BR102014004215A2

BR102014004215A2 - placa laminada compósita tendo ângulo reduzido de camada transversal

Info

Publication number: BR102014004215A2
Application number: BR102014004215A
Authority: BR
Inventors: Max U Kismarton
Original assignee: Boeing Co
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2014-02-24
Publication date: 2015-10-06
Also published as: RU2014104699A; CA2841483C; KR20140108121A; AU2014200352A1; BR102014004215B1; KR102164976B1; CN104015412A; JP2015214027A; CN104015412B; CA2841483A1; ES2762331T3; US20160009368A1; AU2014200352B2; EP2772351A1; JP6469951B2; RU2657619C2; EP2772351B1

Abstract

placa laminada compósita tendo ângulo reduzido de camada transversal. a presente invenção refere-se a uma placa laminada compósita que compreende uma primeira pluralidade de camadas de fibras de reforço para resistência no sentido do comprimento com relação a uma direção de carga dominante, e uma segunda pluralidade de fibras de reforço orientadas em ângulos + ? com relação à direção de carga dominante, em que ? está entre 15 e 35 graus

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PLACA LAMINADA COMPÓSITA TENDO ÂNGULO REDUZIDO DE CAMADA TRANSVERSAL".

ANTECEDENTES

[001] Uma asa compósita de uma aeronave comercial é projetada para resistência à flexão e rigidez sob condições de operação normais (onde as cargas de flexão são dominantes). Um revestimento de asa feito de um material compósito, tal como plástico reforçado com fibra de carbono (CFRP), pode incluir múltiplas camadas de fibras de reforço orientadas a 0 grau com relação a uma direção de carga dominante para resistência à flexão.

[002] O revestimento de asa também pode incluir múltiplas camadas de fibras de reforço orientadas a 90 graus (com relação à direção de carga dominante) para rigidez à flexão. Estas fibras a 90 graus também aumentam a resistência transversal e a resistência de carga.

[003] O revestimento de asa também pode ser projetado para tolerância a danos. Múltiplas camadas de fibras de reforço orientadas a +45 e -45 graus (com relação à direção de carga dominante) podem ser adicionadas para supressão de separação de revestimento no sentido do comprimento que de outra forma ocorrería quando o revestimento incorresse em um grande dano de penetração e as fibras são rompidas. Estas fibras a + 45 graus também podem aumentar a resistência ao cisalhamento, a resistência à torção e a rigidez à flexão.

[004] Cada camada de fibras de reforço adiciona peso ao revestimento de asa. Conforme o peso é adicionado, os custos de combustível e outros custos operacionais de aeronave são aumentados.

[005] Eis ali o desafio de redução de peso do revestimento da aeronave sem comprometimento da resistência à flexão, da rigidez à flexão e de tolerância a danos.

SUMÁRIO

[006] De acordo com uma modalidade aqui, uma placa laminada compósita compreende uma primeira pluralidade de camadas de fibras de reforço para resistência no sentido do comprimento em uma direção de carga dominante, e uma segunda pluralidade de fibras de reforço orientadas em ângulos + β com relação à direção de carga dominante, onde β está entre 15 e 35 graus.

[007] De acordo com uma outra modalidade aqui, uma estrutura tendo uma direção de carga dominante compreende uma placa compósita laminada incluindo uma pluralidade de camadas de fibras α orientadas em ângulos +a e -a com relação a um eixo x, e uma pluralidade de camadas de fibras β orientadas em ângulos +β e -β com relação ao eixo x. O ângulo β tem entre 15 e 35 graus, e o ângulo a é de 0 grau ou tem entre 2 e 12 graus.

[008] De acordo com uma outra modalidade aqui, uma viga caixão de compósito compreende uma subestrutura de enrijecimento, uma primeira placa laminada cobrindo um lado da subestrutura, e uma segunda placa laminada cobrindo um lado oposto da subestrutura. Cada placa inclui uma primeira pluralidade de fibras de reforço orientadas em um ângulo entre 15 e 35 graus com relação a um eixo geométrico longitudinal da subestrutura.

