复合结构搭接和方法与流程

本公开总体上涉及制造复合(composite)结构，具体地，涉及制造具有搭接(splice)的复合结构。

背景技术：

复合机身包含复杂的几何形状。机身的部分具有恒定的直径。机身的机头和机尾部分具有渐缩的直径。此外，复杂的几何形状包括在机身的内部具有弯曲、扭曲和接榫(joggle)的加劲件。结果，使用自动化设备制造这些加劲件存在挑战。挑战包括减少不期望的不一致性，例如起皱、铺层桥接或其它不期望的不一致。

例如，可通过在工具(tool)上逐层手动悬垂层来执行高轮廓制造。此工艺劳动密集并且利用了大量的空间。

因此，将可取的是有一种考虑了上述至少一些问题以及其它可能的问题的方法和设备。例如，将可取的是有一种方法和设备，其克服了按照减少不期望的不一致的方式制造具有复杂几何形状的复合结构的技术问题。

技术实现要素：

本公开的实施方式提供了一种为复合结构形成阶梯搭接的方法。在第一区段的各个层中形成V形形状以在第一区段中创建第一阶梯搭接样式，其中多个V形形成在第一区段中。在第二区段的各个层中形成配对形状以在第二区段中创建第二阶梯搭接样式，其中多个配对形状形成在第二区段中。各个层以V形形状与第二区段中的对应配对形状交叠，以形成阶梯搭接。

本公开的另一实施方式提供了一种减轻复合结构中的裂缝传播的方法。为复合结构标识搭接位置，以减小复合结构中的应力。在搭接位置处形成阶梯搭接，其中阶梯搭接在第一区段中形成第一阶梯搭接样式的第一区段的各个层中具有V形形状，其中多个V形处于第一区段中。阶梯搭接在第二区段中形成第二阶梯搭接样式的第二区段的各个层中具有配对形状，其中多个配对形状处于第二区段中。具有V形形状的各个层与第二区段中的另一层的对应配对形状交叠，以形成阶梯搭接。

本公开的另一实施方式提供了一种包括第一阶梯搭接样式和第二阶梯搭接样式的复合结构。第一阶梯搭接样式由复合结构的第一区段中的多个V形形成。第二阶梯搭接样式由复合结构的第二区段中的多个V形形成，其中，第一阶梯搭接样式和第二阶梯搭接样式彼此交叠以形成阶梯搭接。

本公开的另一实施方式提供了一种制造复合结构的方法。形成复合结构的第一区段，其中该第一区段具有第一端，该第一端具有V形形状，其中，第一区段中的第一复合层在第一端处具有第一阶梯样式。形成复合结构的第二区段，其中该第二区段具有第二端，该第二端具有与V形形状配对的配对形状，并且其中第二区段中的第二复合层在第二端处具有第二阶梯样式。第一端第二端被定位成使得第一复合层中的具有第一阶梯样式的第一复合层与具有第二阶梯样式的第二复合层在搭接位置处交叠。

本公开的另一实施方式提供了一种复合结构，其包括复合结构的第一区段和第二区段。第一区段具有第一端，该第一端具有V形形状，并且其中第一区段中的第一复合层在第一端处具有第一阶梯样式。第二区段具有第二端，该第二端具有与V形形状配对的配对形状。第二区段中的多个第二复合层在第二端处具有第二阶梯样式，并且第一端和第二端被定位成使得具有第一阶梯样式的第一复合层与具有第二阶梯样式的第二复合层在搭接位置处交叠。

本公开的另一实施方式提供了一种制造复合结构的方法。形成复合结构的第一区段，其中该第一区段具有第一端，该第一端具有V形形状，其中第一区段中的第一复合层在第一端处具有第一阶梯样式，并且其中V形形状包括一组V形。形成复合区段的第二区段，其中第二区段具有第二端，该第二端具有与V形形状配对的配对形状，并且其中第二区段中的第二复合层在第二端处具有第二阶梯样式，其中第一区段和第二区段基本上为平面。第一区段和第二区段形成为具有期望的横截面形状。第一端和第二端被定位在工具上，使得具有第一阶梯样式的第一复合层与具有第二阶梯样式的第二复合层在搭接位置处交叠以形成搭接头，其中在第一复合层与第二复合层之间存在间隙和交叠中的至少一方，使得在搭接头处应力减小，并且在搭接位置处复合结构的不期望的起皱减小。第一区段和第二区段被固化以形成复合结构。

本公开的另一实施方式提供了一种复合结构，其包括复合结构的第一区段和第二区段。第一区段具有第一端，该第一端具有包括一组V形的V形形状，并且其中第一区段中的第一复合层在第一端处具有第一阶梯样式。形成复合结构的第二区段，其中第二区段具有第二端，该第二端具有与V形形状配对的配对形状，其中第一区段和第二区段具有期望的横截面形状，并且其中第二区段中的多个第二复合层在第二端处具有第二阶梯样式。第一端和第二端被定位成使得具有第一阶梯样式的第一复合层与具有第二阶梯样式的第二复合层在搭接位置处交叠，其中，针对搭接头，在第一复合层与第二复合层之间存在间隙和交叠中的至少一方，使得在搭接位置处应力减小，并且其中在搭接位置处复合结构的不期望的起皱减少。

本公开的另一实施方式提供了一种在复合结构中布置搭接的方法。选择复合结构中的若干搭接位置。为复合结构定位具有阶梯样式的区段以在若干搭接位置处形成若干搭接，其中在若干搭接位置中的搭接位置或者搭接位置以外的复合结构中的其它位置中的至少一个中不期望的起皱减少。

特征和功能可在本公开的各种实施方式中独立地实现或者可在其它实施方式中被组合，其中可参照以下描述和附图看到进一步的细节。

附图说明

在所附权利要求书中阐述了被认为是例示性实施方式的特性的新颖特征。然而，当结合附图阅读时通过参照本公开的例示性实施方式的以下详细描述，将最佳地理解例示性实施方式以及其优选使用模式、进一步的目的和特征，附图中：

图1是根据例示性实施方式的复合制造环境的框图的例示；

图2是根据例示性实施方式的加劲件形式的复合结构的例示；

图3是根据例示性实施方式的加劲件中的区段的层的例示；

图4是根据例示性实施方式的加劲件的区段的分解侧视图的例示；

图5是根据例示性实施方式的加劲件的区段的分解横截面的例示；

图6是根据例示性实施方式的加劲件的区段的阶梯样式的例示；

图7是根据例示性实施方式的定位以形成加劲件的第一区段和第二区段的例示；

图8是根据例示性实施方式的用于形成加劲件的区段的期望形状的工具的例示；

图9是根据例示性实施方式的加劲件的区段和工具的横截面图的例示；

图10是根据例示性实施方式的通过工具形成期望的横截面形状的加劲件的区段的横截面图的例示；

图11是根据例示性实施方式的具有帽形横截面的区段的例示；

图12是根据例示性实施方式的置于工具上的加劲件的两个区段的例示；

图13是根据例示性实施方式的加劲件的例示；

图14是根据例示性实施方式的用于处理区段的剥离层的例示；

图15是根据例示性实施方式的复合结构中的弧长变化的例示；

图16是根据例示性实施方式的复合结构的多个区段的例示；

图17是根据例示性实施方式的具有多个区段的加劲件的例示；

图18是根据例示性实施方式的制造复合结构的处理的流程图的例示；

图19是根据例示性实施方式的设计复合结构的搭接的处理的流程图的例示；

图20是根据例示性实施方式的形成复合结构的阶梯搭接的处理的流程图的例示；

图21是根据例示性实施方式的减轻复合结构中的裂缝传播的处理的流程图的例示；

图22是根据例示性实施方式的在复合结构中布置搭接的处理的流程图的例示；

图23是根据例示性实施方式的飞行器制造和服务方法的框图的例示；以及

图24是根据例示性实施方式的飞行器的框图的例示。

具体实施方式

例示性实施方式认识到并考虑到一个或更多个不同的考虑因素。例如，例示性实施方式认识到并考虑到，按照三维形状铺设复合材料以形成复合结构会比期望的更复杂且耗时。例示性实施方式还认识到并考虑到，可按照半自动方式来制造复合结构，例如具有至少一个轮廓或扭曲的桁条。然而，所使用的设备涉及用于期望的几何形状的独特或定制工具。

