[实用新型]混合夹层结构、板式构件和飞机飞行控制部件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种混合夹层机构，更具体地，涉及一种具有加强件的混合夹层机构，本实用新型还涉及用于该混合夹层结构的加强件，采用该混合夹层结构的板式构件，例如飞行控制部件等。 

背景技术

目前，夹层结构不仅广泛应用于航空航天领域，例如飞机的扰流板、减速板、方向舵、升降舵等中，而且越来越多地用于其他工业领域如汽车、船舶、机械平台等行业。夹层结构是由芯部分离的至少两个蒙皮构成的组件。芯部用作在蒙皮之间的间隔件，以提高板厚度和相关的弯曲刚性。在夹层结构中，硬的蒙皮承载平面内载荷，而芯部承载横向剪切载荷。芯部横向剪切强度标准对于夹层的尺寸设计是关键的。在现有技术方案中，狭长的夹层结构的横向剪切强度通常较差。 

由于主要由芯部承受外部施加的平面外载荷，因此两个尺寸设计标准构成判断夹层芯部强度的标准。一般来讲，夹层芯部剪切应力由两个分量构成：在经向方向（L或x）上的一个分量τ_xz和在横向方向（W或y）上的另一个分量τ_yz。采用正交相互作用标准，则得到以下RF方程： 

RFCS=1(τLappliedτLallowable)2+(τWappliedτWallowable)2]]>

在现有技术中，为了改进夹层结构的剪切强度，本领域技术人员曾经尝试对蒙皮和蜂巢的结构进行改进。申请人尝试增大蒙皮的厚度 和芯部的密度，并且对支架装配进行改进，采用蜂巢密度为150kg/m3,上蒙皮厚度从大约2mm增大到大约8mm,下蒙皮厚度从大约2mm增大到大约6mm，在70.9℃下初始设计值具有20％裕度的情况下，芯部剪切安全系数RFcs最大能达到0.94,在根据芯部高度而采用折剪系数KDF=0.65的情况下，RFcs＝0.61。试验结果表明，无论蒙皮的厚度和蜂巢的密度如何增大，均不能使芯部的剪切强度达到安全标准，并且会使夹层结构的重量增加比较多。 

实用新型内容

本实用新型采用一种混合夹层结构，在夹层结构的芯部中添加加强件，例如Z形构造（Z形梁）的加强件，从而在重量仅有少量增加的情况下用于改进横向强度。通过在芯部中设置加强件，能够改进夹层结构的径向方向的刚性，改进芯部剪切强度，并且夹层结构的重量增加很小。 

根据本实用新型的一个方面，提供一种混合夹层结构，所述混合夹层结构包括至少两层蒙皮和位于所述蒙皮之间的芯部。在所述芯部中设置有加强件。所述加强件设置有上部和下部以及延伸通过所述芯部并与所述芯部结合的中间部分。所述上部平行于所述至少两个蒙皮中的上蒙皮并与所述上蒙皮以及芯部结合。所述下部平行于所述至少两个蒙皮中的下蒙皮并与所述下蒙皮以及芯部结合。所述上部、所述下部和所述中间部分可以形成为单体件。 

所述加强件可以是呈Z形的梁或者呈与Z形扭向相反的形状的梁。所述上部和所述下部相对于所述中间部分可以沿相反方向延伸，所述中间部分与所述上部和下部可以成角度设置。 

所述中间部分与所述上部和下部可以设置成相垂直。 

所述加强件可以是一种聚合物基复合材料制件。所述加强件可以由碳纤维编织布、玻璃纤维编织布或者混杂纤维编织布制成。 

所述混杂纤维编织布可以由碳纤维和玻璃纤维共同编制而成。 

根据本实用新型的另一方面，提供一种用于上述混合夹层结构的 加强件。 

根据本实用新型的另一方面，提供一种板式构件，该板式构件可以包括以上所述的混合夹层结构。