BR112019021205B1

BR112019021205B1 - Método para fabricar uma peça de material compósito

Info

Publication number: BR112019021205B1
Application number: BR112019021205-1A
Authority: BR
Inventors: Nicolas Pierre Lanfant; Dominique Marie Christian Coupe; Pierre Faivre D'arcier
Original assignee: Safran
Priority date: 2017-04-13
Filing date: 2018-04-09
Publication date: 2023-04-18
Also published as: WO2018189470A1; CN110505957A; EP3592546A1; RU2019135618A; FR3065182B1; RU2752691C2; US11141938B2; BR112019021205A2; CN110505957B; EP3592546B1; FR3065182A1; US20200108569A1; RU2019135618A3; CA3059195A1

Abstract

A invenção refere-se a um método para fabricar uma peça de material compósito compreendendo um corpo estendido por uma extremidade de fixação reforçada incluindo um orifício com resistência mecânica aumentada. O método para fabricar uma peça de material compósito compreendendo um corpo (14) estendido por uma extremidade de acoplamento reforçada (16), inclui as operações de: formar uma forma fibrosa (13) a partir de um tecido tridimensional compreendendo fios de urdidura (12) orientados na direção principal (AR) com separação de pelo menos uma extremidade (16) da forma fibrosa (13), a fim de constituir pelo menos dois conjuntos de camadas integradas (21, 22, 23); deslocar pelo menos um conjunto de camadas integradas (22, 23) em uma configuração plana deslocando uma borda de extremidade (24) do conjunto de camadas integradas (22, 23) aplicando à borda de extremidade (24) um deslocamento de cisalhamento orientado em paralelo ao conjunto de camadas integradas (22, 23) e perpendicular à direção principal (AR), a fim de inclinar os fios de urdidura (12) do conjunto de camadas integradas (22, 23) em relação à direção principal (AR); modelagem da forma fibrosa para constituir uma pré-forma; injeção de uma matriz na pré-forma.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A invenção refere-se a um método para fabricar uma peça de material compósito compreendendo um corpo estendido por uma extremidade de fixação reforçada incluindo um orifício com resistência mecânica aumentada.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] O documento WO2013079860 A1 descreve um método para fabricar uma lâmina de motor de turbina de material compósito tendo uma lâmina integral com plataformas internas e externas, o método compreendendo: • a formação por tecelagem de múltiplas camadas de uma peça em bruto fibrosa tendo uma direção longitudinal correspondente à da lâmina a ser produzida e compreendendo em sua espessura uma primeira parte com várias camadas de fios ligados entre si por tecelagem, uma segunda parte tecida e uma terceira parte tecida, estando a primeira parte localizada entre a segunda parte e a terceira parte à qual está ligada por tecelagem sobre apenas uma parte da sua dimensão longitudinal; • a formação, a partir do bruto fibroso, de uma pré-forma da lâmina com produção, por desdobramento, em qualquer lado da primeira parte, segmentos da segunda parte e da terceira parte não ligados à primeira parte, moldando a primeira parte para formar uma peça de pré-forma para a lâmina da lâmina a ser feita e moldando os segmentos desdobrados da lâmina segunda parte; e • a terceira parte para formar peças pré-formadas para as plataformas internas e externas da lâmina a ser fabricada, e a densificação do pré-molde da lâmina por uma matriz para obter uma lâmina de material compósito com plataformas internas e externas integradas.

[003] A invenção aplica-se notavelmente à fabricação de um estabilizador de fluxo de turbomáquina feito de material compósito, cujas extremidades são acopladas aos elementos estruturais do motor, por parafusos de fixação, sendo sujeitas a forças de cisalhamento significativas.

[004] Em geral, um turboventilador compreende uma luva em que o ar é aspirado pelas pás de um ventilador antes de ser dividido em um fluxo de ar primário e um fluxo de ar secundário que o rodeia. O fluxo de ar primário circula em um caminho de fluxo primário que se estende entre os elementos do rotor do motor e um envelope intermediário que o rodeia. O fluxo de ar secundário circula em um caminho de fluxo secundário que se estende entre o envelope intermediário e um envelope externo ou duto de desvio do motor.

