專利名稱：一種用于航空器或航天器的結(jié)構(gòu)元件及生產(chǎn)該結(jié)構(gòu)元件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于航空器或航天器的結(jié)構(gòu)元件，以及生產(chǎn)該結(jié)構(gòu)元件的方法。
背景技術(shù)：
航空器或航天器上，結(jié)構(gòu)元件的固有振動性能決定了整個航空器或航天器，或至少是受影響的結(jié)構(gòu)元件的結(jié)構(gòu)動力學(xué)性能。例如，以其固有頻率振動的結(jié)構(gòu)零件，如發(fā)動機，也會引起與其鄰接的結(jié)構(gòu)元件如發(fā)動機罩的振動。耦合在一起的鄰接的結(jié)構(gòu)元件相互影響，由此可能引起結(jié)構(gòu)元件的不良形變。此外，結(jié)構(gòu)元件的固有振動性能還決定了其所謂的氣動力彈性性能，或是整個航空器或航天器的氣動力彈性性能。結(jié)構(gòu)元件與氣流的相互作用稱為氣動力彈性，結(jié)構(gòu)元件在氣流中的性能稱為結(jié)構(gòu)元件的氣動力彈性性能。除結(jié)構(gòu)動力效應(yīng)外，結(jié)構(gòu)元件也會受由氣流引起的彈性形變的影響。由結(jié)構(gòu)動力屬性和結(jié)構(gòu)元件的氣動力彈性引起的彈性形變可能在結(jié)構(gòu)元件中例如導(dǎo)致不良振動。這就可能引起噪音增加，結(jié)構(gòu)元件的部分功能喪失，例如控制面的震顫的情況，或者甚至引起過早的材料疲勞。申請人:根據(jù)經(jīng)驗，已知多種方法用于影響結(jié)構(gòu)元件的振動性能。常常會在受影響的結(jié)構(gòu)元件上安裝附加質(zhì)量，這樣，例如結(jié)構(gòu)元件的固有振動頻率就能被影響。對于結(jié)構(gòu)元件的振動性能，該方法的確取得了良好效果。但也存在缺陷，即，運行航空器或航天器的情況下，也必須使得不必要的即所謂的死料或非結(jié)構(gòu)質(zhì)量運動。這特別不利地導(dǎo)致了由于額外重量引起的燃料損耗增加。可選地，能夠通過影響固有振動性能更改受影響的結(jié)構(gòu)元件的剛度。達到此目的的方法例如，更改結(jié)構(gòu)元件的幾何形狀或拓撲結(jié)構(gòu)，或者在纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)的情況下，對纖維方向和/或纖維層結(jié)構(gòu)作相應(yīng)變化。然而已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該方法的不利之處是，必須更改為輕便結(jié)構(gòu)和氣動力性能而被優(yōu)化的結(jié)構(gòu)元件的幾何形狀。對纖維方向和/或?qū)咏Y(jié)構(gòu)的更改意味著相對于可獲得的機械性能的不良變化。另外，能夠使用被動或主動阻尼元件。然而，阻尼元件的使用意味著結(jié)構(gòu)元件中零件數(shù)量增加。這也意味著不利地額外重量，并且進一步的缺陷是增加了結(jié)構(gòu)元件的復(fù)雜度。例如，DE 69805302T2描述了一種用于航空器或航天器的結(jié)構(gòu)元件，其剛度可有效變化以控制結(jié)構(gòu)元件的振動性能。為此目的，該結(jié)構(gòu)元件的截面及其剛度借助與結(jié)構(gòu)元件一體的壓電元件被更改。配置在結(jié)構(gòu)元件凹槽內(nèi)的壓電元件為此目的從非拉伸狀態(tài)轉(zhuǎn)換為拉伸狀態(tài)，由此壓電元件僅在拉伸狀態(tài)下接觸到凹槽的兩個相對壁，從而將力從一個壁傳遞到另一個壁。