CN107813510A - 生产夹芯复合零件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生产夹芯复合零件的方法。一种复合结构包括:基部结构;芯部,所述芯部被布置在所述基部结构上,所述芯部具有相对于所述基部结构的非均匀轮廓;以及分层覆盖材料,所述分层覆盖材料被布置在所述基部结构上以覆盖所述芯部。所述分层覆盖材料符合所述芯部的所述非均匀轮廓并且具有至少一个加铺层片和至少一个覆盖层片。所述至少一个加铺层片中的每个均具有切穿所述相应加铺层片的纤维的至少一个槽缝,并且所述至少一个覆盖层片具有跨越所述至少一个槽缝的形状,并被构造成横跨所述至少一个槽缝传递负载。

Description

生产夹芯复合零件的方法
技术领域
示例性实施方式总体涉及复合零件,特别涉及生产夹芯复合零件的方法。
背景技术
整合夹芯复合材料的复合零件的一个示例是飞行器的机翼。飞行器的机翼一般具有相对平坦或轻柔轮廓化层片,从而限定机翼的外模线(OML)。芯部被定位在层片上,从而在飞行器的机翼的结构构件(例如,肋或翼梁)之间限定OML。然后,内模线(IML)层片形成在芯部之上以覆盖芯部,并且所述层片限定OML,以限定飞行器机翼的IML。将IML层片形成在芯部之上的现有方法一般是通过手动施加IML层片。当IML层片形成在芯部之上时,技术人员必须将IML层片仔细地造型成芯部的形状,围绕芯部间隔放置IML层片并且慢慢地层叠IML层片,使得不会形成褶皱。在不会在IML层片中创建褶皱或损坏芯部的情况下将IML层片形成在芯部之上的过程完成起来是耗时、费力且具有挑战性的。由于技术人员产生了在放置IML层片期间形成的任何褶皱,芯部容易因压缩力而变形。因此,铺设IML层片的技术人员必须小心,不要弄碎或以其他方式改变芯部。如果芯部损坏,则复合零件必须返工,从而为零件增添额外的时间和成本。
发明内容
以下是根据本公开的主题的可或不可被要求保护的非详尽示例列表。
根据本公开的主题的一个示例涉及一种复合结构,该复合结构包括:基部结构;芯部,所述芯部被布置在所述基部结构上,所述芯部具有相对于所述基部结构的非均匀轮廓;分层覆盖材料,所述分层覆盖材料被布置在所述基部结构上以覆盖所述芯部,所述分层覆盖材料符合所述芯部的所述非均匀轮廓并且具有至少一个加铺层片,所述至少一个加铺层片中的每个均具有切穿所述相应加铺层片的纤维的至少一个槽缝,以及所述分层覆盖材料具有至少一个覆盖层片,所述至少一个覆盖层片具有跨越所述至少一个槽缝的形状,并被构造成横跨所述至少一个槽缝传递负载。
根据本公开的主题的另一示例涉及一种用于铺设复合结构的方法,所述方法包括以下步骤:切穿分层覆盖材料的至少一个加铺层片的相应纤维来切出至少一个槽缝;以及通过如下方式使所述分层覆盖材料符合布置在基部结构上的芯部的非均匀轮廓:将所述至少一个加铺层片铺设在所述基部结构和布置在基部结构上的所述芯部之上以覆盖所述芯部,以及将所述分层覆盖材料的至少一个覆盖层片铺设在所述至少一个加铺层片之上,使得所述至少一个覆盖层片的形状跨越所述至少一个槽缝并且横跨所述至少一个槽缝传递负载。
根据本公开的主题的又一示例涉及一种复合结构,该复合结构包括:基部结构;芯部,所述芯部被布置在所述基部结构上,所述芯部具有相对于所述基部结构的非均匀轮廓;分层覆盖材料,所述分层覆盖材料被布置在所述基部结构上以覆盖所述芯部,所述分层覆盖材料符合所述芯部的所述非均匀轮廓并且具有由加铺层片构成的分层堆叠,所述分层堆叠中的每个加铺层片均具有切穿所述相应加铺层片的纤维的至少一个槽缝,以及所述分层覆盖材料具有位于由加铺层片构成的所述分层堆叠中的至少一个覆盖层片,每个覆盖层片均具有跨越所述至少一个槽缝的形状,并被构造成横跨所述至少一个槽缝传递负载。