[005] O fluxo de ar primário passa por um compressor localizado após o ventilador, enquanto o fluxo de ar secundário é ejetado para trás para gerar diretamente um impulso. Depois de comprimido, o fluxo de ar primário atinge uma câmara de combustão antes de ser mantido em uma turbina de alta pressão e depois em uma turbina de baixa pressão, a fim de conduzir os estágios de compressão e o ventilador, antes de ser expelido para trás.

[006] Esse mecanismo compreende, a jusante do ventilador, um estágio de estabilizadores secundários de fluxo, geralmente designados pelas siglas, OGV, que significa ala de saída ou SGV, que significa ala de guia estrutural. Os estabilizadores são orientados radialmente e uniformemente distribuídos em torno de um eixo longitudinal de rotação do motor. Cada estabilizador compreende uma porção aerodinâmica conhecida como lâmina estendida por duas extremidades de acoplamento na forma de plataformas, para prender o estabilizador ao envelope intermediário, por um lado, e ao invólucro do ventilador que delimita o envelope externo, por outro lado.

[007] No caso de perda de uma pá do ventilador, o invólucro do ventilador se deforma significativamente, o que sujeita os estabilizadores a altas tensões mecânicas e cargas em relação às tensões de trabalho. Na prática, as altas tensões sofridas pelas extremidades podem levar ao arrancamento dos orifícios de fixação.

[008] O objetivo da invenção é fornecer uma solução para o reforço de uma extremidade de acoplamento de uma peça de material compósito, podendo a referida extremidade ser destinada a receber parafusos de fixação como no caso de um estabilizador de fluxo ou mesmo um eixo como no caso de um suporte de trem de pouso com uma extremidade de acoplamento na forma de uma forquilha.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[009] Para esse fim, o objetivo da invenção é um método para fabricar uma peça de material compósito compreendendo um corpo estendido por uma extremidade de acoplamento reforçada, incluindo as operações de: - formar um espaço em branco fibroso a partir de um tecido tridimensional compreendendo fios de urdidura orientados na direção principal com separação de pelo menos uma extremidade da forma fibrosa, a fim de constituir pelo menos dois conjuntos de camadas integradas; - deslocar pelo menos um conjunto de camadas integradas em uma configuração plana, deslocando uma borda de extremidade do referido conjunto de camadas integradas, aplicando à referida borda de extremidade um deslocamento de cisalhamento orientado paralelamente ao conjunto de camadas integradas e perpendicular à direção principal, a fim de inclinar os fios de urdidura do referido conjunto de camadas integradas em relação à direção principal; - modelagem da forma fibrosa para constituir uma pré-forma; - injeção de uma matriz na pré-forma.

[0010] Com a referida solução, a extremidade é reforçada em relação às tensões de cisalhamento, graças à diferente inclinação que é dada às fibras de urdidura na extremidade. Isso possibilita aumentar a resistência ao arrancamento do orifício ou orifícios da extremidade do acoplamento, ou seja, reduzir o risco de falha no cisalhamento.

[0011] A invenção também diz respeito a um método assim definido, em que a separação da forma fibrosa é realizada durante uma operação para tecer o tecido tridimensional de acordo com um plano de separação paralelo à direção principal, organizando um direcionamento dos fios de urdidura sem cruzar o plano de separação na extremidade reforçada.

[0012] A invenção também diz respeito a um método assim definido, em que, após a operação de mudança, os fios de urdidura são inclinados por um valor angular entre +45 graus e -45 graus em relação à direção principal.

[0013] A invenção também diz respeito a um método assim definido, incluindo a aplicação de um meio de fixação, como uma película de cola, a uma porção de cada conjunto deslocado de camadas integradas, a fim de manter o mesmo na configuração deslocada.

[0014] A invenção também diz respeito a um método assim definido, incluindo a adição de fios de fibra de vidro, carbono ou Kevlar costurando na direção transversal ou costurando uma pluralidade de conjuntos deslocados de camadas integradas, a fim de mantê-las juntas.

