专利名称：轮廓复合件的制作方法
轮廓复合件
背景技术：
飞机上的传统加强件和其它装置通常包含帽形截面加强件，该帽形截面加强件是 三个带凸缘的梁。但是，这些梁通常不被放置在没有起皱和/或翘曲类型问题的高度轮廓 区域内。通常需要昂贵的维修来提供附加的加固以承受所需负载。另外，需要额外的材料， 例如修复板层，这些材料可能增加重量。进一步地，可能需要额外的处理、检测和/或生产 步骤，这将增加生产的成本和时间。需要复合件和/或制造方法来减少与现有一个或多个复合件和/或制造方法有关 的一个或多个问题。
发明内容
在本公开内容的一个方面中，一种复合件包含弯曲细长部分，弯曲细长部分包含 多个叠加加固层。所述弯曲细长部分内的所述叠加加固层包含非连续纺织织物和非连续加 固物中的至少一个。在本公开的另一个方面中，公开了一种制造复合件的方法。在一个步骤中，提供了 细长复合件。所述细长复合件包含叠加加固层，所述叠加加固层包含非连续纺织织物和非 连续加固物中的至少一个。在另一个步骤中，所述细长复合件形成弯曲细长部分，所述弯曲 细长部分包含所述非连续纺织织物和所述非连续加固物中的一个。参照以下的附图、说明书和权利要求，本公开的这些和其它特征、各方面和优点将 会变得更好理解。
图1示出了包含在Z平面内弯曲的弯曲细长部分和直细长部分的复合件的一个实 施方式的透视图；图2示出了图1实施方式中复合件的弯曲细长部分沿着直线2-2的横截面图；图3示出了图2实施方式中横截面图的45°纺织织物的沿着直线3-3的横截面 图，被转换为平面形态图；图4示出了图2实施方式中横截面图的0/90°纺织织物的沿着直线4-4的横截面 图，被转换为平面形态图；图5示出了图2实施方式中横截面图的90°加固物的沿着直线5-5的横截面图， 被转换为平面形态图；图6示出了图2实施方式中横截面图的0°加固物的沿着直线6-6的横截面图，被 修改为平面形态图；图7示出了图1中复合件的仰视图，虚线用于表示弯曲细长部分的加固层内的窗 Π ；图8示出了图1中复合件实施方式的直细长部分沿着直线8-8的横截面图；图9示出了图1中复合件实施方式的弯曲细长部分沿着直线9-9的横截面图的另一个实施方式；图10示出了包含弯曲细长部分和直细长部分的复合件的一个实施方式的示意 图，其中该弯曲细长部分在X-Y平面内弯曲，该直细长部分连接到构件；图11示出了图10实施方式中复合件的弯曲细长部分沿着直线11-11的横截面 图；图12示出了图10中复合件的仰视图，虚线用于表示在弯曲细长部分的加固层内 的窗口 ；图13示出了图10实施方式中复合件的直细长部分沿着直线13-13的横截面图； 以及图14示出了制造复合件的方法的流程图的一个实施方式。
具体实施例方式以下详细描述是实施本公开内容的最好的当前预期方式。该描述没有限制的含 义，而只是为了达到阐明本公开内容的大体原理的目的，因为本公开内容的范围通过所附 权利要求最好地限定。图1示出了包含在Z平面内弯曲的弯曲细长部分12和直细长部分14的复合件10 的一个实施方式的透视图。复合件10可以由叠加加固层制成，并可以构成飞机零件、机身、 飞机桁条或非飞机零件、装置或结构。弯曲细长部分12可以包含凸缘构件16和18、腹板构 件20和22以及帽状构件24。图2示出了图1实施方式中复合件10的弯曲细长部分12沿着直线2_2的横截面 图。如图所示，弯曲细长部分12可以包含具有不同类型/取向加固物的多个叠加加固层 26。在其它实施例中，叠加加固层26可以由不同材料制成。45° (PX)纺织织物29的一些 层28可以从凸缘构件16连续地延伸通过腹板构件20、帽状构件24、腹板构件22和凸缘构 件18。45° (PX)纺织织物29的另一些层31可以从腹板构件20连续地延伸通过帽状构件 24并到达腹板构件22，并可以在凸缘构件16和18内延伸。