[发明专利]包括具有嵌入板的凹部中的衬垫的桁条的组合结构和传递力的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种组合结构，所述组合结构包括：板；和结合到所述 板的表面上的桁条，所述桁条具有端面和一对侧面，所述侧面沿所述桁 条纵向远离所述端面而延伸。

背景技术

图1示出了例如可形成飞机机翼或机身的蒙皮的板1的收尾部 (run-out)部分。板被一系列细长的桁条加强，该细长的桁条沿板的长 度延伸，图1中以横截面示出了一个该细长的桁条。桁条2包括与板1 成直角地延伸的腹板3和接合板1的凸缘4。

桁条2如图所示那样终止。腹板3在终端附近是楔形的，以便通过 提供横向弯曲和轴向刚度的逐渐增加和消除局部应力集中，而有助于负 荷从蒙皮传递到桁条。此外，凸缘4延伸超过腹板的端部，以便致使刚 性的末端更顺从并且当板弯曲时能够跟随板而弯曲。

预张紧螺栓5被使用以便防止脱层或脱离结合。如图2所示，预张 紧负荷6导致凸缘4和板1的一部分7被压缩。然而在压缩区域7和凸 缘4的末端9之间存在未压缩的端部区域8。因此预张紧螺栓5不能延迟 在凸缘4的末端9与板1相交接的界面10处开始的损坏。

图3中示出了改良的设计。在这种情况下，垫圈11被用来将全厚度 压缩区域传递达到凸缘的末端，因而抑制了末端处的剥离损坏模式。但 是，图3的技术方案没有抑制末端处的滑动损坏模式。

发明内容

本发明的第一方面在于提供一种组合结构，所述组合结构包括：板； 和结合到所述板的表面上的桁条，所述桁条具有端面和一对沿所述桁条 远离所述端面而纵向延伸的侧面，其中所述板的所述表面形成有接合所 述桁条的所述端面的第一壁和接合所述桁条的另一部分的第二壁。

本发明的第二方面在于提供一种在本发明的第一方面的所述组合结 构中传递力的方法，所述方法包括：

通过形成在所述板的所述表面中的所述第一壁和所述桁条的所述端 面之间的正交反力，从所述板传递压缩力到所述桁条；以及

通过形成在所述板的所述表面中的所述第二壁和所述桁条的其他表 面之间的正交反力，从所述板传递拉伸力到所述桁条。

所述桁条和所述板之间的结合可通过在部件间施加一层粘合剂、通 过共同固化部件，或通过以任何其他方式将部件结合在一起而形成。

所述板可由单一件形成，或可由两层或更多层板材料形成。在这种 情况下，每层板通常由复合材料例如浸渍有环氧树脂基体的碳纤维形成。

在一个实施方式中，所述桁条在所述桁条的与所述第一端面相对的 端处具有第二端面，并且形成在所述板中的所述第二壁接合所述桁条的 所述第二端面。

在其他实施方式中，所述桁条包括结合到所述板的所述表面上的底 部和从所述底部突出并且嵌入所述板的所述凹部中的衬垫。所述衬垫具 有接合所述凹部的第一端壁的第一端面和接合所述凹部的第二端壁的第 二端面。在这种情况下，所述凹部可横跨整个所述板的宽度而延伸(因 此没有侧壁)，但是更优选地是所述衬垫具有接合所述凹部的第一侧壁的 第一侧面和接合所述凹部的第二侧壁的第二侧面。所述衬垫可被结合到 所述凹部上，但是更优选地是所述桁条的所述底部和所述板的所述表面 之间的结合在所述衬垫处终止。在这种情况下，可采用其他方式(例如 紧固件)将所述衬垫固定到所述凹部内。

所述壁可成锐角地跨越所述桁条的宽度而延伸，或可形成为凹形或 凸形。然而更优选地是形成在所述板的所述表面中的所述第一壁和所述 第二壁以基本上相对的方向定向，并且基本上与所述桁条的长度成直角 地横跨所述桁条的宽度而延伸。本结构使正交反力能够有效地在所述板 和所述桁条之间传递。

附图说明

现将参照附图描述发明的实施方式，其中：

图1是穿过第一传统桁条收尾部的纵向剖面图；

图2是示出了预拉伸负荷的效果的图1的桁条收尾部的一部分的放 大图；

图3是穿过第二传统桁条收尾部的纵向剖面图；

图4是根据本发明的第一实施方式的组合结构的立体图；

图5-7是穿过图4所示的一个该桁条的收尾部部分的纵向剖面图；

图8-11是穿过各种替代性桁条实施方式的收尾部部分的纵向剖面 图；

图12是根据发明的另一个实施方式的组合结构的纵向剖面图；以及

图13是根据发明的另一个实施方式的组合结构的纵向剖面图。

具体实施方式