[0015] A invenção também diz respeito a um método assim definido, em que a extremidade de acoplamento compreende uma proporção de fios de urdidura em relação aos fios de urdidura que é diferente da proporção de fios de urdidura em relação aos fios de urdidura no corpo.

[0016] A invenção também se refere a um método assim definido, em que os fios de urdidura têm na extremidade reforçada uma seção menor que a seção dos fios de urdidura no corpo.

[0017] A invenção também diz respeito a um método assim definido, aplicado à fabricação de um estabilizador de fluxo de turbomáquina feito de material compósito, incluindo um corpo formando uma lâmina estendida por pelo menos uma extremidade de acoplamento, em que a direção principal corresponde à direção do corpo.

[0018] A invenção também diz respeito a um método assim definido, em que a extremidade é separada em uma pluralidade de conjuntos de camadas integradas, e em que os referidos conjuntos de camadas integradas são deslocados de uma maneira equilibrada de modo que a soma dos ângulos dos fios de urdidura de cada conjunto de camadas integradas em relação a um plano paralelo à direção principal e normal aos referidos conjuntos de camadas integradas é zero.

[0019] A invenção também diz respeito a um método assim definido, em que a extremidade é separada em uma pluralidade de conjuntos de camadas integradas e em que os referidos conjuntos de camadas integradas são deslocados simetricamente para compreender um plano de simetria para o qual cada par de conjuntos de camadas integradas está localizado em ambos os lados de e na mesma distância a partir do referido plano de simetria compreende fios de urdidura que têm a mesma inclinação em relação a um plano paralelo à direção principal e normal aos referidos conjuntos de camadas integradas.

[0020] A invenção também diz respeito a um método assim definido, em que a extremidade da forma fibrosa é separada em um conjunto central de camadas integradas, um conjunto superior de camadas integradas e um conjunto inferior de camadas integradas, em que o conjunto superior de camadas integradas e o conjunto inferior de camadas integradas são deslocados de modo que os fios de urdidura dos ditos conjuntos deslocados de camadas integrados estão inclinados por ângulos opostos em relação a um plano que é normal para o conjunto central de camadas integradas e paralelo aos fios de urdidura do conjunto central de camadas integradas.

[0021] A invenção também diz respeito a um método assim definido, em que os conjuntos separados de camadas integradas são dobrados em relação ao restante da forma fibrosa, a fim de constituir uma extremidade de acoplamento do estabilizador, antes da injeção da matriz.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0022] A Figura 1 é uma visão geral em perspectiva de um estabilizador localizado a jusante de um ventilador.

[0023] A Figura 2 é uma vista esquemática em perspectiva da forma fibrosa, mostrando a separação de uma extremidade da referida forma em três conjuntos de camadas integradas de acordo com a invenção.

[0024] A Figura 3 é uma vista superior mostrando o conjunto superior separado de camadas integradas de acordo com a invenção.

[0025] A Figura 4 é uma vista superior do conjunto superior de camadas integradas de tecido separadas durante a operação de deslocamento da extremidade do referido conjunto superior de camadas integradas, de acordo com a invenção.

[0026] A Figura 5 é uma vista em perspectiva da forma fibrosa cuja extremidade do conjunto superior de camadas integradas e do conjunto inferior de camadas integradas foram deslocadas de acordo com a invenção.

[0027] A Figura 6 é uma vista em perspectiva da forma fibrosa cuja extremidade do conjunto superior de camadas integradas e do conjunto inferior de camadas integradas foram deslocadas de acordo com uma alternativa da invenção.

[0028] A Figura 7 é uma vista superior que mostra a orientação dos fios de urdidura no corpo e, na extremidade, de uma amostra de teste de acordo com a invenção.

[0029] A Figura 8 é uma vista superior que ilustra a distribuição de tensões no caso de tensão de cisalhamento na amostra de teste de acordo com a invenção.

[0030] A Figura 9 é uma vista superior, mostrando a distribuição de tensões no caso de tensão de cisalhamento na amostra de teste de acordo com o estado da técnica.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[0031] Como visto na Figura 1, um estabilizador de fluxo secundário (1), destinado a ser localizado a jusante do ventilador, compreende uma lâmina (2), estendida por uma primeira e uma segunda extremidade de acoplamento marcadas (3 e 4). A referida lâmina (2) tem uma forma substancialmente curva com contorno retangular, e as extremidades de acoplamento (3 e 4) que se estendem da mesma têm formas de saliências de fixação que constituem as plataformas orientadas perpendicularmente à lâmina (2).