附图说明
由此已经以总体的方式描述了本公开的示例,现在将参照不一定按比例绘制的附图,并且其中贯穿几幅视图,相同的附图标记表示相同或类似的部分,并且其中:
图1是根据本公开的一个或多个方面的复合结构的示意图;
图2A是根据本公开的一个或多个方面的复合结构的一部分的示意图;
图2B是根据本公开的一个或多个方面的复合结构的一部分的示意图;
图2C是根据本公开的一个或多个方面的复合结构的一部分的示意图;
图3A是用于生产根据本公开的一个或多个方面的复合结构的材料的示意图;
图3B是用于生产根据本公开的一个或多个方面的复合结构的材料的示意图;
图3C是用于生产根据本公开的一个或多个方面的复合结构的材料的示意图;
图4A是根据本公开的一个或多个方面的复合结构的一部分的示意图;
图4B是根据本公开的一个或多个方面的复合结构的一部分的示意图;
图5A是根据本公开的一个或多个方面的复合结构的一部分的示意图;
图5B是根据本公开的一个或多个方面的复合结构的一部分的示意图;
图6是根据本公开的一个或多个方面的复合结构的一部分的示意图;
图7是根据本公开的一个或多个方面的复合结构的一部分的示意图;
图8是根据本公开的一个或多个方面的复合结构的一部分的示意图;
图9是用于铺设根据本公开的一个或多个方面的复合结构的方法的示意图;
图10是用于铺设根据本公开的一个或多个方面的复合结构的方法的流程图;以及
图11是根据本公开的一个或多个方面的飞行器的示意图。
具体实施方式
本文描述的本公开的各方面提供了复合零件以及将复合芯部和层片施加到复合零件的改进方法。本公开的各方面可显著地减少形成复合零件所花费的劳力并且可减少损坏芯部的情况以及返工的需要,因此减少了制造复合零件的时间和成本。
下面提供根据本公开的主题的可或不可被要求保护的说明性的非详尽示例。
参照图1,通过在复合层片中提供槽缝来执行形成槽缝的步骤,其中槽缝可允许复合层片中的张力被释放,这样复合层片可以轮廓化成为芯部,而不会向芯部施加实质力以将复合层片造型成芯部。形成槽缝的步骤还可释放褶皱引起的应力,从而允许将复合层片手动或自动地成形到芯部并且还减少抹去褶皱的手动触摸时间。
在一个方面中,如本文中描述的形成槽缝的步骤可减少手动劳力并减少芯部损坏,导致返工减少。形成槽缝的步骤可减少劳力时间约80%并且可减少芯部损坏或返工约25%。在其它方面中,可实现劳力时间减少超过或少于80%或者芯部损坏或返工减少25%。
在一个方面中,虽然本文描述的复合结构100是关于飞行器1100(在图11中示出)施加来描述,但是另选地,复合结构100可利用在任何合适的工业中,例如,汽车、海运或航空航天。例如,复合结构100可用于制造机翼1101、机身1102、机尾1103、外壳,等。
仍参照图1,结合本公开的各方面图示示例性复合结构100。复合结构100包括基部结构101、布置在基部结构101上的芯部102以及布置在基部结构101上以覆盖芯部102的分层覆盖材料104,芯部102具有相对于基部结构101的非均匀轮廓,分层覆盖材料104符合芯部102的非均匀轮廓。
参照图1、图2A、图2C和图11,基部结构101形成例如飞行器1100的任何部分,诸如机翼1101(包括小翼1108)、机身1102、机尾1103(包括水平稳定器1109和/或竖直稳定器1113)、诸如板条1104、翼片1105、扰流板1106、副翼1107、升降器1110、舵1112和/或其任何部分之类的控制表面。在一个方面中,基部结构101具有任何合适的面积(即,长度L1×宽度W1),其中基部结构101的长度L1和宽度W1可以是任何合适的长度或宽度。在一个方面中,基部结构101的长度L1和宽度W1相等。在一个方面中,基部结构101的长度L1和宽度W1不相等。在一个方面中,基部结构101包括接合表面101e。接合表面101e被构造成接合芯部102和/或分层覆盖材料104。
