與附接有縱梁100的蒙皮之間的膠層損壞增長(zhǎng)有效地分離。出于本公開的目的，術(shù)語(yǔ)“軟化”意指減少了縱梁100的橫截面面積和彈性模量。

圖2b示出了在縱梁100的面積區(qū)域202中沿著線2b-2b截取的填件114的橫截面。根據(jù)各種實(shí)施方式，填件114可包括填件基部210和填件末梢212。填件基部210(或填件114的堆疊層壓底部)通過(guò)將復(fù)合疊層108層疊為堆疊220而創(chuàng)建。然后，堆疊220彼此疊置地層疊以創(chuàng)建填件基部210。堆疊被創(chuàng)建或修整至適當(dāng)?shù)膶挾?，以?chuàng)建期望的填件外表面214的形狀和輪廓，其對(duì)應(yīng)于創(chuàng)建在腹板102與基部裝料112或交通工具蒙皮之間的縱梁空腔。

在填件基部210的頂部上是填件末梢212。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，填件末梢212是由單向纖維的軋制板創(chuàng)建的填件114的單向纖維頂部，并且放置在填件基部210的頂部。在本文中本公開并不限于單向纖維的軋制構(gòu)造。相反，填件末梢212可包括類似于填件基部210的堆疊層、拉過(guò)模具的單向纖維或其它合適的末梢構(gòu)造。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，填件末梢212不僅在縱梁100的整個(gè)面積區(qū)域202而且在整個(gè)過(guò)渡區(qū)域204都保持橫截面面積恒定或基本均勻。對(duì)比之下，根據(jù)下面描述的各種實(shí)施方式，縱梁100的填件基部210的尺度經(jīng)由從堆疊220終止疊層108而整個(gè)過(guò)渡區(qū)域204減小。通過(guò)減少填件基部210的尺度，縱梁空腔的橫截面面積從面積區(qū)域202到截止區(qū)域206減小。根據(jù)替代實(shí)施方式，連同或代替減少填件基部210的尺度，填件末梢212可具有通過(guò)過(guò)渡區(qū)域204可變的橫截面面積。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3a，將描述縱梁100面積區(qū)域202中的填件基部210內(nèi)的堆疊220的一個(gè)示例。在該示例中，層疊的復(fù)合疊層108的a型堆疊220a包括三個(gè)疊層。每個(gè)疊層108均包括在具體方向上取向的單向纖維。第一疊層108a具有第一疊層取向，第二疊層108b具有第二疊層取向，并且第三疊層108c具有第三疊層取向。根據(jù)該實(shí)施方式，第二疊層108b具有在0度方向上取向的纖維并且定位在第一疊層108a與第三疊層108c(與第二疊層108b偏移+/-30度)之間。換句話說(shuō)，第一疊層108a相對(duì)于第二疊層108b以30度取向，并且抵接第二疊層108b。第三疊層108c相對(duì)于第二疊層108b以-30度取向，或者從第一疊層108a偏移60度，并且抵接第二疊層108b。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，選擇30/0/-30的偏移度以提供填件114的剛度使之與面積區(qū)域202中的縱梁100的剛度基本對(duì)應(yīng)。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本公開并不限于相對(duì)于該示例的a型堆疊討論的具體30/0/-30的偏移度。例如，根據(jù)其它實(shí)施方式，可以為第一疊層108a和第三疊層108c選擇+/-10到+/-50度之間的偏移范圍。

在圖2b示出的示例中，面積區(qū)域202中的填件114具有通過(guò)將八個(gè)a型堆疊220a層疊而創(chuàng)建的填件基部210。如上文討論的，填件末梢212和填件基部210在縱梁100的整個(gè)面積區(qū)域202上保持恒定，使得填件114在面積區(qū)域202內(nèi)的橫截面面積保持基本恒定。應(yīng)該注意到，在填件基部210中，本公開并不限于八個(gè)或任何特定數(shù)目的堆疊220。

現(xiàn)在看如圖2c所示在縱梁100的過(guò)渡區(qū)域204中沿著線2c-2c截取的填件114的剖視圖，，將描述過(guò)渡區(qū)域204的近似中點(diǎn)位置的填件114的特性。根據(jù)各種實(shí)施方式，填件114在過(guò)渡區(qū)域204中被軟化，逐步沿著填件114的縱向長(zhǎng)度從面積區(qū)域202到截止區(qū)域206減少填件114的橫截面面積。為了做到這一點(diǎn)，實(shí)施方式改變堆疊220在整個(gè)過(guò)渡區(qū)域204的填件基部210中的類型和布置，而填件末梢212基本保持完整而恒定。