[0032] A lâmina (2) se estende de acordo com uma direção principal (AR) correspondente a uma direção radial em relação a uma direção (AX) correspondente a um eixo longitudinal de um turboventilador que o mesmo se destina a equipar.

[0033] A primeira plataforma (3) compreende aqui dois orifícios passantes (6 e 7), para prender o estabilizador a um elemento do envelope intermediário do motor por meio de dois parafusos ou cavilhas. Do mesmo modo, a segunda plataforma (4) também compreende dois orifícios passantes (8 e 9) para prender o estabilizador (1) ao invólucro do ventilador do motor por meio de dois outros parafusos ou cavilhas.

[0034] O referido estabilizador (1) é fabricado a partir de uma forma fibrosa de tecido tridimensional, notavelmente esperado que o tecido tridimensional permita obter uma resistência mecânica suficiente em relação aos impactos, que correspondem, por exemplo, ao granizo ingerido pelo motor em operação e batendo na lâmina (2).

[0035] O tecido tridimensional é orientado de tal maneira que os fios de urdidura do mesmo, marcados por (12) se estendem na direção (AR), e que os fios de urdidura do mesmo, marcados por (11), se estendem paralelamente à direção (AX). Nesse tecido tridimensional, os fios de urdidura são tecidos para interligar as várias camadas de fios de urdidura. Cada camada de fios de urdidura se estende ao longo de um plano paralelo aos eixos (AX e AR), e as referidas camadas são sobrepostas na direção da espessura do corpo da lâmina, ou seja, perpendicular aos eixos (AX e AR).

[0036] Cada fio de urdidura consiste em porções de cada enrolamento em um plano normal para os fios de urdidura, a fim de interligar as várias camadas entre si, a fim de formar um tecido grosso com sua própria consistência, ou seja, todos os fios se mantêm juntos.

[0037] A referida forma fibrosa seca é feita de um tecido tridimensional, por exemplo, de fibras de carbono, e o mesmo é modelado de acordo com uma pluralidade de operações preliminares antes de ser instalado em um molde ou similar para realizar com a injeção de uma matriz tal como uma matriz do tipo orgânica ou cerâmica. A peça áspera assim obtida é subsequentemente submetida a várias operações adicionais de usinagem e/ ou acabamento, a fim de constituir o estabilizador acabado, ou seja, pronto para ser montado em um motor.

[0038] No entanto, está provado que, em um tecido tridimensional, a resistência a tensões mecânicas e de cisalhamento é relativamente baixa.

[0039] A fim de aumentar a resistência ao cisalhamento mecânico das plataformas da lâmina, cada extremidade da forma fibrosa do tecido tridimensional, novamente conhecida como pré-forma, compreende uma porção que é separada para constituir pelo menos dois conjuntos de camadas integradas, e os referidos conjuntos de camadas integradas são deslocados em uma configuração plana em relação à lâmina, a fim de constituir a plataforma.

[0040] Uma forma fibrosa (13) feita de tecido tridimensional mostrado na Figura 2 compreende um corpo (14) destinado a constituir a lâmina (2) e uma extremidade (16), destinada a constituir uma das plataformas ou extremidade de acoplamento (3, 4), estendendo a referida lâmina (2).

[0041] O referido material fibroso (13) é instalado e fixado em uma configuração plana em um suporte, como uma mesa de trabalho (17), por exemplo, por meio de garras ou até grampos (18, 19) que pressionam firmemente o corpo (14) contra a mesa (17). Quando a referida forma (13) está instalada na mesa (17), a mesma tem uma forma global de paralelepípedo, os fios de urdidura (12) das mesmas todos se estendendo paralelos um ao outro ao longo de todo o comprimento da referida forma, paralela ao eixo (AR). Os fios de urdidura (11) se estendem ao longo de planos normais aos fios de urdidura (12).