此外，例示性实施方式认识到并考虑到，对于具有垂直切口的加劲件可使用拼接技术。例示性实施方式认识到并考虑到，这种类型的拼接可减少一定量的起皱，但是没有完全解决诸如起皱的不期望的不一致的出现。因此，例示性实施方式提供了一种利用可按照减少不期望的不一致的方式拼接的区段(例如，进料(charge))来制造复合结构的方法、设备和系统。

在例示性示例中，这些类型的复合结构可利用二维区段来制造。这些二维区段具有当以三维几何形状使用时可按照减少不期望的不一致的方式拼接的配置。例如，二维区段可形成为复杂轮廓的桁条(其可包括曲线和扭曲)，而不会在桁条中生成不期望的皱折。

例如，拼接的V形方法可在复合结构的期望的区域之间提供隔离。这样，在减少过量的压缩载荷的同时可出现弧长和变化。当结构成形为曲线并且存在弧形时出现弧长变化。弧存在于每侧并且将具有不同的长度。随着两个弧之间的变化增大，中间剪切载荷将在结构的具有较小弧的一侧引起压缩屈曲(buckling)(皱折)。

例示性示例可利用具有末端的区段，所述末端具有用于搭接的样式，其被设计为在复合材料的受保状态下提供更大的平行纤维分离。通过更高复杂度的区域可能出现这种更大的分离。可通过选择这些搭接区域中的纤维的角度和数量来进行定制。此外，末端的样式可使得在成角度的搭接区域中经由去除交叉的纤维，平行纤维彼此断开。

现在参照附图，具体地，参照图1，根据例示性实施方式描绘了复合制造环境的框图的例示。复合制造环境100是可制造具有三个维度的复合组件102的环境的示例。

复合组件102可以是细长复合结构104。在此示例中，复合组件102中的复合结构106。复合结构106可选自飞行器复合结构、加劲件、桁条、纵梁、梁或者一些其它合适类型的复合结构中的至少一个。如本文所用，当与项目列表一起使用时，短语“……中的至少一个”意指可使用一个或更多个所列项目的不同组合，并且可仅需要列表中的各个项目中的一个。换言之，“……中的至少一个”意指可从列表中使用任何组合的项目和数量的项目，而非需要列表中的所有项目。项目可以是特定对象、事物或类别。

例如，并非限制，“项目A、项目B或项目C中的至少一个”可包括项目A、项目A和项目B、或者项目B。该示例还可包括项目A、项目B和项目C、或者项目B和项目C。当然，这些项目的任何组合可存在。在一些例示性示例中，“……中的至少一个”可以是(例如但不限于)两个项目A；一个项目B；和十个项目C；四个项目B和七个项目C；或者其它合适的组合。

当复合结构106是桁条时，桁条被配置为附接到飞行器111的机身109的复合筒形区段107。以这种形式，复合结构106可具有复杂轮廓形状144形式的三维形状。复杂轮廓形状144可适形于复合筒形区段107。

在此例示性示例中，可使用第一区段108和第二区段110来形成复合结构106。如所描绘的，复合结构106的第一区段108具有第一端112，该第一端112具有V形形状114。

在所描绘的此示例中，V形形状114可在第一端112处包括一组V形。如本文所用，当参考项目使用时，“一组”意指一个或更多个项目。例如，“一组V形”是一个或更多个V形。V形是宽度朝着第一端112渐缩的细长构件。

V形形状114的形状的选择可基于一个或更多个参数。所述参数包括(例如但不限于)完成部件所需的材料的总量、搭接的允许空间和规格、制造能力、交叠要求以及其它合适的参数。

例如，如果桁条的一侧横跨蒙皮规格垫(skin gage padup)延伸，则桁条的一侧延伸的距离长于桁条的另一侧。结果，完成部件所需的材料量将增加。例如，当V形组件被设计为在搭接处具有凸部分和凹部分时，在蒙皮规格垫上方延伸的凹部分的交叠长度可增加，以便适应在桁条的较长的一侧的附加行进距离。

在另一示例中，可存在对搭接的交叠的要求，包括轴向和横向上的值相同。在此示例中，可能期望45度角的搭接角度，使得两个方向(纵向和横向)具有相同的交叠和间隙标称值。

在另一示例中，可限制搭接的总尺寸。结果，在设计形状时可考虑设计要求中的厚度和交叠量。在此示例中，搭接的角度可减小到接近90度，这实际上不太有利，但是允许形状适合于长度约束。在例示性示例中，搭接配置是斜接搭接配置。在此示例中，斜接搭接涉及两个相等厚度的阶梯样式，其被放在一起使得互补层交叠，导致总厚度在交叠区域中和间隙区域中可增大一层。

在另一示例中，当不存在对长度的约束时，复合材料的铺设层的制造能力可受益于搭接的增加的尺寸。在此示例中，搭接的角度可变长并且总层降间距可增加，以增加可制造性。

在另一示例中，可考虑制造设备的限制。如果层切割设备仅能够单一角度切割，则可形成单一45度角或其它期望的角度以一定程度上利用侧向隔离。

此外，第一区段108中的第一复合层116在第一端112处具有第一阶梯样式118。在此示例中，复合结构106的第二区段110具有第二端120，该第二端120具有V形形状114的配对形状122。在例示性示例中，配对形状122具有与V形形状114的几何形状互补的形状，使得所得搭接的横截面创建期望部件的横截面。

第二区段110中的第二复合层124在第二端120处具有第二阶梯样式126。在此例示性示例中，第一复合层116是第一预浸料结构，并且第二复合层124是第二预浸料结构。如所描绘的，第一区段108中的第一复合层116是第一预浸料结构，并且第二区段110中的第二复合层124是第二预浸料结构。

如所描绘的，第一端112和第二端120相对于彼此定位，使得第一复合层116中的第一阶梯样式118的第一复合层128与第二复合层124中的第二阶梯样式126的第二复合层130在搭接位置132处交叠以形成搭接134。在例示性示例中，在搭接134中，第一阶梯样式118和第二阶梯样式126中的阶梯彼此交替。在第一端112处具有第一阶梯样式118的第一复合层116与在第二端120处具有第二阶梯样式126的第二复合层124的这种交替形成搭接头146。该搭接也被称为楔形搭接147。

在此示例中，当复杂轮廓形状144在搭接位置132处包括弯曲、角度、扭曲或一些其它特征中的至少一个时，在搭接位置132处复合结构106的不期望的起皱136减少。

如所描绘的，第一端112和第二端120的定位使得第一阶梯样式118中的第一复合层116中具有V形形状114的第一复合层128与第二阶梯样式126中的第二复合层124中具有配对形状122的第二复合层130交叠，以在搭接位置132处形成搭接头146形式的搭接134。

当制造复合结构106时，复合结构106中的第一区段108和第二区段110通过铺设基本上平面138的第一区段108的第一复合层116和第二区段110的第二复合层124来形成。

在例示性示例中，第一区段108的第一复合层116和第二复合层124可以是预浸料，其中诸如加强织物的材料层已用树脂体系预浸渍。

在例示性示例中，第一区段108和第二区段110可由基本上平面138形成以具有带有期望的横截面形状140的复杂轮廓形状144。在此例示性示例中，期望的横截面形状140选自包括帽形状、U形状、C形状或者复杂轮廓形状144的一些其它合适的横截面形状的组。

如所描绘的，第一区段108和第二区段110可被放置在用于复合结构106的工具142上。当被置于工具142上时，第一区段108和第二区段110具有为复合结构106的复杂轮廓形状144的三维形状。第一区段108和第二区段110可在工具142上固化以形成具有复杂轮廓形状144的复合结构106。