而且45° (PX)纺织织物的又 一些层35可以围绕腹板构件20、帽状构件24和腹板构件22的周边37连续地延伸，而不延 伸通过凸缘构件16和18。图3示出了图2实施方式中横截面图中的一些45°纺织织物29 的沿着直线3-3的横截面图，且被转换为平面形态图。45°纺织织物29可以包含相对于加 固层33呈45°角32的加固层30。如图2所示，0/90° (PW“平纹(plain weave) ”)纺织织物34的层39可以沿着弯 曲细长部分12不连续地延伸。0/90°纺织织物34可以从凸缘构件16延伸只部分通过腹板 构件20。0/90°纺织织物34也可以从凸缘构件18延伸只部分通过腹板构件22。0/90° 纺织织物34可以不在帽状构件24内延伸。在腹板构件20、帽状构件24和腹板构件22内 可以具有0/90°纺织织物34没有延伸到的一个或更多个窗口 36。这些窗口 36可以减少 和/或防止弯曲细长部分12起皱。图4示出了图2实施方式中横截面图中的0/90°纺织 织物34的沿着直线4-4的横截面图，且被转换为平面形态图。0/90°纺织织物34可以包 含与加固层40垂直的加固层38。如图2所示，90°加固物42的层41可以只部分从腹板构件20延伸通过帽状构件 24并且只部分通过腹板构件22。90°加固物42可以不延伸通过凸缘构件16或18，并且可以不延伸通过腹板构件20和22的部分44和46。在腹板构件20、帽状构件24和腹板构 件22内可以具有90°加固物42没有延伸到的一个或更多个窗口 48。这些窗口 48可以减 少和/或防止弯曲细长部分12起皱。图5示出了图2实施方式中横截面图中的90°加固 物42的沿着直线5-5的横截面图，且被转换为平面形态图。90°加固物42可以包含平行 的加固层50。如图2所示，0°加固物52的层43可以只部分延伸通过帽状构件24。0°加固物 52的层可以在腹板构件20和22内延伸而不在凸缘构件16或18内延伸。在腹板构件20 和22以及帽状构件24内可以具有加固物没有延伸到的一个或更多个窗口 54。这些窗口 54可以减少和/或防止弯曲细长部分12起皱。图6示出了图2实施方式中横截面图中的 0°加固物52的沿着直线6-6的横截面图，且被转换为平面形态图。0°加固物52可以包 含与图5中的加固物50垂直的加固物56的平行层。如图2所示，弯曲细长部分12可以连接到构件58，构件58可以构成飞机外壳和/ 或其它类型的飞机或非飞机零件。可以连接多个填充构件60以在弯曲细长部分12和构件 58之间提供额外支撑。图7示出了图1中复合件10的仰视图，虚线用于表示弯曲细长部分12的加固层 26内的各个窗口 36、48和54。窗口 36、48和54可以减少和/或防止弯曲细长部分12起皱。图8示出了图1中复合件10实施方式的直细长部分14沿着直线8_8的横截面图。 如图所示，直细长部分14可以包含第二多个叠加加固层64。所述第二多个叠加加固层64 可以包含45° (PX)纺织织物29的层，所述45° (PX)纺织织物29的层从凸缘构件16连 续延伸通过腹板构件20、帽状构件24、腹板构件22以及凸缘构件18。所述第二多个叠加加 固层64还可以包含0/90° (PW “平纹”)纺织织物34的层，该0/90°纺织织物34的层从 凸缘构件16连续延伸通过腹板构件20、帽状构件24、腹板构件22以及凸缘构件18。在直 细长部分14内不存在起皱问题，这可以允许45° (PX)纺织织物29的层和0/90° (PW“平 纹”)纺织织物34的层连续延伸通过凸缘构件16和18、腹板构件20和22以及帽状构件 24而不在加固层64内使用任何窗口。图9示出了图1中复合件10实施方式的弯曲细长部分12沿着直线9_9的横截 面图的另一个实施方式。