[0042] No exemplo das Figuras 2 a 4, a extremidade é separada em três conjuntos distintos de camadas integradas, incluindo um conjunto central de camadas integradas (21), um conjunto superior de camadas integradas (22) e um conjunto inferior de camadas integradas (23). A separação é realizada durante a tecelagem do tecido tridimensional de acordo com um plano de separação paralelo à direção principal, organizando o direcionamento dos fios de urdidura durante a tecelagem, de modo que os mesmos não cruzem o plano de separação na área de separação correspondente à extremidade da forma fibrosa, como indicado no documento de patente WO 2013/079860.

[0043] O plano de separação é orientado paralelamente aos planos das camadas dos fios de urdidura (12), isto é, paralelos à mesa (17) na configuração nas figuras. Os conjuntos das camadas (21 e 22) e os conjuntos das camadas (22 e 23) são assim separados um do outro.

[0044] Quando os conjuntos de camadas integradas são separados, a situação da forma fibrosa corresponde à mesma ilustrada nas Figuras 2 e 3. Cada conjunto de camadas se estende a partir da borda de extremidade da mesma, até a base (B) da mesma, que está alinhada com o grampo (19) no exemplo nas figuras e que corresponde ao fundo da separação dos referidos conjuntos de camadas.

[0045] A extremidade do conjunto superior de camadas integradas (22) é subsequentemente deslocada, como ilustrado esquematicamente na Figura 4, de modo a inclinar as fibras de urdidura da referida extremidade (16) em relação à sua orientação no corpo de forma (14).

[0046] A referida operação de deslocamento consiste em agarrar a borda de extremidade (24) do conjunto de camadas (22), enquanto o restante do molde da pré-forma é mantido em posição ao ser pressionado contra a mesa (17) pelos grampos (18 e 19), e movê-lo ao longo de um plano paralelo para o conjunto de camadas integradas, e portanto paralela à mesa no exemplo de figuras, em uma direção (D) perpendicular ao eixo (AR). O deslocamento realizado corresponde assim a um deslocamento do tipo cisalhamento da borda de extremidade (24) do conjunto superior de camadas (22) em relação à sua base (B), e as mesmas quantidades para modificar a forma retangular do conjunto superior de camadas (22) em uma forma de paralelogramo.

[0047] Como mostrado na Figura 4, após a referida operação de deslocamento, os fios de urdidura (12) do conjunto superior de camadas (22) são inclinados em relação ao eixo (AR) por um ângulo observado A, enquanto os fios de urdidura (11) do referido conjunto superior de camadas permaneceram substancialmente perpendiculares à direção (AR). No restante da forma fibrosa, correspondente ao corpo da lâmina (14), os fios de urdidura permaneceram paralelos à direção principal (AR) da lâmina e os fios de urdidura (11) também mantiveram a orientação inicial da mesma, perpendicular ao eixo (AR).

[0048] Da mesma forma, o conjunto inferior de camadas integradas (23) também é deslocado em um plano paralelo ao mesmo da mesa (17), mas em uma direção oposta à direção (D), de modo que suas fibras de urdidura da mesma também sejam inclinadas por um ângulo (A) em relação ao eixo (AR), mas de orientação oposta. Assim, o ângulo formado pelos fios de urdidura do conjunto superior de camadas (22) com os fios de urdidura do conjunto inferior de camadas (23) vale o dobro do ângulo (A).

[0049] O conjunto central de camadas (21), por sua vez, não é deslocado, permanecendo assim as fibras de urdidura do mesmo paralelas à direção (AR). Os fios de urdidura do conjunto superior de camadas (22) e os fios de urdidura do conjunto inferior de camadas (23) são assim inclinados por ângulos opostos em relação a um plano normal ao conjunto central de camadas (21) e orientados paralelamente aos fios de urdidura do referido conjunto central das camadas (21).

[0050] Durante a operação de deslocamento, também é possível desorientar os fios de urdidura (11) afastando-os da base (B), ao longo de um e/ ou do outro das bordas laterais do conjunto de camadas deslocado. Isso pode resultar na operação de deslocamento, quando o mesmo é realizado puxando o conjunto de camadas integradas paralelamente aos fios de urdidura e ao grampo (12), exercendo um deslocamento mais parecido com o de uma rotação do que um deslocamento de cisalhamento puro.