因此結(jié)構(gòu)元件的剛度被改進且其氣動力彈性性能因而可被有效地影響。然而，該方法必須使用額外零件，這意味著除額外重量外，還增加了結(jié)構(gòu)元件的復(fù)雜度和故障可能性，這都是額外的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于航空器或航天器的改進的結(jié)構(gòu)元件，其消除了上述缺陷。上述目的通過具有權(quán)利要求1的特征的結(jié)構(gòu)元件，和/或具有權(quán)利要求8的特征的方法，和/或具有權(quán)利要求11的特征的航空器或航天器，和/或具有權(quán)利要求12的特征的動葉片來實現(xiàn)。因此，用于航空器或航天器的結(jié)構(gòu)元件具有芯，其材料密度可至少部分發(fā)生變化， 以優(yōu)化結(jié)構(gòu)元件的固有振動性能。此外，本發(fā)明提供了生產(chǎn)用于航空器或航天器的結(jié)構(gòu)元件的方法，包括以下步驟 提供具有芯的結(jié)構(gòu)元件；確定結(jié)構(gòu)元件的固有振動性能；和改變結(jié)構(gòu)元件芯的至少部分的材料密度，以使得結(jié)構(gòu)元件的自然振動性能得到優(yōu)化。本發(fā)明的基本構(gòu)思包括，改變結(jié)構(gòu)元件芯的至少部分的材料密度。這樣，能夠例如在芯內(nèi)獲得質(zhì)量集中，借助這個，可以影響固有振動性能以及因此影響結(jié)構(gòu)元件的氣動力彈性和/或結(jié)構(gòu)動力性能。因此，與先前所描述的方法相比，不需要使用額外重量，或者不需要改變結(jié)構(gòu)元件的幾何形狀或纖維復(fù)合層結(jié)構(gòu)，和/或不需要以阻尼元件的形式使用額外零件。本發(fā)明的優(yōu)選實施例及其改進出現(xiàn)在從屬權(quán)利要求以及結(jié)合附圖而進行的描述中。根據(jù)本發(fā)明結(jié)構(gòu)元件的優(yōu)選改進，該結(jié)構(gòu)元件借助芯的材料密度變化，在結(jié)構(gòu)元件內(nèi)具有這樣的質(zhì)量分布確保預(yù)定的結(jié)構(gòu)元件固有振動頻率，以優(yōu)化其固有振動性能，由此可有利地影響結(jié)構(gòu)元件的氣動力彈性和/或結(jié)構(gòu)動力性能。根據(jù)本發(fā)明結(jié)構(gòu)元件的進一步優(yōu)選改進，結(jié)構(gòu)元件的芯構(gòu)成為泡沫芯，實心芯，木芯或蜂窩芯。這有利地使得結(jié)構(gòu)元件可以是特別可變結(jié)構(gòu)，由此拓寬了其使用范圍。根據(jù)本發(fā)明結(jié)構(gòu)元件的進一步優(yōu)選改進，結(jié)構(gòu)元件具有夾心結(jié)構(gòu)，覆蓋層包圍至少一部分芯，特別地，覆蓋層由碳纖維制成。覆蓋層有利于獲得結(jié)構(gòu)元件的剛度和所需機械性能的增加。進一步，這有利于使得負載引入到結(jié)構(gòu)元件中。根據(jù)本發(fā)明結(jié)構(gòu)元件的進一步優(yōu)選改進，芯具有材料密度不相同的芯段。這使得芯的材料密度能簡單方便地變化，由此降低結(jié)構(gòu)元件的生產(chǎn)成本。根據(jù)結(jié)構(gòu)元件的優(yōu)選改進，以使得芯的至少部分材料密度不同的方式布置芯段， 由此能夠通過對應(yīng)地選擇具有特定材料密度的芯段來改變芯材料密度。根據(jù)本發(fā)明結(jié)構(gòu)元件的進一步優(yōu)選改進，具有不同材料密度的每個芯段本身具有均勻的材料密度。因而通過買入的泡沫元件可以快速且劃算地生產(chǎn)出芯。根據(jù)本發(fā)明的改進方法，結(jié)構(gòu)元件的固有振動性能可通過模擬或振動測試確定。 這樣，可快速且可重復(fù)地確定固有振動性能。根據(jù)本發(fā)明方法的進一步優(yōu)選改進，該芯由具有不同材料密度的芯段構(gòu)成。這使得芯的材料密度能簡單方便地發(fā)生變化，由此可簡化結(jié)構(gòu)元件的生產(chǎn)方法。