[009] De acordo com uma outra modalidade aqui, um método de formação de uma placa que tem um eixo x compreende a formação de uma pilha de camadas incluindo uma primeira pluralidade de fibras de reforço orientadas em um ângulo +a com relação ao eixo x, e uma segunda pluralidade de fibras de reforço orientadas em um ângulo β com relação ao eixo x, onde β tem entre 15 e 35 graus, e α é de 0 grau ou tem entre 2 e 12 graus.

[0010] Estes recursos e estas funções podem ser obtidos independentemente em várias modalidades ou podem ser combinados em outras modalidades. Os detalhes adicionais das modalidades podem ser vistos com referência à descrição a seguir e aos desenhos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0011] A FIGURA 1A é uma ilustração de uma camada de fibras de reforço e um sistema de coordenadas de camada.

[0012] A FIGURA 1B é uma ilustração de uma placa laminada compósita incluindo camadas de fibras de reforço orientadas em ângulos diferentes com relação a um eixo x da placa.

[0013] A FIGURA 2 é uma ilustração do efeito de diferentes ângulos de fibra na resistência geral de uma placa laminada compósita.

[0014] A FIGURA 3 é uma ilustração de resultados gerais para ensaios de tração de entalhe grande em um conjunto de corpos de prova compósitos, os ensaios conduzidos pelo requerente.

[0015] A FIGURA 4 é uma ilustração de resultados gerais para ensaios de tração de orifício preenchido em um conjunto de corpos de prova compósitos, os ensaios conduzidos pelo requerente.

[0016] A FIGURA 5 é uma ilustração de um método de formação de uma placa laminada compósita.

[0017] A FIGURA 6 é uma ilustração de uma pilha de camadas de fibras de reforço.

[0018] A FIGURA 7 é uma ilustração de uma viga caixão incluindo placas laminadas compósitas.

[0019] A FIGURA 8 é uma ilustração de perfis diferentes incluindo placas laminadas compósitas.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0020] Uma referência é feita à FIGURA 1A, a qual ilustra uma camada 10 de fibras de reforço 12 e um sistema de coordenadas de camada. O sistema de coordenadas de camada inclui um eixo 1, um eixo 2 e um eixo 3. As fibras 12 são unidirecionais, e se estendem ao longo do eixo 1. O eixo 2 fica em plano com o eixo 1, mas é normal ao eixo 1. O eixo 3 fica fora de plano com os eixos 1 e 2, mas é normal aos eixos 1 e 2. A camada 10 tem uma direção muito forte ao longo do eixo 1, e tem uma direção muito fraca através das fibras (ao longo dos eixos 2 e 3).

[0021] Uma referência é feita à FIGURA 1B, a qual ilustra uma placa laminada compósita 110 que inclui múltiplas camadas de fibras de reforço embutidas em uma matriz. As fibras de reforço e a matriz não estão limitadas a qualquer composição em particular. Os exemplos de material para as fibras de reforço incluem, mas não estão limitados a carbono, fibra de vidro, kevlar, boro e titânio. Os exemplos de material para a matriz incluem, mas não estão limitados a plástico e metal. Como um primeiro exemplo, a placa 110 inclui fibras de carbono embutidas em uma matriz de plástico. Como um segundo exemplo, a placa 110 inclui fibras de carbono embutidas em uma matriz de titânio.

[0022] A placa 110 tem um eixo de direção x, o qual é representado por uma linha pontilhada. Por exemplo, o eixo x pode corresponder à direção de carga dominante da placa 110, por meio do que uma força de tração ou de compressão é aplicada na direção do eixo x. A placa também tem um eixo y, o qual fica em plano com o eixo x, e um eixo z, o qual fica fora de plano com os eixos x e y (os eixos y e z não são ilustrados). Os eixos x, y e z são ortogonais.

[0023] Uma primeira pluralidade de camadas de fibras de reforço 120 é orientada em ângulos +a e -a com relação ao eixo x. Estas fibras, referidas aqui como fibras α 120, proveem resistência no sentido do comprimento na direção do eixo x. Em algumas modalidades, α = 0 grau para uma resistência no sentido do comprimento máxima.