[0051] De uma maneira mais geral, é possível modificar o espaçamento dos fios de urdidura ao longo do eixo (AR) na extremidade, a fim de obter na referida extremidade uma proporção de fios de urdidura em relação aos fios de urdidura que é diferente da proporção de fios de urdidura em relação aos fios de urdidura no corpo da peça.

[0052] Também é possível usar na extremidade reforçada (16) fios de urdidura (11) que têm uma seção menor que a mesma dos fios de urdidura do corpo (14), de modo a reduzir a ondulação dos fios de urdidura (12) na referida extremidade, com a referida modificação de seção sendo implementada durante a tecelagem.

[0053] Quando os conjuntos superior e inferior das camadas (22 e 23) foram deslocados, a situação da forma fibrosa corresponde à mesma da Figura 4. Em geral, a invenção torna possível tratar a extremidade separada como um laminado convencional, incluindo um número maior de conjuntos de camadas integradas do que no exemplo da Figura 4. Em qualquer caso, o empilhamento é organizado para ser equilibrado, ou seja, para compreender tantos conjuntos de camadas cujas fios de urdidura, os quais são inclinados pelo valor +A em relação à direção (AR), pois existem conjuntos de camadas cujos fios de urdidura são inclinados pelo valor -A em relação à referida direção (AR).

[0054] O empilhamento é simetricamente vantajoso, ou seja, o mesmo compreende um plano de simetria, de cada lado do qual os ângulos de empilhamento dos fios de urdidura são idênticos: para dois conjuntos de camadas integradas localizadas em ambos os lados e à mesma distância do referido plano, o ângulo dos fios de urdidura para as referidas duas camadas simétricas em relação à direção principal é o mesmo.

[0055] Nesta fase, uma película de cola pode ser aplicada nas extremidades dos fios das bordas dos conjuntos de camadas deslocadas para garantir que os referidos conjuntos de camadas permaneçam em seu estado deslocado, em vez de voltar ao estado inicial. A referida película de cola é preferencialmente aplicada nas áreas da forma fibrosa correspondentes às porções que são subsequentemente removidas por usinagem da lâmina áspera.

[0056] A referida retenção também pode ser realizada usando fios adicionais adicionados costurando ou cosendo na direção transversal, isto é, cruzando os conjuntos de camadas integradas. Os referidos fios adicionais podem ser fios de fibra de vidro, carbono ou Kevlar, garantindo principalmente a retenção dos fios da forma fibrosa. A referida retenção também pode ser realizada por qualquer outro método adequado.

[0057] Como visto na Figura 4, nesta fase, a largura efetiva da forma fibrosa, notada (L), ou seja, a largura sobre a qual a mesma compreende os três conjuntos de camadas integradas na direção da sua espessura, tornou- se menor do que a largura inicial da mesma. Isso se deve ao fato de que o deslocamento moveu uma das bordas laterais do conjunto superior de camadas do eixo (AX) para mais perto, e da mesma forma para o conjunto inferior de camadas.

[0058] Se aplicável, a forma fibrosa pode, portanto, ser cortada ao longo das duas bordas longitudinais paralelas à direção (AR), a fim de ter uma espessura constante ao longo do seu comprimento e, em particular, nas suas extremidades. A forma da fibra de largura efetiva constante, e os conjuntos de camadas integradas que foram colados ou mantidos consistentes por outros meios, é apresentado, portanto, como ilustrado na Figura 5.

[0059] Nesta fase, os três conjuntos de camadas são unidos um ao outro para serem dobrados juntos perpendicularmente ao plano da mesa, de modo a adotar uma forma correspondente aproximadamente à mesma da plataforma ou das extremidades (3 ou 4) do estabilizador.

[0060] Outras operações adicionais podem, portanto, ser realizadas a fim de constituir, a partir da referida forma fibrosa, uma pré-forma pronta para ser instalada em uma instalação de injeção correspondente, com vista a realizar a injeção da matriz para interligar os fios da forma fibrosa, a fim de constituírem o estabilizador.