图9的横截面图可以与图2的横截面图一样，不同之处仅在于 0/90° (PW“平纹”)纺织织物34可以在凸缘构件16和18内延伸并进入腹板构件20和22 内而不进入帽状构件24内。因此，可以扩张0/90°加固物延伸不到的窗口 36。图10示出了复合件110的一个实施方式的示意图，该复合件包括在X-Y平面内弯 曲的弯曲细长部分112、连接到构件158的直细长部分114，该构件158可以包括飞机蒙皮 和/或其它类型的飞机或非飞机零件。复合件110可以由叠加加固层制成，并可以构成飞 机零件、机身、飞机桁条或非飞机零件、装置或结构。弯曲细长部分112可以包含凸缘构件 116和118、腹板构件120和122以及帽状构件124。图11示出了图10的复合件110实施方式中的弯曲细长部分112沿着直线11_11 的横截面图。如图所示，弯曲细长部分112可以包含多个具有不同类型/取向加固的叠加 加固层126。叠加加固层126可以由一种或多种类型的加固制成。在其它实施方式中，叠加 加固层126可以由不同的材料制成。一些45° (PX)纺织织物129的层128可以从凸缘构件116连续地延伸通过腹板构件120、帽状构件124、腹板构件122和凸缘构件118。如图11所示，0/90° (Pff “平纹”)纺织织物134的层可以沿着弯曲细长部分112 不连续地延伸。0/90°纺织织物134可以只在腹板构件120内延伸，而不在凸缘构件116 和118或者帽状构件124内延伸。在其它实施方式中，0/90°纺织织物134可以只部分地 在凸缘构件116和118内延伸而不延伸到帽状构件124中。凸缘构件116和118以及帽状 构件124内可以具有0/90°纺织织物134延伸不到的一个或多个窗口 136。这些窗口 136 可以减少和/或防止弯曲细长部分112起皱。如图11所示，0°加固物152的非连续窄条或束的层可以从凸缘构件116和118 延伸通过腹板构件120并进入帽状构件124，且在每个条或束之间都有极小的间隙。这些窗 口 154可以减少和/或防止弯曲细长部分112起皱。如图11所示，弯曲细长部分112可以连接到构件158，该构件158可以包括飞机蒙 皮和/或其它类型的飞机或非飞机零件。可以连接多个填充构件160以便在弯曲细长部分 112和构件158之间提供额外支撑。图12示出了图10中复合件110的仰视图，虚线用于表示在弯曲细长部分112的 0/90° (Pff “平纹”)纺织织物层134中的窗口 136、148和154内的0°加固物的非连续窄 条或束。窗口 136、148和154可以减少和/或防止弯曲细长部分112起皱。图13示出了图10的复合件110实施方式中的直细长部分114沿着直线13_13的 横截面图。如图所示，直细长部分114可以包含第二多个叠加加固层164。第二多个叠加加 固层164可以包含从凸缘构件116连续延伸通过腹板构件120、帽状构件124、腹板构件122 以及凸缘构件118的45° (PX)纺织织物129的层。第二多个叠加加固层164还可以包含 从凸缘构件116连续延伸通过腹板构件120、帽状构件124、腹板构件122以及凸缘构件118 的0/90° (PW “平纹”)纺织织物134的层。在直细长部分114内可以不存在起皱问题，这 可以允许45° (PX)纺织织物129的层和0/90° (PW “平纹”)纺织织物134的层连续延伸 通过凸缘构件116和118、腹板构件120和122以及帽状构件124，而不在0/90° (PW “平 纹”)纺织织物层164内使用任何窗口。图14示出了制造复合件10/110的方法的流程图226的一个实施例。在一个步骤 268中，可以准备/叠加出细长复合件10/110。