[0024] Uma segunda pluralidade de fibras de reforço 130 é orientada em ângulos +β e -β com relação ao eixo x, onde β tem entre 15 e 35 graus. Estas fibras são referidas a partir deste ponto como as fibras β 130. Em algumas modalidades, β tem em torno de 25 graus.

[0025] Se todas as fibras β forem orientadas no mesmo ângulo, será possível que uma separação de camada possa ocorrer na direção daquelas fibras β. Para supressão da separação de camadas, as fibras β podem ser orientadas em ângulos ligeiramente diferentes. Isto é, o ângulo das fibras β é "indistinto". Considere o exemplo de β = 25 graus. Ao invés de se usarem camadas com fibras β orientadas em apenas +25 graus, algumas das camadas têm fibras β orientadas em +22 graus, outras camadas têm fibras betas orientadas em +25 graus, e outras em +28 graus, de modo que o ângulo médio das fibras β seja de +25 graus. De modo similar, o ângulo médio de -25 graus pode ser obtido por algumas camadas de fibras β orientadas em -22 graus, outras em -25 graus e outras em -28 graus.

[0026] Em algumas modalidades, uma terceira pluralidade de camadas de fibras de reforço pode ser orientada em ângulos +γ e -γ com relação à direção de carga dominante, onde γ tem entre 87 e 92 graus. Estas fibras, referidas a partir deste ponto como as fibras γ 140, proveem resistência transversal e rigidez e também intensificam a resistência de carga. Em algumas modalidades, γ= 90 graus.

[0027] Na placa 110 da FIGURA 1B, as fibras β são usadas no lugar das fibras a 45 graus de camada transversal convencional. O requerente descobriu que o ângulo β entre 15 e 35 graus provê marginalmente menos resistência ao cisalhamento do que as fibras a 45 graus, mas uma resistência no sentido do comprimento significativamente maior do que as fibras a 45 graus. O requerente reconheceu, ainda, que o número de camadas de fibras a pode ser reduzido sem o comprometimento da resistência no sentido do comprimento e da rigidez, e uma tolerância a danos com relação a uma direção de carga dominante. A placa laminada resultante a/$/yé mais fina e mais leve do que uma placa convencional 0/45/90 tendo resistência no sentido do comprimento e rigidez, e tolerância a danos similares.

[0028] Uma supressão ou um atraso de separação de camada longitudinal (ao longo do eixo x) pode ser adicionalmente melhorado pelo uso de fibras α orientadas em um ângulo α entre 2 e 12 graus, ao invés de 0 grau. Em algumas modalidades, a faixa para o ângulo α está entre 3 e 5 graus. O ângulo das fibras α também pode ser indistinto (isto é, as fibras α podem ser orientadas em ângulos ligeiramente diferentes para a obtenção de um ângulo médio a). Por exemplo, um ângulo médio de 0 grau pode ser obtido por algumas camadas de fibras cx orientadas a +5 graus e algumas camadas de fibras α orientadas em -5 graus.

[0029] Uma referência é feita à FIGURA 2, a qual ilustra o efeito de ângulos diferentes de fibra sobre a resistência total de uma placa laminada. Diferentes valores de ângulos de fibra, de 0 grau a 90 graus, são indicados no eixo horizontal, e a resistência de placa é indicada no eixo vertical. Em geral, a resistência no sentido do comprimento é reduzida de forma não linear, conforme o ângulo de fibra for aumentado. O cisalhamento, por outro lado, aumenta de forma não linear, conforme o ângulo de fibra é aumentado para 45 graus e, então, diminui de forma não linear conforme o ângulo de fibra for adicionalmente aumentado. Quando o ângulo de fibra é diminuído de um ângulo convencional de 45 graus para 35 graus, há uma redução no cisalhamento de apenas em torno de 5 por cento, mas um aumento na resistência no sentido do comprimento de em torno de 30 por cento. Conforme o ângulo de fibra é adicionalmente reduzido em direção a 15 graus, esta transigência continua, por meio do que a redução percentual no cisalhamento é menor do que a redução percentual na resistência no sentido do comprimento.