本發(fā)明將參照附圖、借助實施例在下面進行更詳細的解釋說明。其中圖1是結(jié)構(gòu)元件一個優(yōu)選實施例的立體圖；圖2是根據(jù)圖1的結(jié)構(gòu)元件優(yōu)選實施例的芯的側(cè)視4
圖3是結(jié)構(gòu)元件進一步優(yōu)選實施例的平面圖；圖4是結(jié)構(gòu)元件進一步優(yōu)選實施例的立體圖；圖5是結(jié)構(gòu)元件進一步優(yōu)選實施例的立體圖；并且圖6是結(jié)構(gòu)元件進一步優(yōu)選實施例的立體圖、附圖中，相同附圖標記指示相同或具有相同功能的零件，沒有相反情況。附圖標記列表1.結(jié)構(gòu)元件2.芯/泡沫芯3.覆蓋層4.芯段5.芯段6.芯段7.芯段8.前邊緣9.尾邊緣10.航空器或航天器11.翼端12.基座區(qū)域13.翼梁14.翼梁15.板材元件16.板材元件17.邊緣區(qū)域18.邊緣區(qū)域19.邊緣區(qū)域20.邊緣區(qū)域21.側(cè)臂22.側(cè)臂23.側(cè)臂24.側(cè)臂X 橫向Y 縱向Z垂直方向
具體實施例方式本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例借助圖1和圖2進行解釋，其中圖1顯示了結(jié)構(gòu)元件一個優(yōu)選實施例的立體圖，圖2顯示了該結(jié)構(gòu)元件的芯的側(cè)視圖。圖1示出了一種用于航空器或航天器的結(jié)構(gòu)元件1的優(yōu)選實施例。結(jié)構(gòu)元件1例如被構(gòu)成為襟翼整流罩1或整流罩1。根據(jù)圖1的結(jié)構(gòu)元件1具有近似液滴形的幾何形狀。結(jié)構(gòu)元件1的基座區(qū)域12用于至少部分接收航空器或航天器的著陸導(dǎo)軌(未示出)。結(jié)構(gòu)元件1優(yōu)選地具有芯2，其優(yōu)選地構(gòu)造成泡沫芯2。例如，泡沫芯2構(gòu)成為由塑性材料制成的閉室泡沫芯2。例如將聚甲基丙烯酰亞胺(polymethacrylimide)用作塑性材料。芯材料的特征在于，例如，利用了用于芯2的泡沫材料的所謂密度。這優(yōu)選地定義為每單位體積的質(zhì)量，例如，kg/m3。這樣，與具有每單位體積低密度的泡沫材料相比，高密度的泡沫材料具有塑性材料的更高的質(zhì)量分數(shù)和/或體積分數(shù)。該密度在下文中也被稱作泡沫芯2的材料密度?？蛇x地，聚甲基丙烯酰亞胺以外的塑性材料、金屬泡沫如鋁泡沫或鈦泡沫，或者是塑性材料與金屬泡沫的結(jié)合材料也可以用于芯2。芯2的材料密度或密度至少部分可變化，以優(yōu)化結(jié)構(gòu)元件1的固有振動性能，即， 氣動力彈性和/或結(jié)構(gòu)動力性能。芯2的材料密度可在例如結(jié)構(gòu)元件1的橫向X、縱向Y和 /或垂直方向ζ上發(fā)生變化。通過以下列方式使得芯2的材料密度變化來構(gòu)成結(jié)構(gòu)元件1 的質(zhì)量分布例如改變結(jié)構(gòu)元件1的固有振動頻率，用以優(yōu)化結(jié)構(gòu)元件1的氣動力彈性和/ 或結(jié)構(gòu)的動力性能。例如，以降低結(jié)構(gòu)元件1的固有振動頻率的方式通過改變芯2的材料密度構(gòu)成結(jié)構(gòu)元件1中的質(zhì)量分布。芯2的材料密度的變化優(yōu)選地通過芯2具有芯段4-7 來達到，借此，芯段4-7優(yōu)選地具有不同的材料密度或容積密度。