圖3b示出了根據(jù)各種實(shí)施方式的堆疊220的第二類型，b型堆疊220b。a型堆疊220a包括三個(gè)疊層，具有0度的第二疊層108b定位在兩個(gè)偏移疊層(疊層108a和108c)之間，而b型堆疊220b包括兩個(gè)疊層，第一疊層108a和第三疊層108c。0度的第二疊層108b已從b型堆疊220b移除或略去。在這樣的做法中，b型堆疊220b包括彼此直接抵接并且疊層的單向纖維取向成偏移限定量的第一疊層108a和第三疊層108c。根據(jù)a型堆疊220a包括30/0/-30取向的上文示例，b型堆疊220b可包括30/-30取向。因?yàn)閎型堆疊220b包括比a型堆疊220a更少的疊層，所以b型堆疊具有更小的厚度或尺度。除了從堆疊移除疊層，堆疊的數(shù)目還可減小以減少期望位置的填件橫截面面積。所得到的過(guò)渡區(qū)域204內(nèi)的填件114特性包括與面積區(qū)域202中的填件114相比減小了填件橫截面面積和模量，導(dǎo)致過(guò)渡區(qū)域204中的填件114內(nèi)的剛度減小。

返回圖2a和圖2c，在過(guò)渡區(qū)域204的近似中點(diǎn)位置處截取填件114的剖視圖。因此，圖2c所示的填件基部210包括位于四個(gè)b型堆疊220b頂部的四個(gè)a型堆疊220a。在過(guò)渡區(qū)域204內(nèi)，根據(jù)各種實(shí)施方式，0度疊層在從面積區(qū)域202朝向截止區(qū)域206的方向上沿著填件114的縱向長(zhǎng)度在適當(dāng)間隔的降低位置216處降低。術(shù)語(yǔ)“降低”意味著，具有三個(gè)疊層108的a型堆疊220a變成具有兩個(gè)疊層108的b型堆疊220b。實(shí)質(zhì)上，終止了0度疊層或任何其它被降低的疊層。出于說(shuō)明性目的，降低位置216被描繪為沿著圖2a的過(guò)渡區(qū)域204的實(shí)線。降低位置216可根據(jù)整個(gè)過(guò)渡區(qū)域204降低的疊層108的期望數(shù)目在過(guò)渡區(qū)域204的范圍內(nèi)均勻間隔開?？商娲兀档臀恢?16可根據(jù)縱梁100的期望剛度特征不均勻間隔開。

現(xiàn)在觀看在縱梁100的截止區(qū)域206中沿著線2d-2d截取的填件114的剖視圖，如圖2d所示，將描述截止區(qū)域206內(nèi)的填件114的特性。根據(jù)各種實(shí)施方式，填件114根據(jù)上述過(guò)程在過(guò)渡區(qū)域204中被軟化，導(dǎo)致截止區(qū)域206中的填件114具有最小橫截面面積，直到下面更詳細(xì)討論的與腹板修整。如圖2d看出的，填件基部210的堆疊220都是b型堆疊220b。另外，一個(gè)或多個(gè)堆疊220可完全被降低。作為一個(gè)示例，圖2d的填件基部210包括七個(gè)堆疊220，不僅圖示了面積區(qū)域202中的填件114的所有a型堆疊220a如何在截止區(qū)域206之前替換為b型堆疊220b，而且圖示了一個(gè)堆疊220全部被降低，以從面積區(qū)域202到截止區(qū)域206將堆疊220的總數(shù)從八個(gè)減少到七個(gè)。

轉(zhuǎn)向圖4a和圖4b，將討論基部凸緣104從面積區(qū)域202到截止區(qū)域206的基部裝料112的軟化。除了軟化填件114，使彈性模量在縱梁100的終止端處減小以便控制脫層的另一種方式是沿著縱梁100的縱向長(zhǎng)度從面積區(qū)域202、經(jīng)過(guò)渡區(qū)域204至截止區(qū)域206的基部凸緣104的厚度或尺度減小。圖4a示出了縱梁100的側(cè)視圖，具有從面積區(qū)域202到截止區(qū)域206尺度減小的基部凸緣104。通過(guò)在沿著縱梁100的縱向長(zhǎng)度的預(yù)定基部疊層降低位置416(主要位于過(guò)渡區(qū)域204中)處在基部凸緣104的基部裝料112中將疊層108降低或終止而發(fā)生基部凸緣104的這種減薄。