在另一例示性示例中，复合结构106具有由第一阶梯搭接样式181和第二阶梯搭接样式187形成的阶梯搭接171。第一阶梯搭接样式181由复合结构106的第一区段108中的多个V形183形成，其与由复合结构106的第二区段110中的多个配对形状185形成的第二阶梯搭接样式187交叠。

此外，在搭接134中在第一复合层116和第二复合层124之间可存在间隙193和交叠195。间隙193和交叠195可被配置为使得在复合结构106中不期望的起皱136减少。

在另一例示性示例中，在复合制造环境100中搭接134采取复合结构106的阶梯搭接171的形式。对于搭接134，选择复合结构106中的阶梯搭接171的搭接位置132以减小复合结构106中的应力149。

在此示例中，阶梯搭接171在第一区段108的各个层中具有V形形状114以在第一区段108中创建第一阶梯搭接样式181。在搭接位置132处在第一区段108中形成多个V形183。

阶梯搭接171还在第二区段110的各个层中具有配对形状122以在第二区段110中形成第二阶梯搭接样式187。在搭接位置132处在第二区段110中形成多个配对形状185。第一区段108和第二区段110中的层是可固化的复合层。这些层可采取铺层的形式。各个层可由一个或更多个铺层形成。

在例示性示例中，多个V形183和多个配对形状185减轻复合结构106或阶梯搭接171中的至少一个中的裂缝传播。例如，通过消除整个横向横截面中可存在交叠的条件，对于与复合结构106一起使用的其它复合结构(未示出)中的相邻搭接，裂缝传播可减轻。避免将这些类型的搭接置于彼此相邻的不同加劲件(未示出)中可降低裂缝可横跨一个加劲件中的搭接传播到其它加劲件中的搭接的可能性。例如，桁条中的V形的交叠可相对于相邻桁条中的V形的交叠成角度。因此，将在交叠上以更针锋相对的方式拦阻裂缝穿过与加劲件垂直的框架隔间(未示出)的扩展。

该处理将具有V形形状114的各个层与第二区段110中的对应配对形状141交叠，以形成阶梯搭接171。在阶梯搭接171中存在交叠195和间隙193。交叠195和间隙193处于阶梯搭接171中的使得复合结构106中的不期望的起皱136减少的位置处。

作为制造复合结构106的部分，使用末端执行器系统191来操纵第一区段108和第二区段110中的至少一个以使具有V形形状114的各个层与第二区段110中的对应配对形状141交叠，以形成阶梯搭接171。末端执行器系统191是存在一个或更多个末端执行器的物理系统。可通过机器人臂或其它机器使末端执行器移动，以移动和放置诸如第一区段108和第二区段110的项目。

如所描绘的，除了搭接位置132之外或代替搭接位置132，阶梯搭接171可被放置在复合结构106中的若干位置177中。若干位置177被选择以减少复合结构106的不期望的起皱136。例如，阶梯搭接171的搭接位置132可被设置为使得在至少一个阶梯搭接171或阶梯搭接171之外的位置177中出现较少不期望的起皱136。

在一个例示性示例中，存在克服以减少不期望的不一致的方式制造具有复杂几何形状的复合结构的技术问题的一个或更多个技术方案。结果，一个或更多个技术方案可提供利用具有至少一个形状或阶梯样式的搭接以减少不期望的不一致(例如，皱折)的技术效果。

图1中的复合制造环境的例示以及不同的组件并非意在暗示对可实现例示性实施方式的方式的物理或架构限制。除了所示的组件之外或者代替所示的组件，也可使用其它组件。一些组件可能不需要。另外，还呈现了方框以示出一些功能组件。当在例示性实施方式中实现时，这些方框中的一个或更多个可被组合、分割或组合以及被分割成不同的方框。

例如，除了第一区段108和第二区段110之外或代替第一区段108和第二区段110，可存在一个或更多个区段。例如，当存在一个附加区段时，除了搭接134之外可形成附加搭接。如所描绘的，第一复合层116和第二复合层124可包含相同或不同数量的层。在另一例示性示例中，当将第一区段108和第二区段110放置在工具142上时可形成期望的横截面形状140。

在图2至图10中，根据例示性实施方式描绘了形成复合加劲件的处理的例示。首先转向图2，根据例示性实施方式描绘了加劲件形式的复合结构的例示。描绘了未固化形式的加劲件200的俯视图。加劲件200是图1中以方框形式示出的复合结构106的实现方式的示例。在此示例中，加劲件200以未固化形式示出为具有弯曲201。

在所描绘的此示例中，利用第一区段202和第二区段204形成加劲件200。如所描绘的，这两个区段是未固化形式的多层结构，并且可在如搭接中心线208所示的搭接位置206处相对于彼此定位以形成搭接210。

现在参照图3，根据例示性实施方式描绘了加劲件中的区段的层的例示。在例示性示例中，相同的标号可用在不止一个图中。这样在不同的图中重用标号表示不同的图中的相同元件。在层被层叠的状态下层边界偏移以形成结构。

在此图中，描绘了用于图2中的未固化形式的加劲件200的第一区段202和第二区段204的层300。如所描绘的，层300是复合层，其可采取若干不同的形式。例如，层300可以是可用树脂浸渍的织物。在另一例示性示例中，层300可使用单向材料形成。在其它例示性示例中，层300可以是预浸料。如所描绘的，层300包括用于加劲件200中的第一区段202的层302、层304和层306。层300还包括用于加劲件200中的第二区段204的层308、层310和层312。

如所描绘的，在此图中示出层300的样式。在第一区段202中，在层302的第一端316处存在V形形状314；在层304的第一端320处存在V形形状318；在层306的第一端324处存在V形形状322。在第二区段204中的层300中，在层308的第二端328处存在配对形状326；在层310的第二端332处存在配对形状330；在层312的第二端336处存在配对形状334。

在此例示性示例中，V形形状314、V形形状318和V形形状322各自具有单个V形。在其它例示性示例中，根据具体实现方式，这些形状可具有不止一个V形。

为了示出例示性实施方式的不同特征，在两个区段中的每一个中仅示出三个层。在实际实现方式中存在附加层，但是为了避免模糊例示性实施方式的不同特征的描绘而没有示出。

参照图4，根据例示性实施方式描绘了加劲的区段的分解侧视图的例示。在此图中，示出了加劲件200的第一区段202和第二区段204在图2中的线4-4的方向上的分解侧视图。

在此示图中，可看到层300之间的间隙和交叠。例如，在第二区段204中的层308和第一区段202中的层302之间存在间隙400。在第一区段202中的层304和第二区段204中的层312之间存在间隙402

如所描绘的，第二区段204中的层308和第一区段202中的层302存在交叠404。另外，第二区段204中的层310和第一区段202中的层304存在交叠406。第二区段204中的层312和第一区段202中的层306存在交叠408。

在此示例中，此图中的交叠可具有长度411，其被选择以横跨搭接转移载荷。间隙400和间隙402被设计为减少不期望的交叠(未示出)。间隙400和间隙402导致压力较小的区。在间隙400和间隙402中可出现皱折。这样，可连同交叠404、交叠406和交叠408的长度411一起控制间隙400和间隙402处的起皱，以减小皱折的尺寸。例如，可存在多个较小的皱折，而非单个较大的皱折。在此示例中，较小的皱折可分布，使得维持结构中的期望的强度。皱折可根据区段的高度(谷至峰)与区段的厚度之比(d/t)的以及皱折的长度与高度之比(L/D)来描述。例如，D/t为0.5(幅度与区段的厚度之比为50％)且L/D为10的皱折是比d/t为0.1且L/D为50的皱折更大的偏差。

这样，可选择交叠和间隙的选择以在搭接处获得期望的强度性质并减少不期望的起皱。如所描绘的，这些较小的皱折不会明显增加层厚度。

转向图5，根据例示性实施方式描绘了加劲件的区段的分解横截面的例示。在此图中，示出沿图2中的线5-5截取的加劲件200的第一区段202和第二区段204的分解横截面图。在此横截面图中，看到用于第一区段202的层302、层304和层306；并且看到用于第二区段204的层308、层310和层312。