[0030] As FIGURAS 3 e 4 ilustram resultados gerais de ensaios conduzidos pelo requerente. Cada ensaio foi conduzido em um conjunto de corpos de prova de compósito tendo fibras α orientadas em α = 5 graus, fibras γ orientadas em γ = 90 graus, e fibras β que variaram entre 15 e 45 graus. Nas FIGURAS 3 e 4, o eixo horizontal indica os diferentes corpos de prova α/β/γ, conforme β é aumentado de 15 para 45 graus, e o eixo vertical indica a resistência no sentido do comprimento.

[0031] A FIGURA 3 ilustra os resultados gerais de ensaios de tração de entalhe grande em um conjunto de corpos de prova de compó-sito. Os ensaios de tração de entalhe grande simulam um dano de penetração grande que rompe as fibras de reforço. Estes ensaios proveem uma informação sobre a resistência no sentido do comprimento de um corpo de prova danificado. O quadrado preto indica a resistência de um corpo de prova tendo a orientação de fibra 0/45/90 convencional. As percentagens de fibra relativas são de 50% de fibras a 0 grau, 40% as fibras a + 45 graus, e 10% das fibras a 90 graus (isto é, 50/40/10%). Contudo, uma separação de camada ocorreu para este corpo de prova.

[0032] Para evitar uma separação de camadas, a relação de fibras para o corpo de prova de 0/45/90 foi mudada para 30/60/10%. Os resultados de ensaio para o corpo de prova de 0/45/90 são indicados pelo círculo preto. Embora uma separação de camada tenha sido impedida, a resistência no sentido do comprimento foi reduzida.

[0033] Os ensaios de tração de entalhe grande foram conduzidos, então, em corpos de prova diferentes tendo fibras β entre 15 e 40 graus. Mais ainda, aqueles corpos de prova tinham uma percentagem maior de fibras β do que de fibras α (isto é, laminados "macios"). Os resultados gerais daqueles ensaios nos corpos de prova laminados macios α/β/γ são indicados por círculos abertos. Aqueles resultados indicam que os corpos de prova tinham uma resistência no sentido do comprimento maior do que o corpo de prova laminado macio 0/45/90, mas não o corpo de prova laminado duro 0/45/90.

[0034] Os ensaios de tração de entalhe grande foram conduzidos em vários corpos de prova tendo uma percentagem maior de fibras α do que de fibras β (isto é, laminados "duros"). Os resultados gerais desses ensaios em corpos de prova laminados duros α/β/γ são indicados por quadrados brancos. Esses resultados indicam que os corpos de prova tendo β entre 15 e 35 graus tinham resistência no sentido do comprimento maior do que o corpo de prova laminado duro 0/45/90. Por alguma razão, a resistência no sentido do comprimento de um corpo de prova laminado duro α/β/γ foi maior em β = 25 graus.

[0035] Estes testes indicam que o número de camadas de um laminado duro 5/25/90 pode ser reduzido para a provisão da mesma resistência no sentido do comprimento que um laminado duro 0/45/90. Contudo, devido ao fato de o laminado duro 5/25/90 ter menos camadas do que o laminado duro 0/45/90, ele é mais fino e mais leve. Mais ainda, o laminado duro 5/25/90 tem maior tolerância a danos com relação a uma separação de camada.

[0036] Uma referência é feita, agora, à FIGURA 4, a qual ilustra os resultados gerais de ensaios de tração de orifício preenchido. Um orifício preenchido pode ser criado em um corpo de prova, por exemplo, pela perfuração de um orifício perfurado no corpo de prova e pela inserção de uma cavilha através do orifício perfurado. Conforme o orifício é perfurado, as fibras de reforço são cortadas, mas o corpo de prova não é considerado danificado. Assim, este ensaio provê uma informação sobre a resistência no sentido do comprimento de um corpo de prova não danificado.