圖4b是類似于圖3b所示的縱梁100的側(cè)視圖，然而，出于說(shuō)明性目的，基部裝料112的厚度和細(xì)節(jié)被夸大。如示出和討論的，基部裝料112由多層疊層108制成。常規(guī)縱梁具有均勻厚度、并且沿著縱梁的縱向長(zhǎng)度、甚至在終止端處相當(dāng)于腹板裝料厚度的基部裝料。對(duì)比之下，如圖4b中最佳圖示的，縱梁100包括基部裝料112，該基部裝料112在整個(gè)過(guò)渡區(qū)域204的基部疊層降低位置416處從頂層向下相繼終止疊層108。出于清楚的目的，這些基部疊層降低位置416被描繪為沿著縱梁100的腹板102的豎直線?；刊B層降低位置416可根據(jù)整個(gè)過(guò)渡區(qū)域204降低的疊層108的期望數(shù)目中過(guò)渡區(qū)域204的范圍內(nèi)均勻間隔開?？商娲?，基部疊層降低位置416可根據(jù)基部凸緣104的期望剛度特征不均勻間隔開。

根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施，基部凸緣104中的基部裝料112在面積區(qū)域202中可近似25個(gè)疊層厚，并且最截止區(qū)域206中降低到一個(gè)疊層。通過(guò)將基部裝料112減少至一個(gè)疊層，縱梁100的終止端的重心(cg)減少并且彈性模量大大減小。這樣做減少了脫層的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)檩^低的重心和彈性模量減小了來(lái)自載荷的力矩，其可能在沒有基部裝料軟化的情況下造成傳統(tǒng)縱梁的脫層。應(yīng)該理解的是，根據(jù)各種實(shí)施方式，角裝料110a和110b還可通過(guò)降低疊層108經(jīng)由過(guò)渡區(qū)域204被軟化。這些疊層108可在基部疊層降低位置416或根據(jù)特定實(shí)施和期望縱梁100特性而選擇的其它降低位置被降低。降低角裝料110中的疊層108將進(jìn)一步減少基部凸緣104的尺度，以及腹板102的尺度。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖5a和圖5b，將討論根據(jù)各種實(shí)施方式的腹板102的修整細(xì)節(jié)。如前所述，除了軟化填件114和基部凸緣104，本文中描述的概念提供修整的腹板102，以便將拉斷載荷相互作用與膠層損壞增長(zhǎng)分離。圖5a示出了附接至復(fù)合結(jié)構(gòu)512(諸如交通工具蒙皮或面板)的縱梁100?？v梁100的腹板102在截止區(qū)域206內(nèi)被修整。根據(jù)該實(shí)施方式，從過(guò)渡區(qū)域204中的第一高度位置處的頂部邊緣506的第一高度502到接近截止區(qū)域206的縱梁終止位置510處的腹板102的底部508的第二高度504，腹板102的頂部邊緣506被線性地修整。雖然從第一高度502到第二高度504線性地修整腹板102簡(jiǎn)化了制造，但是應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，可使用將腹板102的頂部邊緣506的高度從第一高度502減少到第二高度504的任何設(shè)計(jì)構(gòu)造，包括彎曲的修整構(gòu)造。腹板102的底部508可以是與填件114的末梢基本重合的位置。腹板修整允許縱梁終止端處的剪切載荷從腹板102傳遞到粘結(jié)有縱梁100的交通工具蒙皮。腹板修整逐漸降低cg，減少可能造成縱梁拉斷和膠層損壞增長(zhǎng)的載荷力矩。

腹板102根據(jù)從平行于基部凸緣的底表面516的線測(cè)量的修整角514進(jìn)行修整。根據(jù)各種實(shí)施方式，修整角514可介于10-50度之間。較低的修整角514可用于張力為主的載荷，而較高的角可以用于壓縮為主的載荷。