在此横截面图中，看到层302的第一端316处的V形形状314的中心；层304的第一端320处的V形形状318；以及层306的第一端324处的V形形状322。此外，还示出层308的第二端328处的配对形状326的中心；层310的第二端332处的配对形状330；以及层312的第二端336处的配对形状334。

在此示图中，在第一区段202中的层302和第二区段204中的层308之间存在交叠500。在第一区段202中的层304和第二区段204中的层310之间存在交叠502。此外，在第一区段202中的层306和第二区段204中的层312之间存在交叠504。

此外，在第一区段202中的层302和第二区段204中的层310之间存在间隙506。在第一区段202中的层304和第二区段204中的层312之间存在间隙508。

接下来参照图6，根据例示性实施方式描绘了加劲件的区段的阶梯样式的例示。在此示图中，第一阶梯样式600包括第一区段202的第一端602处的V形形状。第一阶梯样式600由层302、层304和层306形成。如所描绘的，第二阶梯样式604由第二区段204的第二端606处的层308、层310和层312中的配对形状形成。

现在转向图7，根据例示性实施方式描绘了定位以形成加劲件的第一区段和第二区段的例示。在此示例中，第二区段204已被放置到第一区段202上以形成加劲件200的形状700。在此例示性示例中，可通过增加一侧的外侧半径使其比另一侧长来添加弯曲201。例如，在第二区段204中侧701将具有比侧703更长的半径。

参照图8，根据例示性实施方式描绘了用于形成加劲件的区段的期望的形状的工具的例示。在此例示性示例中，示出位于工具800中的第一区段202的透视图。在此例示性示例中，工具800包括上模802和下模804。第一区段202位于工具800内上模802和下模804之间。在此位置处，第一区段202可由工具800压缩并固结。

在图9中，根据例示性实施方式描绘了加劲件的区段和工具的横截面图的例示。在此图中，以沿图8中的线9–9截取的横截面示出工具800中的第一区段202的横截面图。在此示图中可看出，第一区段202位于工具800的上模802和下模804之间。

现在参照图10，根据例示性实施方式描绘了由工具形成期望的横截面形状的加劲件的区段的横截面图的例示。在此图中，示出沿图8中的线9-9截取的横截面，其中上模802在箭头1000的方向上朝着下模804移动。

如所描绘的，第一区段202具有帽形状1001形式的横截面形状。帽形状1001包括凸缘1002、凸缘1004、帽围(web)1003和帽顶(cap)1006。

在图8至图10中，使用这样的形成方法：控制加劲件200的层300，使得层300不会层到层滑动。例如，如图中所示，层302、层304和层306可按照避免这些层之间滑动的方式处理。

对于接榫，可布置搭接，使得顺着区段的长度顺序地进行组装。另外，在第一端602处具有V形形状的第一区段202被放置到下模804上。在第二端606处具有配对形状的第二区段204是放置到下模804上的第二组件。第二区段203(未示出)可按照相似的方式形成为具有帽形状1001形式的横截面形状。

现在参照图11，根据例示性实施方式描绘了具有帽形状横截面的区段的例示。在此图中，示出区段1100的透视图。示出由凸缘1002、凸缘1004、帽围1003和帽顶1006形成以具有帽形状1001之后的第一区段202，并且示出由凸缘1101、凸缘1103、帽围1107和帽顶1105形成以具有帽形状1102之后的第二区段204。

如所描绘的，看到第一区段202中的第一阶梯样式600具有阶梯1123。在此示例中，在第一区段202中通过在第一端602处使层302、层304和层306交错来形成阶梯1123。

还示出形成为帽形状1102之后的第二区段204的透视图。如所描绘的，在第二区段204的第二端606处看到第二阶梯样式604。通过使层308、层310和层312交错来形成阶梯1104。阶梯1123在此示例中对应于阶梯1104，使得阶梯1123可与阶梯1104交叠。在其它例示性示例中，阶梯1123和阶梯1104可被配置为使得阶梯1123可与阶梯1104交替。

转向图12，根据例示性实施方式描绘了放置在上工具的加劲件的两个区段的例示。如所描绘的，第一区段202和第二区段204已被放置到工具1200上。在此示例中，工具1200是与加劲件200的外表面接触的凹形工具。

在此示图中，第一区段202被放置到工具1200上。在此示例中，工具1200是凹形工具。在其它例示性示例中，代替凹形工具，可使用凸形工具。

此后，第二区段204被放置到工具1200上，使得第二阶梯样式604(未示出)和第二区段204与第一区段202中的第一阶梯样式600(未示出)交叠。在此例示性示例中，该交叠可以是形成搭接1202的斜接或阶梯搭接。第一区段202和第二区段204可在工具1200上固化以形成加劲件200。

参照图13，根据例示性实施方式描绘了加劲件的例示。在此示例中，加劲件200以固化形式示出为具有三维形状。加劲件200的此配置允许在帽形桁条中形成弯曲而没有皱折或者具有受控的起皱，以获得帽形加劲件的期望的性能。

为了示出可根据例示性实施方式形成图1中的复合结构106的一种方式，示出了图2至图13中的利用两个区段形成加劲件的操作的例示。此例示并非意在限制可实现其它例示性示例的方式。

例如，其它例示性示例可包括不止一个搭接。当存在不止一个搭接时，各个搭接具有单独的区域，其中具有V形形状的阶梯和具有配对形状的阶梯可接合。例如，可在复合结构中使用三个区段以形成两个搭接。此外，可使用其它数量的层。例如，可在不同的区段中使用10层、17层、19层、33层或一些其它数量的层。此外，在另一例示性示例中，第一区段202可具有数量与第二区段204不同的层。在另一例示性示例中，一组氟化乙烯丙烯(FEP)膜可用作剥离层以分离部件。

转向图14，根据例示性实施方式描绘了用于处理区段的剥离层的例示。如所描绘的，示出区段1400的侧视图。区段1400具有层1401。如所描绘的，层1401包括层1402、层1404和层1406。层1401在末端1423处具有V形形状1421。在所描绘的此示例中，在末端1423处使用垫片1408来使区段1400中的层1401的铺设对齐。垫片1408具有层1410、层1412和层1414。垫片1408可具有与区段1400中的V形形状配对的配对形状。垫片1408可包括与区段1400相同的预浸材料。可进行材料的选择以提供平滑过渡的厚度，使得垫片1408中的阶梯样式1415类似于区段1400中的阶梯样式1416。

如此例示性示例中所描绘的，FEP膜层1418和FEP膜层1420被放置在垫片1408中的阶梯样式1415和区段1400中的阶梯样式1416之间。FEP膜层1418和FEP膜层1420用作剥离层以允许垫片1408易于从区段1400剥离，而不会使成形的层变形。例如，当区段1400形成为帽形状或一些其它形状时，利用FEP膜层1418和FEP膜层1420，可更容易地移除垫片1408。当然，在其它例示性示例中，可使用其它数量的FEP膜层。例如，在其它例示性示例中可使用两层、四层或一些其它数量的层。

另选地，代替使用垫片1408，可使用第二区段(未示出)代替垫片1408。例如，如果层1401具有V形形状(未示出)，则可在末端1423处代替垫片1408使用具有与V形形状配对的配对形状的第二区段(未示出)。

现在参照图15，根据例示性实施方式描绘了复合结构中的弧长变化的例示。在此例示性示例中，帽形加劲件1500是图1中的复合结构106的实现方式的示例。在此示例中，帽形加劲件1500具有凸缘1502、凸缘1504和帽围1506。