芯段4-7可以因而被細分為更小的零件，其優(yōu)選地都具有相同密度。例如，芯段4具有在圖2中分解顯示出的三個泡沫零件。密度不同的芯段4-7優(yōu)選地以這樣的方式進行布置，即結(jié)構(gòu)元件1中的芯2的材料密度至少部分發(fā)生變化。芯段4-7的數(shù)量和尺寸是任意的，例如可以不同于圖2所示芯2的實施例，可以多于或少于四個芯段4-7。芯段4-7優(yōu)選地以這樣的方式進行布置，即結(jié)構(gòu)元件1的固有振動頻率可由于芯2上的質(zhì)量分布而以預(yù)定的方式發(fā)生變化，例如降低。 例如，與均質(zhì)芯相比，借助芯段4-7的布置，能獲得更低的固有振動頻率。優(yōu)選地，芯段4-7 中的每一個在其自身內(nèi)分別具有同種材料密度或密度。例如，芯2的材料密度從結(jié)構(gòu)元件 1的前邊緣8到尾邊緣9連續(xù)增加。為此目的，芯段7的密度為例如31kg/m3，芯段6的密度為51kg/m3，芯段5的密度為71kg/m3，并且芯段4的密度為例如110kg/m3。這樣，根據(jù)本實施例，結(jié)構(gòu)元件1的固有振動頻率降低了，借此其固有振動性能受到影響，特別是其被改善了。與其芯由高密度均勻泡沫材料制成、能將固有振動頻率降低到相同程度的結(jié)構(gòu)元件相比，根據(jù)圖1和圖2中本實施例的結(jié)構(gòu)元件1要輕得多。即使與具有蜂窩芯和額外重量的系列解決方案相比，也獲得了可觀的重量減輕。除了減輕重量的優(yōu)勢外，芯2的分段結(jié)構(gòu)還使其能夠快速且劃算的生產(chǎn)，因為芯段4-7可以通過CNC機器，由半成品泡沫產(chǎn)品按要求生產(chǎn)出來。在結(jié)構(gòu)元件1的一個可選實施例中，芯2可以構(gòu)造成例如實芯2，例如塑性材料芯2，特別是實心的塑性材料芯2，優(yōu)選地具有多個芯子段4-7，其可以由密度不同的塑性材料制成。整體材料如鋁或鈦合金同樣可以用作實心芯2的材料，或芯2的芯段4-7的材料。此外，芯2還可以構(gòu)造成木芯2，特別是實心的木芯2。木芯2優(yōu)選地具有任意數(shù)量的芯段4-7，其優(yōu)選地由密度不同的木材制成，例如白楊木或櫟木。在結(jié)構(gòu)元件1的進一步實施例中，芯2被構(gòu)造成所謂的蜂窩芯2，特別是蜂窩芯2或折疊的蜂窩芯2或類似物。蜂窩芯2具有例如蜂窩密度不同的芯段4-7。進一步，芯2可以由所謂的間隔機織織物(spacer woven fabric)或間隔針織物(spacer knitted fabric)制成。另外，芯2可以構(gòu)造成管狀芯2或具有突起蜂窩的芯2?？蛇x地，芯2可以構(gòu)造成例如所謂的“波紋芯(corrugated core)”。芯2還可以構(gòu)造成陶瓷芯2。芯2的單個芯段4_7可以由陶瓷材料制成。特別地，
6芯2可以構(gòu)造成前述形式與/或可選芯形式或者芯材料的組合體，例如，組合芯2。該組合芯2包括例如泡沫材料、實心塑性/木質(zhì)材料和/或蜂窩材料或類似物。此外，結(jié)構(gòu)元件1優(yōu)選地具有夾心結(jié)構(gòu)，覆蓋層3包圍至少部分芯。覆蓋層3優(yōu)選地由纖維復(fù)合材料，特別是碳纖維復(fù)合材料制成。優(yōu)選地，覆蓋層3完全包圍芯2。為更好地解釋說明，圖2中用陰影線表示的覆蓋層3只顯示覆蓋了一部分芯2。優(yōu)選地，覆蓋層3 的厚度較薄，從1毫米的幾分之一到幾毫米。覆蓋層3保證了結(jié)構(gòu)元件1所需的機械穩(wěn)定性和剛度。例如覆蓋層3用于引入負載到結(jié)構(gòu)元件1。根據(jù)圖1和圖2的實施例，芯2的密度分布是連續(xù)變化的，與此相反，芯2的材料密度也可以僅在指定的區(qū)域增加。