圖5b示出了由圖5a中的虛框限定的截止區(qū)域206的放大視圖。根據(jù)各種實(shí)施方式，腹板102根據(jù)具有修整半徑509的曲線進(jìn)行修整。修整半徑509大到足以提供通過(guò)填件114的淺轉(zhuǎn)彎，最大限度地減少了沿著腹板修整的填件應(yīng)力并且減少了縱梁層壓應(yīng)變。腹板102經(jīng)由填件114從第二高度504到第三高度505(接近最小修整位置522處的基部凸緣104的頂表面518)進(jìn)行修整。填件114在終止之前在第三高度505處朝向縱梁終止位置510延續(xù)距離526。第三高度505鄰近基部凸緣104的頂表面518，以提供基部凸緣104上方的最小突起。第三高度505可以理想地與基部凸緣104的頂表面518平齊，然而，由于制造公差的實(shí)際限制，第三高度505可不與基部凸緣104的頂表面518的高度相同。

針對(duì)距離526通過(guò)最大限度地減少第三高度505，在縱梁100的終止端處存在最小腹板區(qū)域。通過(guò)實(shí)質(zhì)上消除或者至少最大限度地減少縱梁100截止的腹板區(qū)域，縱梁100抵抗該區(qū)域的拉斷載荷，因?yàn)闆]有或者有最小材料來(lái)接收載荷。如果任何損壞存在于縱梁100端部處的膠層中，則本文中描述的縱梁100截止基本消除了縱梁拉斷載荷，以往由于較高cg以及常規(guī)縱梁截止中存在的合力矩，這種縱梁拉斷載荷會(huì)使得縱梁100拉離交通工具蒙皮。結(jié)果，縱梁與膠層損壞有效地分離開，防止常規(guī)縱梁截止將在傳統(tǒng)上發(fā)生的損壞的增長(zhǎng)。距離526可根據(jù)特定應(yīng)用而改變，但應(yīng)該具有足夠的長(zhǎng)度來(lái)防止在縱梁終止位置510處拉斷載荷與任何交通工具蒙皮脫層的相互作用。

根據(jù)一個(gè)說(shuō)明性示例，腹板102以大約20度的修整角514修整。對(duì)于在終止于縱梁終止位置510之前的大約1英寸的距離，腹板102根據(jù)兩英寸修整半徑509經(jīng)由填件114修整至大約0.050英寸的第三高度。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，該示例僅出于圖示的目的，并非旨在以任何方式來(lái)限制本公開。相反，本文中描述的縱梁100的各種特性的精確值可根據(jù)特定交通工具應(yīng)用及對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)載荷來(lái)選擇。

圖6示出了根據(jù)本文中提出的各種實(shí)施方式用于控制復(fù)合縱梁與復(fù)合結(jié)構(gòu)之間的脫層和分離的工藝600。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，或多或少的操作可不同于圖中示出和本文中描述來(lái)執(zhí)行。這些操作還可并行執(zhí)行，或者按照不同于本文中描述的順序執(zhí)行。

上文討論的各種實(shí)施方式涵蓋具有截止特性的縱梁100，其減小彈性模量并且提供對(duì)脫層、縱梁拉斷損壞和膠層損壞增長(zhǎng)的增加的抗性。這些有利的截止特性主要通過(guò)終止端處的縱梁100的三個(gè)方面來(lái)提供，具體來(lái)說(shuō)：通過(guò)在整個(gè)過(guò)渡區(qū)域204上使0度疊層降低而軟化填件114；通過(guò)在整個(gè)過(guò)渡區(qū)域204上使疊層降低來(lái)減薄基部凸緣104；以及修整腹板102并且根據(jù)修整半徑509繼續(xù)修整填件114；在終止之前留下最小填件114高度的距離。取決于制造優(yōu)先，這三個(gè)截止特性可在創(chuàng)建縱梁100期間并行或以任何順序創(chuàng)建。工藝600出于清楚目的示出了并行設(shè)置的三個(gè)特性，但本公開并不限于任何特定的順序。

工藝600開始于操作602：提供具有多個(gè)疊層108的基部凸緣104。如上文討論的，基部凸緣104包括多個(gè)層疊的單向纖維疊層108。這些疊層108在整個(gè)過(guò)渡區(qū)域204的基部疊層降低位置416處在操作604中相繼終止。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，基部裝料112在縱梁100的截止區(qū)域206中的終止端處減少至一個(gè)疊層108。從操作604起，工藝600繼續(xù)進(jìn)行至操作622并且如下面描述地繼續(xù)。