[0037] Os laminados duros (representados pelos quadrados brancos e pretos) têm maior resistência no sentido do comprimento do que os laminados macios (representados pelos círculos brancos e pretos). Mais ainda, um laminado duro tendo fibras β orientadas em β = 20 graus tem resistência no sentido do comprimento similar a um laminado duro 0/45/90 convencional (representado pelo quadrado preto).

[0038] Uma referência é feita, agora, à FIGURA 5, a qual ilustra um método de fabricação de uma placa laminada. No bloco 510, uma pilha de camadas é formada. A pilha inclui camadas de fibras a, camadas de fibras β e camadas de fibras γ. As fibras de reforço podem ser impregnadas com resina, antes ou depois da deposição.

[0039] As camadas destas fibras de reforço podem ser depositadas em uma ferramenta de deposição (por exemplo, um mandril ou uma ferramenta de molde). Em algumas modalidades, cada camada pode ser uma fita unidirecional com fibras orientadas em uma única direção. Em outras modalidades, cada camada pode ser uma tecelagem de fibras orientadas em mais de uma direção. Por exemplo, uma tecelagem pode ter algumas fibras orientadas em +a e outras orientadas em -a. Em ainda outras modalidades, "cartuchos" podem incluir camadas pré-acondicionadas tendo a orientação de fibra correta (por exemplo, +a e -a) com relação ao eixo x.

[0040] O eixo 1 das camadas pode ser alinhado com o eixo x da placa laminada. Isto é, o eixo 1 pode ser alinhado com uma direção de carga dominante.

[0041] No bloco 520, a pilha de camadas é curada para a produção de uma placa laminada compósita. No bloco 530, a placa laminada é opcionalmente usinada. Por exemplo, orifícios de prendedor ou outros tipos de aberturas podem ser perfurados ou cortados na placa laminada. As fibras β suprimem ou atrasam a separação no sentido do comprimento nestes orifícios. A separação de camada pode ser adicionalmente suprimida ou atrasada por fibras α orientadas em um ângulo α entre 2 e 12 graus.

[0042] Uma referência é feita à FIGURA 6, a qual ilustra um e-xemplo de uma pilha de camadas 610 tendo o arranjo a seguir de camadas: [β, γ, -β, α, α, β, -α, -α, -β, α, α, β, --α, -α, -β, α, a,]s, onde Ο termo "s" representa simetria. Isto é, as camadas acima de um plano médio da placa laminada podem ser uma imagem espelhada daquelas abaixo do plano médio.

[0043] A finalidade deste exemplo é simplesmente ilustrar que cada camada contém fibras com a mesma orientação de fibra, e que camadas diferentes têm orientações diferentes de fibra. Neste exemplo em particular, a distribuição de fibras é de 60% de fibras a, 30% de fibras β e 10% de fibras γ (isto é, 60/30/10%). Outros exemplos podem ter outros arranjos de camadas, e outras percentagens relativas de fibras.

[0044] Uma referência é feita, agora, à FIGURA 8. Uma placa laminada aqui pode ser usada em uma estrutura tendo uma direção de carga dominante. Um exemplo de uma estrutura como essa é um perfil alongado que tem uma direção de carga dominante ao longo de seu eixo geométrico longitudinal. Em algumas modalidades, o perfil inclui uma alma 810, pelo menos um flange 820 e pelo menos um tampão de compósito. A alma 810 e o(s) flange(s) 820 podem ser feitos de metal ou de material compósito. Pelo menos um tampão 830 inclui fibras α e fibras β orientadas com relação à direção de carga dominante do perfil. Um tampão 830 também pode incluir fibras γ.

[0045] Estas modalidades não estão limitadas a qualquer geometria em particular. Os exemplos de geometrias de perfil incluem, mas não estão limitados a perfis em formato de trapézio, canais em C, perfis em Z, perfis em J, perfis em T e perfis em I, e perfis enrijecidos com lâminas. Na FIGURA 8, um perfil em formato de trapézio 800a, um perfil em Z 800b e um canal em C 800c são ilustrados.