现在参照图1、图2B至图2C和图3A,在一个方面中,芯部102具有第一表面102b、第二表面102t和侧面102s。在一个方面中,芯部102包括蜂窝结构200,蜂窝结构200可为复合结构100提供减少的重量,同时仍提供刚度。另选地,芯部102可以是泡沫材料、金属或纤维材料300(如图3A中看到的)中的一种。例如,芯部102可以是铝、玻璃纤维酚醛树脂、玻璃纤维聚酰亚胺、聚氨酯、聚异氰酸酯、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚酰亚胺、聚乙烯、聚苯乙烯泡沫、有机硅泡沫、聚氯乙烯或任何其它合适的材料。
芯部102的第一表面102b被构造成联接到基部结构101的接合表面101e。在一个方面中,芯部102的第一表面102b具有任何合适的面积(即,长度L2×宽度W2),其中第一表面102b的长度L2和宽度W2小于基部结构101的长度L1和宽度W1。在一个方面中,第一表面102b的长度L2和宽度W2可以是任何合适的长度或宽度。在一个方面中,第一表面102b的长度L2和宽度W2相等。在一个方面中,第一表面102b的长度L2和宽度W2不相等。在一个方面中,芯部102的第一表面102b联接到接合表面101e,由于芯部102的尺寸较小使得基部结构101的部分Y被暴露,芯部102未覆盖整个接合表面101e。
在一个方面中,芯部102的第二表面102t具有任何合适的面积(即,长度L3×宽度W3),其中第二表面102t的长度L3和宽度W3小于第一表面102b的长度L2和宽度W2。在一个方面中,第二表面102t的长度L3和宽度W3可以是任何合适的长度或宽度。在一个方面中,第二表面102t的长度L3和宽度W3相等。在一个方面中,第二表面102t的长度L3和宽度W3不相等。
第一表面102b和第二表面102t至少通过侧面102s联接。在一个方面中,侧面102s相对于第二表面102t和/或第一表面102b以任何合适的斜角α倾斜。第一表面102b和第二表面102t可彼此间隔开任何合适的距离H,以利用倾斜侧面102s提供具有非均匀高度的复合结构100。
在特定方面中,第一表面102b与第二表面102t之间的表面积之差与侧面102s组合而导致芯部102具有梯形横截面。另选地,芯部102可具有任何合适的形状,只要该形状具有将分层覆盖材料104放置在其上的任何合适的横截面轮廓化表面即可。例如,芯部102可以是长方体、拱顶、圆形、金字塔形、多面形或其任何组合。
参照图1、图3A至图3C和图4A至图4B,在一个方面中,基部结构101和芯部102形成轮廓化结构103。分层覆盖材料104被布置在轮廓化结构103上并且符合轮廓化结构103。分层覆盖材料104包括至少一个加铺层片105,至少一个加铺层片105中的每个均具有切穿相应加铺层片105的纤维的至少一个槽缝106。分层覆盖材料104还包括具有跨越至少一个槽缝106的形状的至少一个覆盖层片107,并被构造成横跨至少一个槽缝106传递负载。在一个方面中,可省略覆盖层片107,其中提供足够数量的加铺层片并且提供槽缝在加铺层片中足够的交错/偏移。
一般,由于经由至少一个加铺层片105的连续纤维施加到至少一个加铺层片105的负载的传递,至少一个加铺层片105被构造成为轮廓化结构103提供高拉伸强度和高刚度。至少一个加铺层片105可以是任何合适的材料。例如,至少一个加铺层片105是纤维材料300(图3A)、多向编织材料301(图3B)或单向材料302(图3C)(诸如,一个或多个碳纤维或玻璃纤维)中的一者或多者。