在例示性示例中，帽形加劲件1500具有弧1501和弧1503。对于帽形加劲件1500中的曲线1521，弧1501的长度比弧1503的长度长。

如所描绘的，进行区段1507和区段1509彼此连接的搭接1505的选择以减少弧1501和弧1503之间长度不等会发生的问题。此外，可进行层(未示出)和层的形状(未示出)的设计以减少起皱的问题并获得帽形加劲件1500的期望的性能。可在所需的不同点处使用不止一个搭接以方便桁条以减小的速率通过曲线或接榫。搭接的添加将打破弧长失衡。在特定半径内，长度不匹配将减轻。搭接提供了减轻的机会。

在例示性示例中，可在设备的编程期间采用这样的处理：切割材料以形成层的样式，以在一个或两个配对形状中创建不对称性以适应弧长差异并维持所需的交叠容差。例如，在航天航空工业中通常所使用的建模软件中的平坦构图方法可用。此外，可考虑曲率来创建层的切割样式。

可使用附加搭接。例如，具有长扫荡曲线的较长桁条可能需要多个搭接。这些搭接可位于曲线与其它特征(例如，接榫、扭曲、附加曲率、内部层降或者增加屈曲的其它合适的特征)交叉的地方。

随着曲率增加，皱折的频率和大小可减小至可接受的水平，其中帽形加劲件1500的性能不会降低至不可取或超出规格中的至少一个的水平。例如，可诱使额外的纤维长度在更多位置而非更少位置中屈曲。可在计算机数控设备中使用校正因子来在层中切割样式。这些校正因子可用于适应将屈曲的附加材料长度，同时仍导致足够的材料维持期望的交叠容差。如所描绘的，可使用XY平面1508来示出面内曲率。XZ平面1510示出面外曲率。

在此例示性示例中，帽形加劲件1500对XZ平面1510中的弯曲的自然反应是变平。如果帽形加劲件1500的横截面保持原始形状以减少变平，则在帽围1506、凸缘1502或凸缘1504中可出现皱折。对XY平面1508中的弯曲发生类似的反应。

发生该起皱是因为帽形加劲件1500的几何形状具有两个主平面，XZ平面1510的帽围1506、凸缘1504，XY平面1508的凸缘1502。在通过横截面约束的同时，帽围1506、凸缘1502和凸缘1504被驱使成两个不同的弧。

发生这种情况是因为加劲件的几何形状具有两个主平面，这两个主平面在通过横截面约束的同时被驱使成两个不同的弧。这两个主平面是XZ平面1510的帽围1506和凸缘1504以及XY平面1508的凸缘1502到凸缘1504。

在例示性示例中，外曲率半径没有伸长。因此，整个弧长变化被驱使为内半径，材料中的压缩载荷从外半径朝着内半径增加，直至压缩载荷超过铺设的屈曲阈值。在此示例中，内半径(对于XY平面曲率，内侧凸缘，对于XZ平面曲率，根据弯曲方向，帽顶处或凸缘处)最高压缩载荷。在一些情况下，在XY平面曲率和XZ平面二者中屈曲可扩展到帽围中。在例示性示例中，屈曲意指形成皱折。

横截面中的此约束贯穿两个表面，表面1520和表面1522之间的铺设厚度，并且是逐层粘附、单层硬度或组合层铺设硬度特性中的至少一个的函数。表面1520由帽形加劲件1500的两个凸缘，凸缘1502和凸缘1504限定。表面1522由帽围1506限定。

此约束在较长的弧长中产生张力，在较短的弧长中产生压缩。如所描绘的，该约束在帽形加劲件1500的横截面中。所使用的搭接的位置和数量可由部件的规格确定。例如，紧固件、框架和位置搭接将具有限定不布置搭接的地方的规则。

沿着加劲件(例如，帽形加劲件1500)的长度的搭接的数量和位置由若干不同的因素驱使。例如，可取的是使搭接的数量最小化，因为基本上需要组装以形成加劲件的两个区段比不需要组装的加劲件的单个区段更硬。另外，由于基于加劲件和框架作为网格分析飞行器的方式，相邻或后续网格单元中的搭接可能是不可取的。

作为另一示例，因素包括搭接被设计为使得每框架隔间(框架之间的加劲件)存在一个搭接。作为另一示例，搭接的尺寸可与接榫尺寸相同或更大。对于在任一侧具有更直的长度的具有尖锐顶点弯曲的弯曲桁条，如果可用的话，顶点是可取搭接位置。如果桁条的曲线更一般，则可能可取的是沿着曲线更多搭接。

以限制搭接位置和数量的规格为准，可在没有搭接的情况下将显现皱折的位置处形成搭接。例如，接榫区域可被拼接或者高曲率区域可在顶点处拼接。另选地，如果在弯曲区域中使用多个搭接，则紧邻顶点的任一侧的区域(可能前后的相邻框架隔间)可被拼接。

参照图16，根据例示性实施方式描绘了复合结构的多个区段例示的。如所描绘的，区段1600、区段1602和区段1604被配置为接合以形成复合结构(例如，桁条)。

在此例示性示例中，区段1600在末端1608处具有V形1606。区段1602在末端1612处具有V形1606的配对形状1610。区段1602也具有V形1614和末端1616。区段1604在末端1620处具有V形1614的配对形状1618。在此示例中，首先将区段1600放在工具(未示出)上。然后将区段1602放在工具(未示出)上，使得配对形状1610中的阶梯1622覆盖V形1606中的阶梯1624。接下来，将区段1604放在工具上，使得配对形状1618中的阶梯1626覆盖区段1602中的V形1614中的阶梯1628。

接下来参照图17，根据例示性实施方式描绘了具有多个区段的加劲件的例示。在此例示性示例中，加劲件1700包括区段1702、区段1704和区段1706。

在铺设区段以形成加劲件1700时，将区段1702铺设在工具上，然后是区段1704和区段1706。如所描绘的，加劲件1700包括接榫1708和接榫1710。

区段1702在层1712、层1714和层1716中具有V形形状(未示出)。区段1704在末端1724处的层1718、层1720和层1722中具有配对形状(未示出)。区段1706在末端1726处的层1730、层1732和层1734中具有配对形状(未示出)。

接下来转向图18，根据例示性实施方式描绘了制造复合结构的处理的流程图的例示。可执行图1所示的处理以在复合制造环境100中制造复合结构106。

该处理开始于形成复合结构106的第一区段108(操作1800)。第一区段108具有第一端112，该第一端112具有V形形状114。第一区段108中的第一复合层116在第一端112处具有第一阶梯样式118。

该处理形成复合结构106的第二区段110(操作1802)。第二区段110具有第二端120，该第二端120具有V形形状114的配对形状122。第二区段110中的第二复合层124在第二端120处具有第二阶梯样式126。

该处理使第一区段108和第二区段110形成为具有期望的横截面形状140(操作1804)。将第一端112和第二端120定位成使得第一复合层116中的具有第一阶梯样式118的第一复合层128与第二复合层124中的具有第二阶梯样式126的第二复合层130在搭接134处交叠(操作1806)。

操作1806中的定位可通过将第一区段108和第二区段110放置在工具上来进行。在操作1806中，搭接134可以是楔形搭接147，其中第一阶梯样式118具有V形形状114并且第二阶梯样式126具有配对形状122。该处理使第一区段108和第二区段110固化(操作1808)。此后该处理终止。

现在参照图19，根据例示性实施方式描绘了设计复合结构的搭接的处理的流程图的例示。该流程图中所示的处理可用于设计图1中的具有搭接134的复合结构106。该处理可在硬件或软件中的至少一个中实现。当存在软件时，该软件采取程序代码的形式并且由计算机系统中的处理器单元运行。

可实现该处理的计算机系统是包括一个或更多个数据处理系统的物理硬件系统。当存在不止一个数据处理系统时，那些数据处理系统可使用通信介质彼此通信。通信介质可以是网络。数据处理系统可选自计算机、服务器计算机、工作站、平板计算机、膝上型计算机、电子飞行包、移动电话或者一些其它合适的数据处理系统中的至少一个。