[0046] Em outras modalidades, o perfil é uma viga caixão incluindo uma subestrutura de enrijecimento em formato de caixão e uma ou mais placas laminadas compósitas cobrindo a armação. Uma ou mais das placas incluem fibras α e fibras β orientadas com relação a uma direção de carga dominante da viga caixão.

[0047] Uma referência é feita, agora, à FIGURA 7, a qual ilustra uma asa de aeronave 700 que inclui uma caixa de viga 710 (a qual é um tipo de viga caixão), uma borda de ataque 720 e uma borda de fuga 730. A caixa de viga 710 inclui uma subestrutura de enrijecimento de longarinas da asa 712 (por exemplo, uma longarina de asa dianteira e uma longarina de asa traseira) e nervuras 714. As longarinas da asa 712 se estendem em uma direção no sentido da envergadura, e as nervuras 714 se estendem entre as longarinas da asa 712 em uma direção no sentido de corda. A caixa de viga 710 pode ter uma configuração de longarina de asa múltipla e nervura múltipla. A configuração de nervura múltipla é a preferida para uma aeronave comercial tendo razões de aspecto de asa longas.

[0048] A caixa de viga 710 ainda inclui um revestimento de com-pósito 716 cobrindo as longarinas da asa 712 e as nervuras 714. O revestimento 716 pode incluir o revestimento superior 716a e o revestimento inferior 716b.

[0049] Durante uma operação, a asa é submetida a cargas de fle-xão e a cargas de torção. Por exemplo, rajadas de vento ou outras cargas pesadas podem forçar a asa 700 a se flexionar para cima, desse modo colocando o revestimento superior 716a sob compressão no sentido do comprimento e o revestimento inferior 716b sob tração no sentido do comprimento. As cargas de flexão são dominantes. Para se lidar com as cargas no sentido do comprimento, cada revestimento 716a e 716b é composto por uma ou mais placas laminadas compósi-tas incluindo fibras α e fibras β orientadas com relação à direção de carga dominante. As fibras α proveem resistência à flexão, já que elas suportam a maior parte da carga no sentido do comprimento.

[0050] As fibras β suprimem a separação de revestimento no sentido do comprimento que, de outra forma, ocorrería quando o revestimento 716 incorresse em um dano de penetração grande e as fibras fossem rompidas. As fibras β também podem aumentar a resistência ao cisalhamento, a resistência à torção e a rigidez à flexão.

[0051] Uma vez que as fibras β também suportam parte da carga no sentido do comprimento, o número de camadas de fibras α pode ser reduzido, sem comprometimento da resistência à flexão, da rigidez à flexão e uma tola a danos em relação a um laminado duro 0/45/90 convencional. Pela redução do número de camadas de fibras α, o calibre e o peso do revestimento 716 são reduzidos. O uso desse revestimento 716, ao invés de placas 0/45/90 convencionais pode resultar em uma redução de peso de milhares de libras (1 libra = 0,454 kg). A redução de peso é altamente desejável, já que reduz os custos de combustível e outros custos operacionais da aeronave.

[0052] Em algumas modalidades, o revestimento 716 pode ser ligeiramente desbalanceado. Em algumas modalidades, o revestimento pode ser altamente não simétrico.

[0053] A subestrutura de enrijecimento da caixa de viga 710 pode incluir, ainda, longarinas de reforço 718 que executam funções que incluem, mas não estão limitadas ao enrijecimento do revestimento 716. As longarinas de reforço 718 também podem se estendem em uma direção no sentido de envergadura.

[0054] As longarinas da asa 712, as nervuras 714 e as longarinas de reforço 718 podem ser feitas de metal ou de materiais compósitos balanceados. As longarinas de reforço 718 podem ser configuradas como perfis tendo tampões, flanges e almas. Os tampões podem ser de placas de material compósito incluindo fibras a, fibras β e fibras γ orientadas com relação ao eixo geométrico longitudinal de suas longarinas de reforço 718.