准备/叠加的细长复合件10/110可以包含 堆叠具有非连续平纹(PW)0/90°纺织织物34/134和非连续0°加固物52/152中的至少一 个的加固层26/126 ；在窗口 36/48/54/136/148/154的高轮廓区域周围设置窗口层板；并往 窗口 36/48/54/136/148/154内添加结构加固层板。叠加加固层26/126可以由不同加固物 制成。在其它实施方式中，叠加加固层26/126可以由各种材料制成。准备步骤268可以包 含将加固层板准备/叠加成平板装料，其将包含带有直/平叠加加固层26/126的细长复合 件10/110。准备步骤268还可以包含直细长部分14/114、延伸贯穿直细长部分14/114的连 续平纹(PW) 0/90°纺织织物34/134和/或延伸贯穿直细长部分14/114的连续45° (PX) 纺织织物29/129。准备步骤268可以利用切削机、叠层机和/或用于叠置和/或切割直/平叠加加 固层26/126的其他类型机器。准备步骤268可以额外包含通过叠置加固层26/126来准备 /叠加出细长复合件10/110，其中该加固层26/126进一步包含45° (PX)纺织织物29/129 和90°加固物42/142。准备步骤268可以包括给切削机、叠层机和/或其他类型机器编程，以便包括每一个被叠加的叠加加固层26/126的平样式，以包括在叠加加固层26/126内的 一个或更多个窗口 36/48/54/136/148/154。准备步骤可以进一步包括手工和/或通过使用 机器在窗口 36/48/54/136/148/154内在加固层板之间插入隔离膜。在另一个步骤270中，准备好的细长复合件10/110的未固化的、直的叠加加固层 26/126可以被成形为弯曲细长部分12/112。成形步骤270可以利用成形机、模具和/或其 他类型的成形装置、结构和/或过程。在一个实施方式中，成形步骤270可以包含以下中的 一个或更多个使用未固化的、直的叠加加固层26/126来机加工形成准备好的细长复合件 10/110的细长部分12/112 ；将成形的细长部分12/112放入固化模具中；根据需要矫直凸 缘构件16/18/116/118和腹板构件20/22/120/122 ；在轮廓部分内定位和形成窗口层板；移 除隔离膜；以及固化没有起皱的弯曲细长部分12/112。成形的弯曲细长部分12/112可以 包含非连续平纹(PW)0/90°纺织织物34/134和非连续0°加固物52/152的一个或更多个 层板。成形步骤270可以进一步包含将准备好的细长复合件10/110的未固化的、直的叠加 加固层26/126成形为直细长部分14/114。成形的直细长部分14/114可以包含延伸贯穿 直细长部分14/114的连续平纹(PW)0/90°纺织织物34/134和/或延伸贯穿直细长部分 14/114的连续45° (PX)纺织织物29/129。在一个实施方式中，准备和成形步骤268和270可以包含准备和成形构成飞机零 件、机身、飞机桁条中的至少一个的复合件10。在其它实施方式中，可以准备和成形不同的 非飞机结构、装置或零件。在另外的实施方式中，在本公开的不同实施方式中公开的复合件和方法可以包含 和/或利用任意角度取向的纺织织物，和/或任意角度取向的加固物。例如，该公开中提到 一定度数的纺织织物，和/或一定度数的加固物的地方，纺织织物的度数和/或加固物的度 数可以改变。本公开的一个或多个实施方式可以减少一个或更多个现有复合件和/或制造方 法的一个或更多个问题。例如，本公开的一个或更多个实施方式可以提供可以被放置在高 轮廓区域内的复合件且减小和/或消除起皱和/或翘曲类型的问题；可以减少为了承受需 要的负载而添加加固物所需的昂贵的维修；可以减少对额外加固材料的需要因此减少成本 和重量；可以减少对额外的处理、检测和生产步骤的需要；和/或可以减少一个或更多个其 它类型的问题。当然，应当理解前述涉及本公开的示例实施方式，以及可以在不脱离所附权利要 求所阐明的本公开的精神和范围内作出修改。