[0061] O estabilizador assim obtido tem uma porção correspondente à lâmina que é feita de tecido tridimensional não separada e uma porção separada correspondente às suas extremidades de acoplamento que é um empilhamento de conjuntos de camadas de tecido com orientações diferentes.

[0062] Assim, a lâmina tem as características mecânicas específicas para o tecido tridimensional notavelmente oferecendo resistência significante aos impactos, e as extremidades de fixação têm outras características mecânicas, tais como, em particular, uma melhor resistência ao cisalhamento.

[0063] Além disso, um cálculo por elementos finitos com base em uma amostra de teste (25) mostrada na Figura 7 e correspondendo à forma fibrosa na Figura 5 cujos conjuntos de camadas integradas foram unidos antes da injeção da matriz, mostra que a invenção permite reduzir a concentração de tensões em caso de tensão de cisalhamento.

[0064] O referido modelo da amostra de teste (25) compreende na extremidade de fixação um conjunto superior de camadas integradas deslocadas em 45 graus e um conjunto inferior de camadas integradas deslocadas em -45 graus, com um orifício de fixação (26) cruzando a extremidade de acoplamento. A sua simulação digital em relação à tensão de cisalhamento quando o orifício (26) está travado em posição e quando as forças do tipo cisalhamento, isto é, perpendiculares ao eixo (AR), são aplicadas ao corpo mostram uma redução da concentração de tensão.

[0065] De fato, uma comparação das Figuras 8 e 9 mostrando a distribuição das tensões em uma amostra de teste de acordo com a invenção e uma amostra de teste de acordo com o estado da técnica, ou seja, inteiramente feita de tecido tridimensional, destaca que há menos áreas da concentração de tensão, marcada por (27) na Figura 8 do que na Figura 9. Em termos concretos, a tensão máxima de cisalhamento no caso da Figura 8 é 20% menor que a tensão máxima de cisalhamento no caso da Figura 9.

[0066] Além disso, outras simulações digitais mostram que a rigidez, isto é, a resistência à tração da amostra de teste de acordo com a invenção não é reduzida em relação à mesma de uma amostra de teste do estado da técnica, enquanto a resistência mecânica é aumentada em aproximadamente 20%.

[0067] Nos exemplos das figuras, a invenção é implementada com um estabilizador com extremidades de fixação que se estendem em plataformas sobre um lado da lâmina em relação ao seu eixo. No entanto, também é possível aplicar o mesmo a anexos de outras formas, como, por exemplo, o estabilizador divulgado no documento de patente WO 2013/079860.

[0068] Além disso, a invenção abrange em geral um arranjo que inclui uma separação em qualquer número de conjuntos de camadas integradas na extremidade reforçada, sem se limitar a dois ou três conjuntos de camadas integradas.

[0069] Em geral, a invenção torna possível fabricar uma peça a partir de um tecido tridimensional com uma ou mais separações usadas para melhorar a resistência ao cisalhamento das extremidades de fixação da referida peça.

[0070] No exemplo das figuras, a invenção é aplicada a um estabilizador de fluxo, mas aplica-se a outros tipos de peças, incluindo uma extremidade de acoplamento que integra um orifício, tal como uma forquilha, para o qual se deseja aumentar a resistência de recolha (pull-out) do referido orifício, isto é, a resistência mecânica às forças de cisalhamento na vizinhança do orifício. Assim, a invenção aplica-se notavelmente ao reforço mecânico de uma forquilha de suporte do trem de pouso do tipo descrito notavelmente nos documentos de patente FR 2 893 532 ou FR 2 953 160.

[0071] Note-se que no exemplo descrito, a forma fibrosa consiste em fios. Os referidos fios que são tipicamente feitos de carbono podem ser apresentados na referida forma na forma de fios simples ou mesmo na forma de cordões.