[0055] Para modalidades nas quais as longarinas de reforço 718 podem ser feitas de um material compósito, as longarinas de reforço 718 podem ser formadas integralmente com o revestimento 716. Du- rante uma formação de pilha de camadas, as fibras de reforço para as longarinas de reforço 718 podem ser depositadas sobre fibras de reforço para o revestimento 716.

[0056] As longarinas da asa 712 podem incluir tampões feitos de um material compósito tendo camadas de fibras a, fibras β e fibras γ. As nervuras 714 podem incluir cordas feitas de material compósito tendo fibras a, fibras β e fibras γ.

[0057] A exposição ainda compreende modalidades de acordo com os itens a seguir: 1. Placa laminada compósita que compreende uma primeira pluralidade de camadas de fibras de reforço para resistência no sentido do comprimento com relação a uma direção de carga dominante, e uma segunda pluralidade de fibras de reforço orientadas em ângulos + β com relação à direção de carga dominante, onde β tem entre 15 e 35 graus. 2. Placa, de acordo com o item 1, em que β tem em torno de 25 graus. 3. Placa, de acordo com o item 1, em que os ângulos das fibras β são indistintos. 4. Placa, de acordo com o item 1, em que a primeira pluralidade de camadas de fibras de reforço é orientada em ângulos + α com relação à direção de carga dominante, onde α tem entre 2 e 12 graus. 5. Placa, de acordo com o item 4, em que os ângulos das fibras α são indistintos. 6. Placa, de acordo com o item 1, que ainda compreende uma terceira pluralidade de camadas de fibras de reforço orientadas em um ângulo γ com relação à direção de carga dominante, em que γ tem entre 87 e 92 graus. 7. Placa, de acordo com o item 1, que ainda compreende uma matriz, em que as fibras são embutidas na matriz. 8. Placa, de acordo com o item 7, em que a matriz é uma matriz de plástico, e em que as fibras incluem fibras de carbono embutidas na matriz de plástico. 9. Placa, de acordo com o item 1, em que uma percentagem maior de fibras é usada na primeira pluralidade do que na segunda pluralidade. 10. Estrutura que tem uma direção de carga dominante, a estrutura compreendendo uma placa compósita laminada incluindo uma pluralidade de camadas de fibras α orientadas em ângulos + oc e -a com relação ao eixo x; e uma pluralidade de camadas de fibras β orientadas em ângulos +β e -β com relação ao eixo x, onde β tem entre 15 e 35 graus, e onde a é 0 grau ou tem entre 2 e 12 graus. 11. Estrutura, de acordo com o item 10, que ainda compreende uma subestrutura de enrijecimento de viga caixão sujeita a uma flexão, que cria forças no sentido do comprimento ao longo do eixo x; em que a placa é afixada à subestrutura de enrijecimento. 12. Estrutura, de acordo com o item 10, que ainda compreende um perfil que inclui uma alma e um flange; em que a placa é afixada ao flange como um tampão. 13. Viga caixão que compreende uma subestrutura de enrijecimento; uma primeira placa laminada que cobre um lado da subestrutura; e uma segunda placa laminada que cobre um lado oposto da subestrutura, cada placa incluindo uma primeira pluralidade de fibras de reforço orientadas em um angulo entre 15 e 35 graus com relação a um eixo geométrico longitudinal da subestrutura. 14. Viga caixão, de acordo com o item 13, em que cada placa ainda inclui uma segunda pluralidade de fibras de reforço orientadas em um angulo entre 2 e 12 graus com relação ao eixo geométrico longitudinal da subestrutura. 15. Viga caixão, de acordo com o item 14, em que uma percentagem maior de fibras é usada na segunda pluralidade do que na primeira pluralidade. 16. Método de formação de uma placa que tem um eixo x, o método compreendendo a formação de uma pilha de camadas incluindo uma primeira pluralidade de fibras de reforço orientadas em um ângulo + a com relação ao eixo x, e uma segunda pluralidade de fibras de reforço orientadas em um ângulo + β com relação ao eixo x, em que β tem entre 15 e 35 graus eaéO grau ou tem entre 2 e 12 graus. 17. Método, de acordo com o item 16, que ainda compreende a deposição de uma terceira pluralidade de fibras em um ângulo ycom relação ao eixo x, em que ytem entre 87 e 92 graus. 18. Método, de acordo com o item 16, que ainda compreende a deposição de enrijecedores integrais na pilha de camadas. 19. Método, de acordo com o item 16, que ainda compreende o embutimento das fibras em uma resina, e a cura da pilha de camadas. 20. Método, de acordo com o item 19, que ainda compreende o corte de fibras na pilha de camadas curada.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Placa laminada compósita (110) que compreende uma primeira pluralidade de camadas (10) de fibras de reforço (12) para resistência no sentido do comprimento com relação a uma direção de carga dominante, e uma segunda pluralidade de fibras de reforço (12) orientadas em ângulos + β com relação à direção de carga dominante, onde β tem entre 15 e 35 graus.

