专利名称：制造复合材料连杆的方法
技术领域：
本发明涉及制造复合材料杆的方法，并涉及通过实施该方法获得的杆。本发明在航空领域具有有益的应用，且尤其是，所得到的杆可用在起落架中。但是，虽然该杆更特别地用在这种应用，但是其也可用在其它领域中，尤其是那些要求具有大强度重量比的杆的领域。
背景技术：
通常，通过绕心轴缠绕细丝或通过缠绕一板层(ply)纺织纤维而获得具有中空本体的复合杆。当以这种方式制造时，杆的本体厚度通过作用于纱或板层的缠绕层的数量而获得。在这类型实施例中，用于杆的可制造的各种外形受到限制，且尤其其截面需要闭合。由本申请人提交的法国文献FR 2 893 683具体公开了用在航空领域的复合材料杆的第二种制造方法。为了制造该杆，使用具有两个相对侧部的样式，该样式从由多层主板层构成的复合材料切出，该多层主板层以在成形过程中主板层能够相对彼此滑动的方式重叠并联接在一起。文献中描述的方法包括斜切侧部被覆盖从而以非常坚固的方式形成接合的步骤。在该第二种制造方法中，获得了杆的抗压强度和抗弯强度，特别是由于其闭合截面能够减少重量。该制造方法是令人满意的，但是复杂之处在于其涉及将相对侧部定位并接合在一起。通过该方法可制造的各种杆外形以与上述的第一方法相同的方式受到限制。还已知复合杆的第三种制造方法，如申请WO 2009/000925中所描述的，其中制造两个壳，当装配在一起时，用于构成杆的本体，由此形成提供杆的抗拉和抗压机械强度的闭合右截面。通过以各种方式，诸如粗纱、单向片或实际上纺织片沉积预浸渍纤维来制造每个壳。将两个壳装配在一起的复杂操作可具体通过粘合剂或通过使用机械紧固件来进行。
发明内容
本发明的目的是提出一种制造复合杆的方法，该方法与现有方法相比更加简化。为此，本发明提供一种从纤维预制件制造复合材料杆的方法，纤维预制件包括一定数量的主纤维板层，这些主纤维板层通过联结件连接在一起，所述联结件使得在成形所述预制件的同时诸板层相对彼此滑动，预制件包括用于构成杆的本体的中心部分并包括两个相对的侧部，以及用于形成杆的凸耳的延伸件，该方法包括成形纤维预制件以赋予其中空形状的步骤，同时将两个相对侧部保持间隔开，从而在纤维预制件的中心部分赋予其开口轮廓，接着注射树脂并使树脂聚合。因此，本发明的方法使其能够制造本体具有开口截面的杆，使其能够取消将侧部装配在一起的步骤，并因此显著地简化杆的制造。不像文献W02009/000925中所述的方法， 本方法中的杆在注射树脂之后基本上完成，且其本体保持开口，而无将其与开口截面的第二壳关联的任何需要。自然地，还需要加工预制件的端部以形成凸耳。
在阅读下面参照作为非限制性示例的附图的详细实施例的说明后，可更好地理解本发明，其中图1示出根据本发明的复合杆的实施例的立体图；图2是平坦布置且适于获得图1所示杆的纤维预制件的实施例的示意图；图3是穿过其本体的杆的剖视图；图4是装配有销的杆1的平面图；以及图5示出其中侧支架包括本发明的杆的起落架。
具体实施例方式图1示出由如图2所示的纤维预制件2获得的本发明的复合杆1。复合杆1有利地用作起落架的构件，例如作为侧支架臂，如图5所示。复合杆1包括本体3，本体3具有开口或“通道”截面的主体段，在每个端部处具有叉4。每个叉4包括两个凸耳5，这些凸耳5彼此相向并用于接纳用于连接到其它结构件的销10(如图4所示)。根据本发明，如下述制造杆1。纤维预制件2初始从织物(较佳的是沿三个方向纺织的纤维织物)切割。作为本发明的背景技术，FR 2 893 683文献描述了用于制造纤维预制件2的织物的一种技术。该文献中所描述的制造纤维预制件2 (或样式)的技术可用于本发明，且该文献的内容应被视作本申请的组成部分。纤维织物较佳地包括多层纬纱纤维的主板层，纬纱纤维的主板层通过从一个主板层延伸到另一个主板层以互连各主板层的经纱纤维而连接在一起。以此方式互连的主板层使得它们能固定到彼此，同时能够在形成纤维预制件2的同时，且更具体来说在其被弯曲的同时在各主板层之间相对滑动。预制件 2较佳地以纬纱在纤维预制件2的对称平面S内延伸的方式从织物剪切。纤维预制件2包括中心部分8和用于形成凸耳的四个延伸件9，该中心部分8构成具有两个相对侧部6和7 的本体3。此后，通过将纤维预制件2的两个相对侧部6和7 —个在另一个上方折叠同时使它们保持间隔来形成预制件，从而赋予中心部分8中空形状。中心部分有利地具有主体段， 该主体段具有图3所示的C形通道截面。较佳地，通过绕心轴缠绕纤维预制件2进行成形。 通过其它类型的开口截面构件，例如具有U形或V形通道的开口截面构件，纤维预制件2可被折叠、缠绕或弯曲以形成杆，其中本体可因此具有多种开口截面的形状，其中侧部6和7 保持间隔开。然后，延伸部9面向彼此成对沿平行平面延伸，且它们自然用于形成杆的凸耳。然后，该方法包括树脂注射步骤。该步骤有利地使用已知的树脂传送模塑(RTM) 方法进行，其中树脂浸渍纤维预制件2的纤维。为此，在心轴上成形时，预制件有利地放置在闭合的且通过RTM方法填充树脂的模具中。然后，加热该组件以使得树脂聚合。在一变型中，同样地也可使用树脂灌注方法。由此，获得具有由延伸部结束的开口截面的中心本体的实心中空形状，其仅需要加工(造型和钻孔)以形成杆的凸耳，如图1所示。该操作通过将插入件放入凸耳中的孔