例如，如果結(jié)構(gòu)元件1被構(gòu)造成壁段形式，那么，為了更改該區(qū)域的壁段的固有振動頻率，就可以將具有高密度的芯段設(shè)置在壁段的該特定區(qū)域中。 包繞該芯段的其他芯段具有，例如相同密度。盡管這樣，本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚地知道，芯或者芯段可以按需要來構(gòu)造，以保證密度的所需變化。圖3顯示了用于航天器或航空器10的結(jié)構(gòu)元件1的一個其他的優(yōu)選實施例，根據(jù)此實施例，結(jié)構(gòu)元件1被構(gòu)造成機翼1。結(jié)構(gòu)元件1的覆蓋層3，已用陰影表示，僅顯示了一部分。結(jié)構(gòu)元件1的芯2具有例如芯段4、5，由此，例如布置在翼端11的芯段5具有比芯段4更高，特別是高得多的密度。芯段4、5的數(shù)量和尺寸是任意的。例如，可以具有多個芯段，而各芯段的密度從芯段4開始到翼端11連續(xù)增加。圖4顯示了結(jié)構(gòu)元件1的一個其他的優(yōu)選實施例。為更好地表示，只顯示了結(jié)構(gòu)元件1的局部剖面透視圖。結(jié)構(gòu)元件1被構(gòu)造成例如翼梁箱(spar box)或彎曲扭矩箱1 的形式。翼梁箱1形成例如航天器或航空器的機翼1、機翼翼盒1或尾翼單元1，例如，水平尾翼翼面1，舵單元1，著陸襟翼1或類似物。在圖4的實施例中，結(jié)構(gòu)元件1具有例如兩個翼梁13、14，其相互間隔開并且在結(jié)構(gòu)元件1的縱向上延伸。翼梁13、14優(yōu)選由碳纖維增強的塑性材料制成。翼梁13、14的橫截面大致呈U形，由此每個板材元件15、16優(yōu)選地承接在各U形的側(cè)臂21-24上。結(jié)構(gòu)元件1具有例如上部板材元件15和下部板材元件16。當前實施例中，結(jié)構(gòu)元件1具有兩個芯2，由此芯2被分配于每個板材元件15、16內(nèi)。芯2可以按照需要，根據(jù)圖1到圖3中結(jié)構(gòu)元件1的實施例那樣分段，并且例如具有段4-7，由虛線表示。段的數(shù)量和布置是任意的。每個芯2至少部分被覆蓋層3包圍，覆蓋層3優(yōu)選地由碳纖維增強的塑性材料制成。覆蓋層3優(yōu)選地完全包圍各芯2。在分配給翼梁13、14并在結(jié)構(gòu)元件1的縱向上延伸的板材元件15、16的邊緣區(qū)域17-20，板材元件15、16連接到例如翼梁13、14上。翼梁13、14和板材元件15、16之間的連接是通過例如鉚接或膠接實現(xiàn)的。 膠接可以借助例如所謂的配合粘合方法(cobonding method)實現(xiàn)。這樣，未經(jīng)處理的板材元件15、16例如就濕硬地(wet on hard)連接在經(jīng)過處理的翼梁13、14上。優(yōu)選地，各芯2 并不延伸至各邊緣部分17-20內(nèi)。這意味著各邊緣區(qū)域17-20和翼梁13、14的側(cè)臂21-24 優(yōu)選地形成了整體連接區(qū)域。優(yōu)選地，該整體連接區(qū)域形成為整體碳纖維增強的連接區(qū)域。 這僅由碳纖維增強的塑性材料組成。圖4中的結(jié)構(gòu)元件1的實施例優(yōu)選地應(yīng)用在大型航空器上，例如客運機。圖5顯示了結(jié)構(gòu)元件1的其他的優(yōu)選實施例。結(jié)構(gòu)元件1被構(gòu)造成例如滑翔機的機翼1，直升機的螺旋槳葉片1、動葉片1，或風(fēng)輪機的渦輪葉片1或動葉片1。結(jié)構(gòu)元件1 被構(gòu)造成實心泡沫夾心結(jié)構(gòu)，其中，芯2優(yōu)選地完全填充結(jié)構(gòu)元件1的內(nèi)部區(qū)域。芯2的外部輪廓與結(jié)構(gòu)元件1的外部輪廓大致對應(yīng)。