返回操作606，將描述填件114的生產(chǎn)過(guò)程。在操作606，創(chuàng)建填件末梢212。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，通過(guò)將單向纖維片材軋制成對(duì)應(yīng)于縱梁100內(nèi)的縱梁空腔的期望尺寸和形狀來(lái)創(chuàng)建填件末梢212。從操作606起，工藝600繼續(xù)進(jìn)行至操作608：通過(guò)a型堆疊220a創(chuàng)建堆疊層壓底部或填件基部210。如上文討論的，a型堆疊220a包括三個(gè)疊層，每個(gè)疊層均具有不同的單向纖維取向。然而，本公開并不限于每堆疊三個(gè)疊層。在操作610，a型堆疊220a經(jīng)過(guò)渡區(qū)域204過(guò)渡至b型堆疊220b。該過(guò)渡涉及：從a型堆疊220a使疊層108降低以創(chuàng)建b型堆疊220b。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，降低的疊層108是0度疊層。疊層108在整個(gè)過(guò)渡區(qū)域204在以適當(dāng)間隔的降低位置216處降低。在操作612，填件末梢212堆疊在堆疊層壓底部上以完成填件114，工藝?yán)^續(xù)進(jìn)行至操作622并且如下面描述地進(jìn)行。

返回操作614，創(chuàng)建腹板102。該生產(chǎn)根據(jù)公知處理而進(jìn)行，包括：利用根據(jù)角裝料110構(gòu)造的層疊的復(fù)合疊層，以及將角裝料110粘結(jié)到一起以創(chuàng)建腹板102。工藝600繼續(xù)進(jìn)行至操作616：將腹板102從第一高度502修整至接近腹板102在截止區(qū)域206中的底部508的第二高度504。底部508可接近填件114的末梢或與填件114的末梢重合。在操作618，繼續(xù)經(jīng)由填件114根據(jù)具有修整半徑509的曲線修整至第三高度505，第三高度505是腹板的最小高度。第三高度505接近基部凸緣104的頂表面518。工藝600繼續(xù)進(jìn)行至操作620：填件114繼續(xù)以第三高度505延續(xù)距離526而到達(dá)縱梁終止位置510。從操作620起，工藝600繼續(xù)進(jìn)行至操作622：所得到的縱梁100粘結(jié)至復(fù)合結(jié)構(gòu)512，并且工藝600結(jié)束。

進(jìn)一步，本公開包括根據(jù)以下條款的實(shí)施方式：

條款1、一種縱梁，其具有限定面積區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域和截止區(qū)域的縱向長(zhǎng)度，所述縱梁包括：

基部凸緣，所述基部凸緣包括構(gòu)造成用于聯(lián)接到交通工具蒙皮的底表面；

從所述基部凸緣延伸出來(lái)的腹板，所述腹板包括鄰近所述基部凸緣的底部和與所述底部對(duì)置的頂部邊緣；和

填件，所述填件具有基本對(duì)應(yīng)于所述縱向長(zhǎng)度的填件長(zhǎng)度并且被構(gòu)造成基本填充沿著所述縱向長(zhǎng)度限定在所述基部凸緣與所述腹板之間的縱梁空腔，所述填件包括：

單向纖維頂部；

聯(lián)接到所述單向纖維頂部的堆疊層壓底部，所述堆疊層壓底部包括多個(gè)堆疊，各所述多個(gè)堆疊均包括：

沿著所述填件長(zhǎng)度的所述面積區(qū)域的具有第一取向的第一疊層、抵接所述第一疊層并具有第二疊層取向的第二疊層、以及抵接所述第二疊層并具有第三疊層取向的第三疊層，以及

沿著所述填件長(zhǎng)度的所述過(guò)渡區(qū)域的具有所述第一疊層取向的所述第一疊層和具有所述第三疊層取向并抵接所述第一疊層的所述第三疊層。

條款2、根據(jù)條款1所述的縱梁，其中，所述堆疊層壓底部的每個(gè)堆疊均將具有所述第二疊層取向的所述第二疊層終止于所述縱梁的所述過(guò)渡區(qū)域內(nèi)的位置。

條款3、根據(jù)條款2所述的縱梁，其中，所述多個(gè)堆疊將每個(gè)堆疊的所述第二疊層接連終止于所述縱梁的所述過(guò)渡區(qū)域內(nèi)的不同位置，使得填件橫截面面積和模量從所述縱梁的所述面積區(qū)域至所述縱梁的所述截止區(qū)域減小。