4而完成。因此，本发明的方法使其能够取消将预制件的侧部装配在一起的步骤，且其不需要为了装配到中空形状而制造一个或多个其它额外的壳。此外，开口截面杆比闭合截面杆具有较小的扭转刚度，而这在使用这种杆作为侧支架臂的情形中是有利的。起落架腿与相应的翼或机身结构可一起显著变形，而这种杆的扭转灵活性使得其更容易适应这种变形。自然地，已知对于类似的壁厚和直径，开口截面的细长本体的抗压强度比闭合截面的细长本体的抗压强度低。因此，合适地设计结构以确保所获得的杆具有所需的抗压强度是适当的。具体来说，确保其上的力被引入杆的平面(即，包括凸耳5的中心轴线X的平面 P2，如图4所示)尽可能靠近穿过本体的主体段的截面的惯性中心的平行平面P3并较佳地在平面P3和杆的本体底部之间延伸，如图4所示。理想地，平面P2和P3重合。还有利的是加固侧部6和7以增加杆的侧部的局部抗弯强度。为此，在一特定实施例中，使用厚度变化的纤维预制件2，该厚度至少沿到预制件的对称平面S的方向变化。如可从图3看到的，侧部6和7比预制件2的靠近其对称平面的部分厚。可以多种方式获得这种变化的厚度。首先，该厚度的变化可通过编织获得。此外， 可从具有与侧部所需厚度对应的厚织物剪切预制件2，并然后将该预制件从侧部朝向对称平面变薄，例如，通过磨损或通过将所要移除的纤维切除。在第二种技术中，从厚度与杆本体的最小厚度对应的织物剪切预制件，且通过在织物的主板层之间插入中间纤维板层来加厚侧部。FR 2 893 683文献中描述了用于从预制件加强延伸部的这种加强技术，但是，其有利地可用于加厚预制件的中心部分的侧部。应观察到，图3所示的侧部6、7的特定形状从弯曲操作直接得到，在弯曲操作过程中织物的板层相对彼此滑动并赋予侧部所示的斜切形状。较佳地，在预制件聚合之后，通过机加工取消侧部的向内导向的角6'和7'(被取消的部分用虚线表示)。可用其它手段加固侧部6和7，例如，通过平行于彼此折叠侧部来布置，从而它们具有一旦该组件聚合则有助于稳定侧部的下降边缘或轮缘，类似面板的下降边缘。因此，与现有技术相比，该制造方法具有显著的优点，包括能够使用简化方法制造杆，该简化方法允许使用范围广泛的开口轮廓形状，尤其是C形、U形或实际上V形的通道截面，同时确保高水平的机械强度，使得所得到的杆能够用作可折叠起落架侧支架，如图5所示。
也可考虑本发明的其它特征而不脱离本发明的由以下权利要求书所限定的范围。具体来说，虽然本发明在于使杆本体的截面开口以取消将侧部连接在一起的操作，但是，也可通过设置从一个侧部延伸到另一个侧部的一个或多个系结以使它们稳定，例如，装配到两个侧部上并固定到其上的平面刚性薄壁。这种加强除了稳定侧部从而减少它们的局部弯曲倾向外没有任何其它功能。具体来说，它们对杆的抗拉强度帮助很少或根本没有帮助。
权利要求
1.一种从纤维预制件( 制造复合材料杆的方法，所述纤维预制件( 包括一定数量的主纤维板层，所述主纤维板层通过联结件连接在一起，所述联结件使得在成形所述预制件的同时诸板层相对彼此滑动，所述预制件包括用于构成杆的本体的中心部分(8)并包括两个相对的侧部(6，7)，以及用于形成所述杆的凸耳的延伸件(9)，该方法包括成形纤维预制件以赋予其中空形状的步骤，同时将两个相对侧部保持间隔开，从而在所述纤维预制件的中心部分赋予其开口轮廓，接着注射树脂并使所述树脂聚合。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在注射树脂并聚合树脂之前，围绕成型心轴缠绕所述纤维预制件。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，加固所述侧部以增加局部抗弯强度。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述加固包括使用各种刚度的预制件，所述刚度垂直于预制件的对称平面从预制件的中心朝向所述侧部(6，7)增加。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预制件以力引入平面(P2)通过加工后的杆的凸耳的轴线延伸穿过包含所述杆的本体截面的惯性中心的平行平面(P； )或与其重合的方式成形。
全文摘要
本发明涉及一种从纤维预制件(2)制造复合材料杆的方法，纤维预制件(2)包括一定数量的主纤维板层，这些主纤维板层通过联结件连接在一起，该联结件使得在成形所述预制件的同时诸板层相对彼此滑动，所述预制件包括用于构成杆的本体的中心部分(8)并包括两个相对的侧部(6，7)，以及用于形成杆的凸耳的延伸件(9)，该方法包括成形纤维预制件以赋予其中空形状的步骤，同时将两个相对侧部保持间隔开，从而在纤维预制件的中心部分赋予其开口轮廓，接着注射树脂并使树脂聚合。
文档编号B29C70/24GK102449326SQ201080022362
公开日2012年5月9日 申请日期2010年5月18日 优先权日2009年5月20日
发明者P·邓里维, R·梅森 申请人:梅西耶-布加蒂-道提公司