芯2也可以例如僅填充結(jié)構(gòu)元件1的部分內(nèi)部區(qū)域，然后，覆蓋層3優(yōu)選地并不在其整個表面上而是例如以線或點的方式僅在其部分表面上接觸芯2。芯2優(yōu)選地根據(jù)如圖1到圖4中的結(jié)構(gòu)元件1實施例，被分段為段4-7，已用陰影表示，段的數(shù)量和布置是任意的。覆蓋層3優(yōu)選地完全包圍芯2。覆蓋層3形成了結(jié)構(gòu)元件1的外殼。覆蓋層3優(yōu)選地由碳纖維增強的塑性材料制成。結(jié)構(gòu)元件1的實施例應(yīng)用在例如輕量航天器上。該結(jié)構(gòu)還優(yōu)選地應(yīng)用在螺旋槳葉片1、動葉片1或風(fēng)機葉片1上。圖6顯示了結(jié)構(gòu)元件1的另一個優(yōu)選實施例。結(jié)構(gòu)元件1被構(gòu)造成例如用于航空器機體的所謂的泡沫夾心機身1，軌道車的車體結(jié)構(gòu)1或火箭級(rocket stage) I0優(yōu)選地被覆蓋層3包圍的芯2可以按需分段并由任意芯材料制成。芯段在圖6中用虛線表示。例如，段4-7具有附圖標記。這類用于航空器或航天器10的結(jié)構(gòu)元件1的生產(chǎn)方法如下。首先，根據(jù)各種不同應(yīng)用，針對其零件重量、剛度和機械性能，優(yōu)化結(jié)構(gòu)元件1。然后通過模擬計算出或借助振動測試確定出結(jié)構(gòu)元件的固有振動性能。接下來，結(jié)構(gòu)元件1的芯2的材料密度按這樣的方式進行至少部分改變，即結(jié)構(gòu)元件1的結(jié)構(gòu)動力和/或氣動力彈性性能得到優(yōu)化。為此目的，芯2優(yōu)選地包括芯段4-7，其具有不同的材料密度或容積密度，并且優(yōu)選地以這樣的方式布置，即芯2的材料密度至少部分發(fā)生變化。芯段4-7根據(jù)需要的尺寸，由半成品泡沫產(chǎn)品生產(chǎn)，特別是經(jīng)特殊碾磨而生產(chǎn)。覆蓋層3最終層疊在芯2上，即芯段4-7應(yīng)用于已經(jīng)切割成合適尺寸的覆蓋層3。借助例如所謂的真空浸滲法，用基質(zhì)材料實現(xiàn)覆蓋層的浸滲。盡管本發(fā)明利用優(yōu)選實施例進行了充分的說明，它并不局限于此，而能進行多種變形。特別的，上述一個實施例的特征可以與所需要的另一個結(jié)合起來，這在技術(shù)上是行得通的。例如，結(jié)構(gòu)元件被構(gòu)造成航空器或航天器的尾翼單元表面、控制面板或機身段。具體的材料、數(shù)據(jù)和尺寸僅作為示例方便理解，僅用于解釋本發(fā)明的實施例和其改進。當然，本發(fā)明還可以用于其他領(lǐng)域，特別是機動車或輪船結(jié)構(gòu)上。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)構(gòu)元件(1)，特別是用于航空器或航天器(10)的結(jié)構(gòu)元件(1)，包括芯(2)， 其材料密度至少部分發(fā)生變化，以優(yōu)化所述結(jié)構(gòu)元件(1)的固有振動性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)元件，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)元件(1)通過芯(2)的變化的材料密度以下述方式在結(jié)構(gòu)元件(1)中具有質(zhì)量分布確保所述結(jié)構(gòu)元件(1)的預(yù)定的固有振動頻率，以優(yōu)化其固有振動性能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)元件，