该处理开始于识别搭接的V形形状的V形的数量(操作1900)。V形的数量的选择可基于若干不同的考虑。例如，可考虑曲率或扭曲量中的至少一个来选择V形形状的V形的数量。随着复合结构的曲率或扭曲中的至少一个增加，V形的数量可增加。V形形状中的各个V形中的层不与V形形状中的另一V形中的其它层相互影响。结果，当V形的数量增加时，曲线的横截面积可具有较小的相互影响。

该处理选择与为搭接选择的V形形状互补的配对形状(操作1902)。该处理确定V形形状和配对形状的层之间的交叠的数量(操作1904)。交叠可在搭接处提供增加的强度，使得该强度几乎与不存在搭接的情况一样。

可应用交叠以降低复杂度。可选择交叠的数量和交叠的长度以避免性能的降低(例如，应力或应变)。

该处理确定各个交叠的交叠量(操作1906)。交叠量也可用于增加搭接的强度。另外，增加的交叠也可使得区段的制造以及覆盖区段以形成搭接更容易执行。换言之，交叠的增加可使具有搭接的复合部件的可制造性增加。

例如，搭接可被设计为具有约0.75英寸的最小交叠，方差为+/-0.25英寸。如果通过增加交叠量来增加搭接的面积，则搭接可具有更大的方差，例如1.75英寸的交叠，方差为+/-1.0英寸。结果，方差增加的交叠可使得搭接更坚固，以及增加正确地铺设层的能力。

该处理然后确定搭接的若干间隙(操作1908)。具有V形形状的区段中的层与具有配对形状的区段中的层之间的间隙可减少复合部件(例如，支撑结构)中的不期望的起皱。例如，可使用间隙(例如，图4中的间隙400和间隙402)来减少不期望的起皱。存在间隙的位置可导致皱折，该皱折足够小，不会导致不期望的性质。

该处理然后选择若干间隙的位置(操作1910)。可选择间隙的位置，使得在所选择的存在间隙的位置处层的总数不大于期望。当存在多于期望的层时，该位置处的层的机械性质可能比期望更硬，并且可能无法承受期望那样高的载荷。例如，间隙可被置于减小通过复合部件中的曲率或扭曲中的至少一个而出现的复合部件中的弧长变化所导致的压缩载荷的位置中。

此外，当存在减小的压缩载荷时，间隙可被置于搭接中的位置中。例如，横截面可在层之间的交叠和层之间的间隙之间交替。这样，进行层中的交叠和间隙的选择以获得复合部件的期望的性能性质。例如，这些性能性质可包括压缩载荷、刚度、强度或搭接处的复合部件的其它性质中的至少一个。该处理选择各个间隙的宽度(操作1912)。此后该处理终止。

在一个示例中，交叠和间隙的数量可与层的数量相同。可基于例如以下因素来选择间隙的宽度：铺设层的铺设可实现的间隙尺寸、期望的层厚度之比、导致期望的较小局部起皱的间隙宽度以及其它合适的因素。

参照图20，根据例示性实施方式描绘了形成复合结构的阶梯搭接的处理的流程图的例示。可执行图20中的处理以在图1中的复合制造环境100中形成复合结构106的阶梯搭接171形式的搭接134。

该处理开始于选择复合结构106中的阶梯搭接171的搭接位置132，以减小复合结构106中的应力149(操作2000)。该处理在第一区段108的各个层中形成V形形状114以在第一区段108中创建第一阶梯搭接样式181，其中在第一区段108中在搭接位置132处形成多个V形183(操作2002)。

该处理然后在第二区段110的各个层中形成配对形状122以在第二区段110中形成第二阶梯搭接样式187，其中在第二区段110中在搭接位置132处形成多个配对形状185(操作2004)。第一区段108和第二区段110中的层是可固化的复合层。这些层可采取层的形式。

在例示性示例中，多个V形183和多个配对形状185减轻复合结构106中的裂缝传播。

该处理使具有V形形状114的各个层与第二区段110中的对应配对形状141交叠以形成阶梯搭接171(操作2006)。此后该处理终止。交叠195和间隙193存在于阶梯搭接171中。交叠195和间隙193处于阶梯搭接171中的位置，使得复合结构106中的不期望的起皱136减少。利用末端执行器系统191来操纵第一区段108和第二区段110中的至少一个以使具有V形形状114的各个层与第二区段110中的对应配对形状141交叠以形成阶梯搭接171。末端执行器系统191是存在一个或更多个末端执行器的物理系统。可通过机器人臂或其它机器使末端执行器移动，以移动和放置诸如第一区段108和第二区段110的项目。

现在参照图21，根据例示性实施方式描绘了减轻复合结构中的裂缝传播的处理的流程图的例示。可执行图21中的处理以在图1中的复合制造环境100中在复合结构106中形成搭接134。还可执行图21中的处理以按照减轻图1中的复合结构106中的裂缝传播的方式在复合制造环境100中形成复合结构106的阶梯搭接171形式的搭接134。

该处理开始于识别复合结构106的搭接位置132以减小复合结构106中的应力149(操作2100)。在操作2100中，应力149是引起压缩应力的屈曲。该处理在搭接位置132处形成阶梯搭接171(操作2102)。此后该处理终止。

在操作2102中，阶梯搭接171在第一区段108中在形成第一阶梯搭接样式181的第一区段108的各个层中具有V形形状114，其中多个V形183在第一区段108中。阶梯搭接171在形成第二阶梯搭接样式187的第二区段110的各个层中具有配对形状，其中多个配对形状185在第二区段110中。具有V形形状的各个层与第二区段110中的另一层的对应配对形状交叠以形成阶梯搭接171。在操作2102中，搭接位置132减小复合结构106中的不期望的起皱136或应力149中的至少一个。

转向图22，根据例示性实施方式描绘了在复合结构中布置搭接的处理的流程图的例示。可执行图22中的处理以在图1中的复合制造环境100中在复合结构106中形成一个或更多个搭接(例如，搭接134)。

该处理开始于在复合结构(106)中选择若干搭接位置(操作2200)。该处理然后对复合结构(106)的具有阶梯样式的区段进行定位，以在若干搭接位置处形成若干搭接(134)(操作2202)。此后该处理终止。该处理允许减少若干搭接位置中的至少一个搭接位置(132)或复合结构(106)中的搭接位置(132)以外的其它位置(177)中的不期望的起皱(136)。

所描绘的不同实施方式中的流程图和框图示出了例示性实施方式中的设备和方法的一些可能实现方式的架构、功能和操作。在这方面，流程图或框图中的各个方框可表示操作或步骤的模块、片段、功能或部分中的至少一个。例如，方框中的一个或更多个可被实现为程序代码、硬件或者程序代码和硬件的组合。当在硬件中实现时，硬件可例如采取被制造或被配置为执行流程图或框图中的一个或更多个操作的集成电路的形式。当被实现为程序代码和硬件的组合时，该实现方式可采取固件的形式。流程图或框图中的各个方框可使用执行不同操作的专用硬件系统或者专用硬件与由专用硬件运行的程序代码的组合来实现。

在例示性实施方式的一些另选实现方式中，方框中提到的功能可不按图中提到的顺序发生。例如，根据所涉及的功能，在一些情况下，连续示出的两个方框可基本上同时执行，或者所述方框有时可按照相反的顺序执行。另外，除了流程图或框图中所示的方框以外，可添加其它方框。

例如，附加步骤可包括放置和移除诸如FEP膜的剥离膜。在其它例示性示例中，在使区段固化以形成复合结构之前，可执行将区段装袋并施加真空。

本公开的例示性实施方式可在如图23所示的飞行器制造和服务方法2300以及如图24所示的飞行器2400的背景下描述。首先转向图23，根据例示性实施方式描绘了飞行器制造和服务方法的框图的例示。在生产前，飞行器制造和服务方法2300可包括图24中的飞行器2400的规格和设计2302以及材料采购2304。