2. Placa (110), de acordo com a reivindicação 1, em que β tem em torno de 25 graus.

3. Placa (110), de acordo com qualquer reivindicação precedente, em que os ângulos das fibras β são indistintos.

4. Placa (110), de acordo com qualquer reivindicação precedente, em que a primeira pluralidade de camadas (10) de fibras de reforço (12) é orientada em ângulos + oc com relação à direção de carga dominante, onde a tem entre 2 e 12 graus.

5. Placa (110), de acordo com a reivindicação 4, em que os ângulos das fibras α são indistintos.

6. Placa (110), de acordo com qualquer reivindicação precedente, que ainda compreende uma terceira pluralidade de camadas (10) de fibras de reforço (12) orientadas em um ângulo ycom relação à direção de carga dominante, em que ytem entre 87 e 92 graus.

7. Placa (110), de acordo com qualquer reivindicação precedente, que ainda compreende uma matriz, em que as fibras (12) são embutidas na matriz.

8. Placa (110), de acordo com a reivindicação 7, em que a matriz é uma matriz de plástico, e em que as fibras (12) incluem fibras de carbono (12) embutidas na matriz de plástico.

9. Placa (110), de acordo com qualquer reivindicação precedente, em que uma percentagem maior de fibras é usada na primeira pluralidade do que na segunda pluralidade.

10. Método de formação de uma placa (110) que tem um eixo x, o método compreendendo a formação de uma pilha de camadas incluindo uma primeira pluralidade de fibras de reforço (12) orientadas em um ângulo + α com relação ao eixo x, e uma segunda pluralidade de fibras de reforço (12) orientadas em um ângulo + β com relação ao eixo x, em que β tem entre 15 e 35 graus e α é 0 grau ou tem entre 2 e 12 graus.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, que ainda compreende a deposição de uma terceira pluralidade de fibras (12) em um ângulo γ com relação ao eixo x, em que γ tem entre 87 e 92 graus.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 e 11, que ainda compreende a deposição de enrijecedores integrais na pilha de camadas (610).

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, que ainda compreende o embutimento das fibras (12) em uma resina, e a cura da pilha de camadas (610).

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, que ainda compreende o corte de fibras (12) na pilha de camadas curada (610).

15. Estrutura que tem uma direção de carga dominante, a estrutura compreendendo uma placa compósita laminada incluindo uma pluralidade de camadas de fibras α orientadas em ângulos + α e -a com relação ao eixo x; e uma pluralidade de camadas de fibras β orientadas em ângulos +β e -β com relação ao eixo x, onde β tem entre 15 e 35 graus, e onde a é 0 grau ou tem entre 2 e 12 graus.

16. Viga caixão que compreende uma subestrutura de enri-jecimento; uma primeira placa laminada que cobre um lado da subestrutura; e uma segunda placa laminada que cobre um lado oposto da subestrutura, cada placa incluindo uma primeira pluralidade de fibras de reforço orientadas em um angulo entre 15 e 35 graus com relação a um eixo geométrico longitudinal da subestrutura.