條款4、根據(jù)條款3所述的縱梁，其中，在所述縱梁的所述過(guò)渡區(qū)域的中點(diǎn)位置，所述填件包括具有第一橫截面面積的所述單向纖維頂部，該第一橫截面面積與所述面積區(qū)域的第二橫截面面積大致相同，并且其中，多個(gè)堆疊的近似第一半包括抵接所述第二疊層的所述第一疊層和抵接所述第三疊層的所述第二疊層，并且其中，所述多個(gè)堆疊的近似第二半包括抵接所述第三疊層的所述第一疊層。

條款5、根據(jù)條款1所述的縱梁，其中，所述腹板的所述頂部邊緣從所述過(guò)渡區(qū)域中的第一高度位置處的所述頂部邊緣的第一高度修整至接近所述截止區(qū)域中的所述底部的第二高度。

條款6、根據(jù)條款5所述的縱梁，其中，所述腹板從所述第一高度修整至所述第二高度，并且其中，所述填件根據(jù)具有修整半徑的曲線從所述第二高度修整至接近所述基部凸緣的頂表面的第三高度。

條款7、根據(jù)條款6所述的縱梁，其中，所述填件繼續(xù)以所述第三高度從最小修整位置到達(dá)位于所述截止區(qū)域的端部處的縱梁終止位置。

條款8、根據(jù)條款7所述的縱梁，其中，所述基部凸緣包括多個(gè)疊層，并且其中，所述多個(gè)疊層的疊層的數(shù)目在所述過(guò)渡區(qū)域中減少。

條款9、根據(jù)條款8所述的縱梁，其中，疊層的數(shù)目減少至一個(gè)疊層。

條款10、根據(jù)條款1所述的縱梁，其中，所述基部凸緣包括多個(gè)疊層，并且其中，所述多個(gè)疊層的疊層的數(shù)目在所述過(guò)渡區(qū)域中減少。

條款11、根據(jù)條款10所述的縱梁，其中，疊層的數(shù)目減少至一個(gè)疊層。

條款12、一種控制復(fù)合縱梁與復(fù)合結(jié)構(gòu)之間的脫層和分離的方法，所述方法包括：

提供所述復(fù)合縱梁的基部凸緣，所述基部凸緣包括構(gòu)造成聯(lián)接到所述復(fù)合結(jié)構(gòu)的底表面和沿著縱向長(zhǎng)度的面積區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域和截止區(qū)域；

提供從所述基部凸緣延伸出來(lái)的腹板，所述腹板包括鄰近所述基部凸緣的底部和與所述底部對(duì)置的頂部邊緣，所述腹板沿著所述縱向長(zhǎng)度的所述面積區(qū)域、所述過(guò)渡區(qū)域和所述截止區(qū)域延伸；

提供填件，所述填件具有基本對(duì)應(yīng)于所述縱向長(zhǎng)度的填件長(zhǎng)度并且被構(gòu)造成基本填充沿著所述縱向長(zhǎng)度限定在所述基部凸緣與所述腹板之間的縱梁空腔，其中，提供填件的步驟包括：

提供單向纖維頂部；

提供包括多個(gè)堆疊的堆疊層壓底部，其中，提供多個(gè)堆疊的步驟包括：

使具有第一疊層取向的第一疊層抵接具有第二疊層取向的第二疊層；

沿著所述填件長(zhǎng)度的所述面積區(qū)域使所述第二疊層抵接具有第三疊層取向的第三疊層；以及

將所述第二疊層終止于所述填件長(zhǎng)度的所述過(guò)渡區(qū)域內(nèi)；以及將所述基部凸緣的所述底表面粘結(jié)至所述復(fù)合結(jié)構(gòu)的頂表面。

條款13、根據(jù)條款12所述的方法，其中，將所述第二疊層終止于所述填件長(zhǎng)度的所述過(guò)渡區(qū)域內(nèi)的步驟包括：將所述多個(gè)堆疊的每個(gè)堆疊的所述第二疊層接連終止于所述縱梁的所述過(guò)渡區(qū)域內(nèi)的不同位置，使得填件橫截面面積從所述縱梁的所述面積區(qū)域至所述縱梁的所述截止區(qū)域減小。