在生产期间，进行图24中的飞行器2400的组件和分总成制造2306以及系统集成2308。此后，飞行器2400可经受认证和配送2310以便投入服务2312。在顾客投入服务2312的同时，为飞行器2400安排例行维护和服务2314(可包括修改、重新配置、改造以及其它维护或服务)。

飞行器制造和服务方法2300的各个处理可由系统集成商、第三方、运营商或其某种组合来执行或完成。在这些示例中，运营商可以是客户。为了本描述，系统集成商可包括(但不限于)任何数量的飞行器制造商和主系统分包商；第三方可包括(但不限于)任何数量的卖方、分包商和供应商；运营商可以是航空公司、租赁公司、军方实体、服务组织等。

现在参照图24，根据例示性实施方式描绘了飞行器的框图的例示。在此示例中，飞行器2400通过图23中的飞行器制造和服务方法2300来生产，并且可包括具有多个系统2404和内部2406的机身2402。系统2404的示例包括推进系统2408、电气系统2410、液压系统2412和环境系统2414中的一个或更多个。

复合组件102(包括图1中的复合结构106)可被制造并实现于机身2402和内部2406中的至少一个中。可包括任何数量的其它系统。尽管示出了航空航天示例，但是不同的例示性实施方式可应用于诸如汽车行业的其它行业。可在图23中的飞行器制造和服务方法2300的至少一个阶段期间采用本文中具体实现的设备和方法。

在一个例示性示例中，在图23中的组件和分总成制造2306中生产的组件或分总成可按照与图23中飞行器2400投入服务2312的同时生产的组件或分总成相似的方式来生产或制造。作为另一示例，一个或更多个设备实施方式、方法实施方式或其组合可用在诸如图23中的组件和分总成制造2306和系统集成2308的生产阶段期间。一个或更多个设备实施方式、方法实施方式或其组合可用在飞行器2400投入服务2312的同时、图23中的维护和服务2314期间、或者这二者。

根据例示性示例，复合组件102可在飞行器制造和服务方法2300的各阶段中实现。例如，复合组件102(包括图1中的复合结构106)可在组件和分总成制造2306、系统集成2308期间以及维护和服务2314期间制造。包括复合结构106的复合组件102可在维护和服务2314期间制造以用于飞行器2400的例行维护、修改、重新配置或改造。

使用若干不同的例示性实施方式可显著加速飞行器2400的组装，降低飞行器2400的成本，或者既加速飞行器2400的组装也降低飞行器2400的成本。

因此，例示性实施方式提供了一种用于制造具有搭接的复合结构的方法、设备和系统，其被设计为减少诸如起皱的不期望的不一致。在一个例示性示例中，一种制造复合结构的方法包括：形成复合结构的第一区段，其中该第一区段具有第一端，该第一端具有V形形状，其中，第一区段中的第一复合层在第一端处具有第一阶梯样式。为复合结构形成第二区段，其中该第二区段具有第二端，该第二端具有与V形形状配对的配对形状，并且其中第二区段中的第二复合层在第二端处具有第二阶梯样式。第一端和第二端被定位成使得第一复合层中的具有第一阶梯样式的第一复合层与第二复合层中的具有第二阶梯样式的第二复合层在搭接位置处交叠。

对于一个或更多个例示性示例，制造复合结构所需的劳动和时间量可减少。在例示性示例中，可在阶梯样式中使用楔形状和配对形状以按照在复合结构的区域之间提供设计隔离的方式将两个区段拼接在一起。

在例示性示例中，对于较厚的复合结构，由于交叠和间隙容差，搭接的总长度相对于驱使弧长变化的特征可较大。如示例中所描绘的，可使用V形形状的搭接头来减轻搭接头的弧长变化区域。

已出于例示和描述的目的呈现了不同例示性实施方式的描述，并且不旨在为穷尽性的或限于所公开的形式的实施方式。不同的例示性示例描述了执行动作或操作的组件。在例示性实施方式中，组件可被配置为执行所描述的动作或操作。例如，组件可具有向组件提供执行在例示性示例中被描述为由该组件执行的动作或操作的能力的结构的配置或设计。

在以下条款中也提及了本设备和方法，这些条款不应与权利要求相混淆。

A1.一种为复合结构形成阶梯搭接的方法，该方法包括以下步骤：

在第一区段的各个层中形成V形形状以在第一区段中创建第一阶梯搭接样式，其中多个V形形成在第一区段中；

在第二区段的各个层中形成配对形状以在第二区段中创建第二阶梯搭接样式，其中多个配对形状形成在第二区段中；以及

使具有V形形状的各个层与第二区段中的对应配对形状交叠以形成阶梯搭接。

A2.还提供了根据段落A1所述的方法，其中，复合结构中的阶梯搭接中的交叠和间隙的位置减少了复合结构中的不期望的起皱。

A3.还提供了根据段落A1所述的方法，其中，阶梯搭接被置于复合结构中的若干位置处，其中，所述若干位置被选择以减少复合结构中的不期望的起皱。

A4.还提供了根据段落A1所述的方法，其中，利用末端执行器系统来操纵第一区段和第二区段中的至少一个以使具有V形形状的各个层与第二区段中的对应配对形状交叠以形成阶梯搭接。

A5.还提供了根据段落A1所述的方法，其中，所述多个V形和所述多个配对形状减轻复合结构或阶梯搭接中的至少一个中的裂缝传播。

A6.还提供了根据段落A1所述的方法，该方法还包括以下步骤：

选择复合结构中的阶梯搭接的搭接位置，以减小复合结构中引起压缩应力的屈曲。

A7.根据段落A1所述的方法组装的飞行器的一部分。

B1.一种减轻复合结构中的裂缝传播的方法，该方法包括以下步骤：

识别复合结构的搭接位置以减小复合结构中的应力；以及

在搭接位置处形成阶梯搭接，其中该阶梯搭接在第一区段中在形成第一阶梯搭接样式的第一区段的各个层中具有V形形状，其中多个V形在第一区段中；其中该阶梯搭接在第二区段中在形成第二阶梯搭接样式的第二区段的各个层中具有配对形状，其中多个配对形状在第二区段中；并且其中具有V形形状的各个层与第二区段中的另一层的对应配对形状交叠以形成阶梯搭接。

B2.还提供了根据段落B1所述的方法，其中，在搭接位置处形成阶梯搭接减小了搭接位置处的复合结构的不期望的起皱或应力中的至少一个。

B3.根据段落B1所述的方法组装的飞行器的一部分。

C1.一种复合结构，该复合结构包括：

由复合结构的第一区段中的多个V形形成的第一阶梯搭接样式；以及

由复合结构的第二区段中的多个V形形成的第二阶梯搭接样式，其中，第一阶梯搭接样式和第二阶梯搭接样式彼此交叠以形成阶梯搭接。

C2.还提供了根据段落C1所述的复合结构，其中，阶梯搭接减小了复合结构中的应力。

C3.还提供了根据段落C1所述的复合结构，其中，在阶梯搭接或在阶梯搭接之外的位置中的至少一方中，阶梯搭接具有较少的不期望的起皱。

C4.还提供了根据段落C1所述的复合结构，其中，在复合结构中的阶梯搭接中存在交叠和间隙，使得在复合结构中不期望的起皱减少。

C5.一种使用段落11所述的复合结构制造飞行器的一部分的方法。

D1.一种制造复合结构的方法，该方法包括以下步骤：

形成复合结构的第一区段，其中该第一区段具有第一端，该第一端具有V形形状，其中，第一区段中的第一复合层在第一端处具有第一阶梯样式；

形成复合结构的第二区段，其中第二区段具有第二端，该第二端具有与V形形状配对的配对形状，并且其中第二区段中的第二复合层在第二端处具有第二阶梯样式；以及

对第一端和第二端进行定位，使得第一复合层中的具有第一阶梯样式的第一复合层与具有第二阶梯样式的第二复合层在搭接位置处交叠。

D2.还提供了根据段落D1所述的方法，其中，在搭接位置处以及在搭接位置周围，复合结构的不期望的起皱减少。

D3.还提供了根据段落D1所述的方法，其中，复合结构是桁条，并且其中，第一区段和第二区段为基本上平面并且还包括：

使第一区段和第二区段形成为具有期望的横截面形状。

D4.还提供了根据段落D3所述的方法，其中，所述期望的横截面形状是帽形状、U形状和C形状。

D5.还提供了根据段落D1所述的方法，还包括以下步骤：

将第一区段和第二区段放置在用于复合结构的工具上；以及

使第一区段和第二区段固化以形成复合结构。

D6.还提供了根据段落D1所述的方法，其中，V形形状包括一组V形。

D7.还提供了根据段落D1所述的方法，其中，对第一端和第二端进行定位，使得具有第一阶梯样式的第一复合层与具有第二阶梯样式的第二复合层在搭接位置处交叠的步骤包括：

对第一端和第二端进行定位，使得具有第一阶梯样式的第一复合层与具有第二阶梯样式的第二复合层在搭接位置处交叠，其中，在第一复合层和第二复合层之间存在间隙和交叠中的至少一方，使得在搭接位置处应力减小。