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)元件(1)的芯(2)被構(gòu)造為泡沫芯(2)、實心芯(2)、木芯(2)或蜂窩芯(2)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的結(jié)構(gòu)元件，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)元件(1)具有夾心結(jié)構(gòu)，其包括至少部分包圍芯(2)的覆蓋層(3)，，特別地，其包括由碳纖維制成的覆蓋層 ⑶。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的結(jié)構(gòu)元件，其特征在于，所述芯(2)包括具有不同材料密度的芯段(4-7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的結(jié)構(gòu)元件，其特征在于，所述芯段(4-7)以所述芯(2)的材料密度至少部分發(fā)生變化的方式布置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的結(jié)構(gòu)元件，其特征在于，材料密度不同的芯段(4-7)各自本身具有均勻的材料密度。
8.一種用于生產(chǎn)結(jié)構(gòu)元件(1)的方法，特別是用于航空器或航天器(10)的結(jié)構(gòu)元件 (1)的方法，包括以下步驟提供具有芯(2)的結(jié)構(gòu)元件(1)； 確定所述結(jié)構(gòu)元件(1)的固有振動性能；和以優(yōu)化所述結(jié)構(gòu)元件(1)的固有振動性能的方式至少部分地改變所述結(jié)構(gòu)元件(1)的所述芯(2)的材料密度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)元件(1)的固有振動性能通過模擬或振動測試確定。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述芯(2)由具有不同材料密度的芯段(4-7)構(gòu)成。
11.一種航空器或航天器(10)，其具有根據(jù)上述權(quán)利要求1到7之一所述的結(jié)構(gòu)元件⑴。
12.—種動葉片，特別是用于風(fēng)輪機的動葉片，其具有根據(jù)權(quán)利要求1到7之一所述的結(jié)構(gòu)元件(1)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種特別適用于航天器或航空器(10)的結(jié)構(gòu)元件(1)，包括芯(2)，其材料密度至少部分發(fā)生變化，以優(yōu)化結(jié)構(gòu)元件(1)的固有振動性能。本發(fā)明進一步提供了生產(chǎn)特別適用于航天器或航空器(10)的結(jié)構(gòu)元件(1)的方法，包括以下步驟提供具有芯(2)的結(jié)構(gòu)元件(1)；確定結(jié)構(gòu)元件(1)的固有振動性能；并且以這樣的方式至少部分改變結(jié)構(gòu)元件(1)的芯(2)的材料密度，即優(yōu)化結(jié)構(gòu)元件(1)的固有振動性能。本發(fā)明還進一步提供了包括該結(jié)構(gòu)元件(1)的航空器或航天器(10)，以及特別適用于風(fēng)輪機的動葉片。
文檔編號F03D11/00GK102442421SQ201110246909
公開日2012年5月9日 申請日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月26日
發(fā)明者伊克萬·蘇亞爾迪, 卡里姆·格雷斯, 沃爾夫?qū)じジ? 阿克塞爾·赫爾曼 申請人:空中客車運營有限公司