條款14、根據(jù)條款13所述的方法，其中，在所述縱梁的所述過(guò)渡區(qū)域的中點(diǎn)位置，多個(gè)堆疊的近似第一半包括抵接所述第二疊層的所述第一疊層和抵接所述第三疊層的所述第二疊層，并且其中，所述多個(gè)堆疊的近似第二半包括抵接所述第三疊層的所述第一疊層。

條款15、根據(jù)條款12所述的方法，其中，提供所述腹板的步驟包括：

將所述腹板的所述頂部邊緣從所述過(guò)渡區(qū)域中的第一高度位置處的所述頂部邊緣的第一高度修整至接近所述截止區(qū)域中的所述腹板的所述底部的第二高度。

條款16、根據(jù)條款15所述的方法，其中，修整所述腹板的所述頂部邊緣的步驟包括：將所述腹板的所述頂部邊緣從所述第一高度線性地修整至所述第二高度，并且進(jìn)一步包括：

根據(jù)具有修整半徑的曲線將所述填件從所述第二高度修整至接近所述基部凸緣的所述頂表面的第三高度。

條款17、根據(jù)條款16所述的方法，其中，提供填件的步驟進(jìn)一步包括：提供所述填件使得所述填件繼續(xù)以所述第三高度從最小修整位置到達(dá)位于所述截止區(qū)域的端部處的縱梁終止位置。

條款18、根據(jù)條款17所述的方法，其中，提供基部凸緣的步驟包括：提供多個(gè)疊層；以及將所述多個(gè)疊層的疊層經(jīng)所述過(guò)渡區(qū)域接連終止于多個(gè)預(yù)定的基部疊層降低位置。

條款19、根據(jù)條款18所述的方法，其中，發(fā)生經(jīng)所述過(guò)渡區(qū)域?qū)⑺龆鄠€(gè)疊層的疊層接連終止的步驟直到剩下一個(gè)疊層。

條款20、一種具有限定面積區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域和截止區(qū)域的縱向長(zhǎng)度的縱梁，所述縱梁包括：

基部凸緣，所述基部凸緣具有多個(gè)疊層和構(gòu)造成用于聯(lián)接到交通工具蒙皮的底表面，其中，所述多個(gè)疊層的疊層的數(shù)目在所述過(guò)渡區(qū)域中減少；

從所述基部凸緣延伸出來(lái)的腹板，所述腹板包括鄰近所述基部凸緣的底部和與所述底部對(duì)置的頂部邊緣，其中，所述腹板的所述頂部邊緣從所述過(guò)渡區(qū)域中的第一高度位置處的所述頂部邊緣的第一高度修整至在所述截止區(qū)域中的腹板終止位置處接近所述底部的第二高度；和

填件，所述填件具有基本對(duì)應(yīng)于所述縱向長(zhǎng)度的填件長(zhǎng)度并且被構(gòu)造成基本填充沿著所述縱向長(zhǎng)度限定在所述基部凸緣與所述腹板之間的縱梁空腔，所述填件包括：

單向纖維頂部，所述單向纖維頂部在整個(gè)所述面積區(qū)域和所述過(guò)渡區(qū)域上具有恒定的橫截面面積；以及

聯(lián)接到所述單向纖維頂部的堆疊層壓底部，所述堆疊層壓底部包括多個(gè)堆疊，所述多個(gè)堆疊均包括：

沿著所述填件長(zhǎng)度的所述面積區(qū)域的具有第一取向的第一疊層、抵接所述第一疊層并具有第二疊層取向的第二疊層、以及抵接所述第二疊層并具有第三疊層取向的第三疊層；以及

沿著所述填件長(zhǎng)度的所述過(guò)渡區(qū)域的具有所述第一疊層取向的所述第一疊層以及具有所述第三疊層取向的抵接所述第一疊層的所述第三疊層。

基于前述內(nèi)容，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本文中提供了用于提供具有軟化的終止端的縱梁及對(duì)應(yīng)方法的技術(shù)。上述主題僅通過(guò)示例的方式提供并且不應(yīng)該被解釋為限制性的。各種修改和變型可針對(duì)本文中描述的主題做出而不必遵循圖示并描述的示例性實(shí)施方式和應(yīng)用，并且沒有脫離以下權(quán)利要求書中闡述的本公開的真實(shí)精神和范圍。