D8.还提供了根据段落D1所述的方法，其中，复合结构是桁条，并且所述方法还包括以下步骤：

将该桁条附接到飞行器的机身的复合筒形区段。

D9.还提供了根据段落D1所述的方法，其中，对第一端和第二端进行定位，使得具有第一阶梯样式的第一复合层与具有第二阶梯样式的第二复合层在搭接位置处交叠的步骤包括：

对第一端和第二端进行定位，使得具有第一阶梯样式的第一复合层与具有第二阶梯样式的第二复合层交叠以在搭接位置处形成楔形搭接。

D10.还提供了根据段落D1所述的方法，其中，第一复合层是第一预浸料结构并且第二复合层是第二预浸料结构。

D11.还提供了根据段落D1所述的方法，其中，复合结构选自加劲件、桁条、纵梁和梁中的一个。

D12.根据段落D1所述的方法组装的飞行器的一部分。

E1.一种复合结构，该复合结构包括：

复合结构的第一区段，其中该第一区段具有第一端，该第一端具有V形形状，并且其中第一区段中的第一复合层在第一端处具有第一阶梯样式；以及

复合结构的第二区段，其中该第二区段具有第二端，该第二端具有与V形形状配对的配对形状；第二区段中的多个第二复合层在第二端处具有第二阶梯样式；并且第一端和第二端被定位成使得具有第一阶梯样式的第一复合层与具有第二阶梯样式的第二复合层在搭接位置处交叠。

E2.还提供了根据段落E1所述的复合结构，其中，在搭接位置处复合结构的不期望的起皱减少。

E3.还提供了根据段落E1所述的复合结构，其中，在搭接位置处的或者复合结构中搭接位置以外的位置处的搭接中的至少一个处，不期望的起皱减少。

E4.还提供了根据段落E1所述的复合结构，其中，复合结构是桁条，并且其中，第一区段和第二区段具有期望的横截面形状。

E5.还提供了根据段落E4所述的复合结构，其中，所述期望的横截面形状选自包括帽形状、U形状和C形状的组。

E6.还提供了根据段落E1所述的复合结构，其中，第一区段和第二区段在工具上固化以形成复合结构。

E7.还提供了根据段落E1所述的复合结构，其中，V形形状包括一组V形。

E8.还提供了根据段落E1所述的复合结构，其中，复合结构是被配置为附接到飞行器的机身的复合筒形区段的桁条。

E9.还提供了根据段落E1所述的复合结构，其中，第一端和第二端被定位成使得具有第一阶梯样式的第一复合层与具有第二阶梯样式的第二复合层在搭接位置处交叠，其中，在第一复合层和第二复合层之间存在间隙和交叠中的至少一方，使得在搭接位置处应力减小。

E10.还提供了根据段落E1所述的复合结构，其中，第一端和第二端被定位成使得具有第一阶梯样式的第一复合层与具有第二阶梯样式的第二复合层交叠以在搭接位置处形成搭接头。

E11.还提供了根据段落E1所述的复合结构，其中，第一复合层是第一预浸料结构，并且第二复合层是第二预浸料结构。

E12.还提供了根据段落E1所述的复合结构，其中，复合结构选自加劲件、桁条和纵梁中的一个。

E13.一种使用段落E1所述的复合结构制造飞行器的一部分的方法。

F1.一种制造复合结构的方法，该方法包括以下步骤：

形成复合结构的第一区段，其中该第一区段具有第一端，该第一端具有V形形状，其中第一区段中的第一复合层在第一端处具有第一阶梯样式，并且其中V形形状包括一组V形；

形成复合结构的第二区段，其中该第二区段具有第二端，该第二端具有与V形形状配对的配对形状，并且其中第二区段中的第二复合层在第二端处具有第二阶梯样式，其中第一区段和第二区段为基本上平面；

使第一区段和第二区段形成为具有期望的横截面形状；

将第一端和第二端定位在工具上，使得具有第一阶梯样式的第一复合层与具有第二阶梯样式的第二复合层在搭接位置处交叠以形成搭接头，其中在第一复合层和第二复合层之间存在间隙和交叠中的至少一方，使得在搭接头处应力减小并且在搭接位置处复合结构的不期望的起皱减少；以及

使第一区段和第二区段固化以形成复合结构。

F2.根据段落F1所述的方法组装的飞行器的一部分。

G1.一种复合结构，该复合结构包括：

复合结构的第一区段，其中该第一区段具有第一端，该第一端具有V形形状，该V形形状包括一组V形，并且其中第一区段中的第一复合层在第一端处具有第一阶梯样式；以及

复合结构的第二区段，其中该第二区段具有第二端，该第二端具有与V形形状配对的配对形状，其中第一区段和第二区段具有期望的横截面形状，并且其中第二区段中的多个第二复合层在第二端处具有第二阶梯样式；并且第一端和第二端被定位成使得具有第一阶梯样式的第一复合层与具有第二阶梯样式的第二复合层在搭接位置处交叠，其中，针对搭接头，在第一复合层和第二复合层之间存在间隙和交叠中的至少一方，使得在搭接位置处应力减小，并且其中在搭接位置处复合结构的不期望的起皱减少。

G2.一种具有段落G1所述的复合结构的飞行器。

H1.一种在复合结构中布置搭接的方法，该方法包括以下步骤：

在复合结构中选择若干搭接位置；以及

对具有阶梯样式的复合结构的区段进行定位以在所述若干搭接位置处形成若干搭接，其中在所述若干搭接位置中的搭接位置或者复合结构中的搭接位置以外的其它位置中的至少一个中，不期望的起皱减少。

H2.还提供了根据段落H1所述的方法，其中，第一搭接的区段中的第一区段具有第一阶梯样式，其在所述若干搭接位置中的搭接位置处具有V形形状，并且第一搭接的区段中的第二区段具有第二阶梯样式，其在所述若干搭接位置中的搭接位置处具有配对状形。

H3.还提供了根据段落H2所述的方法，其中，复合结构是桁条，并且其中，第一区段和第二区段为基本上平面，并且所述方法还包括以下步骤：

使第一区段和第二区段形成为具有期望的横截面形状。

H4.还提供了根据段落H3所述的方法，其中，所述期望的横截面形状选自包括帽形状、U形状和C形状的组。

H5.还提供了根据段落H1所述的方法，该方法还包括以下步骤：

使定位以形成所述若干搭接的区段固化，以形成复合结构。

H6.还提供了根据段落H1所述的方法，其中，复合结构选自加劲件、桁条和纵梁中的一个。

对于本领域普通技术人员而言，许多修改和变化将是显而易见的。此外，与其它可取的实施方式相比，不同的例示性实施方式可提供不同的特征。所选择的实施方式被选择并描述以便最佳地解释实施方式的原理、实际应用，并且使本领域普通技术人员能够理解各种实施方式的公开以及适于所想到的特定用途的各种修改。