权利要求
一种复合件，包含；弯曲细长部分，其包含多个叠加加固层，其中所述弯曲细长部分内的所述叠加加固层共同地包含非连续纺织织物和非连续加固物中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的复合件，其中所述复合件包括飞机零件、机身和飞机桁条中 的至少一个。
3.根据权利要求1所述的复合件，其中所述弯曲细长部分内的所述叠加加固层还包含 45度纺织织物(PX)和90度加固物中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的复合件，其中所述弯曲细长部分包含多个凸缘构件、多个腹 板构件以及一个帽状构件。
5.根据权利要求4所述的复合件，其中所述弯曲细长部分在Z平面内弯曲，并且所述腹 板构件和所述帽状构件中的每一个均包含以下中至少一个连续平纹(PX)45度纺织织物、 非连续平纹(PW)0/90度纺织织物以及非连续0度加固物。
6.根据权利要求4所述的复合件，其中所述弯曲细长部分在X-Y平面内弯曲，并且所述 凸缘构件和所述帽状构件中的每一个包含以下中至少一个连续平纹(PX)45度纺织织物、 非连续平纹(PW)90度纺织织物以及非连续0度加固物。
7.根据权利要求1所述的复合件，其中所述复合件还包括直细长部分。
8.根据权利要求1所述的复合件，其中所述弯曲细长部分内的所述叠加加固层共同地 包含非连续平纹(PW)0/90度纺织织物以及非连续0度加固物中的至少一个。
9.一种制造复合件的方法，包含准备细长复合件，所述细长复合件包含叠加加固层，所述叠加加固层包含非连续纺织 织物和非连续加固物中的至少一个；将所述细长复合件成形为弯曲细长部分，所述弯曲细长部分包含所述非连续纺织织物 和所述非连续加固物中的至少一个。
10.根据权利要求9所述的方法，其中准备步骤和成形步骤包含准备和成形飞机零件、 机身和飞机桁条中的至少一个。
11.根据权利要求9所述的方法，其中准备步骤包含准备包含叠加加固层的所述细长 复合件，其中所述叠加加固层包含非连续平纹(PW)0/90纺织织物以及非连续0度加固物中 的至少一个，并且其中成形步骤包含将所述细长复合件成形为弯曲细长部分，所述弯曲细 长部分包含所述非连续平纹(PW)0/90纺织织物以及所述非连续0度加固物中的至少一个。
12.根据权利要求9所述的方法，其中准备步骤包含准备包含直叠加加固层的所述细 长复合件。
13.根据权利要求18所述的方法，其中准备步骤还包含准备包含所述叠加加固层的所 述细长复合件，所述叠加加固层还包含45度纺织织物(PX)和90度加固物以及非连续0度 加固物。
14.根据权利要求9所述的方法，其中成形步骤还包含将所述细长复合件成形为直细 长部分，所述直细长部分包含延伸贯穿所述直细长部分的连续平纹(PW)0/90纺织织物、延 伸贯穿所述直细长部分的连续45度纺织织物(PX)以及延伸贯穿所述直细长部分的连续0 度加固物中的至少一个。
15.根据权利要求9所述的方法，其中成形步骤利用了成形机器和模具中的至少一个。
全文摘要
复合件的一个实施方式包含弯曲细长部分，所述弯曲细长部分包含多个叠加加固层。所述弯曲细长部分内的所述叠加加固层包含非连续纺织织物和非连续加固物中的至少一个。
文档编号B29D99/00GK101883674SQ200880118804
公开日2010年11月10日 申请日期2008年12月18日 优先权日2008年1月9日
发明者D·C·达罗, K·S·威尔顿, M·A·李, M·R·安德松 申请人:波音公司