Claims

1. MÉTODO PARA FABRICAR UMA PEÇA DE MATERIAL COMPÓSITO compreendendo um corpo (14) estendido por uma extremidade de acoplamento reforçada (16), caracterizado por incluir as operações de: - formar uma forma fibrosa (13) a partir de um tecido tridimensional compreendendo fios de urdidura (12) orientados na direção principal (AR) com separação de pelo menos uma extremidade (16) da forma fibrosa (13), a fim de constituir pelo menos dois conjuntos de camadas integradas (21, 22, 23); - deslocar pelo menos um conjunto de camadas integradas (22, 23) em uma configuração plana deslocando uma borda de extremidade (24) do conjunto de camadas integradas (22, 23) aplicando à borda de extremidade (24) um deslocamento de cisalhamento orientado em paralelo ao conjunto de camadas integradas (22, 23) e perpendicular à direção principal (AR), a fim de inclinar os fios de urdidura (12) do conjunto de camadas integradas (22, 23) em relação à direção principal (AR); - modelagem da forma fibrosa para constituir uma pré-forma; - injeção de uma matriz na pré-forma.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela separação da forma fibrosa ser realizada durante uma operação para tecer o tecido tridimensional de acordo com um plano de separação paralelo à direção principal (AR), organizando um direcionamento dos fios de urdidura (11) sem cruzar o plano de separação na extremidade reforçada (16).

3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, após a operação de deslocamento, os fios de urdidura (12) serem inclinados por um valor angular entre +45 graus e -45 graus em relação à direção principal (AR).

4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por incluir a aplicação de um meio de fixação, como uma película de cola, a uma porção de cada conjunto deslocado de camadas integradas (22, 23), a fim de manter o mesmo na configuração deslocada.

5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por incluir a adição de fios de fibra de vidro, carbono ou Kevlar costurando ou cosendo, cruzando uma pluralidade de conjuntos deslocados de camadas integradas (22, 23), a fim de manter as mesmas juntas.

6. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pela extremidade de acoplamento (16) compreender uma proporção de fios de urdidura (11) em relação aos fios de urdidura (12) que é diferente da proporção de fios de urdidura (11) em relação aos fios de urdidura (12) no corpo (14).

7. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelos fios de urdidura (11) terem na extremidade reforçada (16) uma seção menor do que a seção dos fios de urdidura (11) no corpo (14).

8. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por ser para a fabricação de um estabilizador de fluxo de turbomáquina (1) feito de material compósito, incluindo um corpo formando uma lâmina (2) estendida por pelo menos uma extremidade de acoplamento de fixação (3, 4), em que a direção principal (AR) corresponde à direção do corpo (14).

9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela extremidade (16) ser separada em uma pluralidade de conjuntos de camadas integradas (21, 22, 23) e em que os conjuntos de camadas integradas (21, 22, 23) são deslocados de maneira equilibrada, de modo que a soma dos ângulos dos fios de urdidura (12) de cada conjunto de camadas integradas (21, 22, 23) em relação a um plano paralelo à direção principal (AR) e normal aos conjuntos de camadas integradas é zero.

10. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pela extremidade (16) ser separada em uma pluralidade de conjuntos de camadas integradas (21, 22, 23) e em que os conjuntos de camadas integradas (21, 22, 23) são deslocados simetricamente para compreender um plano de simetria para o qual cada par de conjuntos de camadas integradas (21, 22, 23) localizadas em ambos os lados e à mesma distância do plano de simetria compreendem fios de urdidura (12) tendo a mesma inclinação em relação a um plano paralelo à direção principal (AR) e normal aos conjuntos de camadas integradas.

11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pela extremidade (16) ser separada em um conjunto central de camadas integradas (21), um conjunto superior de camadas integradas (22) e um conjunto inferior de camadas integradas (23), em que o conjunto superior de camadas integradas (22) e o conjunto inferior de camadas integradas (23) são deslocados de modo que as fios de urdidura (12) dos conjuntos deslocados de camadas integradas (22, 23) sejam inclinados por ângulos opostos em relação a um plano que é normal ao conjunto central de camadas integradas (21) e paralelo aos fios de urdidura do conjunto central de camadas integradas (21).

12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelos conjuntos separados de camadas integradas (21, 22, 23) serem dobrados em relação ao restante da forma fibrosa (13), a fim de constituir uma extremidade de acoplamento do estabilizador (1), antes da injeção da matriz.