在一个方面中,至少一个加铺层片105具有任何合适的面积(即,长度L4和宽度W4)。在一个方面中,至少一个加铺层片105的长度L4和宽度W4可以是任何合适的长度或宽度。在一个方面中,至少一个加铺层片105的长度L4和宽度W4相等。在一个方面中,至少一个加铺层片105的长度L4和宽度W4不相等。在一个方面中,至少一个加铺层片105的面积取决于多种因素,包括例如基部结构101的面积、芯部102的第一表面102b和第二表面102t的面积、芯部102的高度H,等。
在一个方面中,至少一个加铺层片105被布置在轮廓化结构103上并且在预定的公差范围内例如关于基部结构101的边缘101a或芯部102被对准。预定公差可由基部结构101上的基准线101r限定,基准线101r被构造成提供视觉公差区以将分层覆盖材料104放置在芯部102和基部结构101之上。在一个方面中,基准线101r距基部结构101的边缘101a或芯部102为预定距离X。在一个方面中,基准线101r还可用于限定用于将芯部102放置在基部结构101上的放置/公差区。
至少一个加铺层片105包括切割到其中的至少一个槽缝106,例如,至少一个槽缝106在加铺层片105中的位置和构造取决于芯部102的轮廓。在一个方面中,当至少一个加铺层片105的净形状被切割时,在切割器上切割出至少一个槽缝106。在一个方面中,至少一个槽缝106在至少一个加铺层片105上的预定位置处被切割,使得至少一个槽缝106被定位并被构造成释放至少一个加铺层片105的张力,这样至少一个加铺层片105可在芯部102之上用最小的施加力施加到芯部102以将至少一个加铺层片105造型或轮廓化成芯部102。在一个方面中,至少一个槽缝106可释放褶皱引起的应力以提供至少一个加铺层片105相对于芯部102的手动或自动形成并且可减少抹去褶皱的手动触摸时间。
在一个方面中,至少一个加铺层片105的至少一个槽缝106中的每个均与芯部102的相应轮廓过渡部CT(图2B、图2C和图7)对准。在其它方面中,至少一个加铺层片105的至少一个槽缝106可从相应轮廓过渡部CT偏移,使得至少一个槽缝106不与相应轮廓过渡部CT对准或者与相应轮廓过渡部CT间隔开预定距离。轮廓过渡部CT可以是复合结构100的表面/小面之间的任何过渡,包括从芯部102的第二侧面102t到侧面102s的过渡、芯部102的侧面102s之间的过渡或复合结构100的表面/小面之间的任何其它过渡。
至少一个槽缝106可跨越芯部102的任何部分。在一个方面中,至少一个槽缝106仅跨越第二表面102t和侧面102s的一部分,使得至少一个槽缝106与第一表面101b的基部结构101间隔开相应预定距离DS(即,至少一个槽缝106不会一直延伸到基部结构101)。从芯部102到基部结构101的过渡可以是负载点CP(图2C),其中远离负载点CP仅使至少一个槽缝106跨越芯部102的侧面102s的一部分可减少因在负载点CP处施加负载而引起的应力(图2C)。
参照图5A至图5B,在一个方面中,形成至少一个加铺层片105可以以任何合适的方式完成,诸如采用真空成形技术,例如,使用标准真空台或真空装置500和真空袋501的真空压实,这可为芯部102提供一致的施加压力并且减少零件返工。在一个方面中,至少一个加铺层片105利用正压力(诸如通过气囊502,这可提供一致的施加压力并且减少零件返工)符合轮廓化结构103的非均匀轮廓。在一个方面中,气囊502和/或真空袋501可使至少一个加铺层片105平滑抵靠轮廓化结构103,利用气囊502和/或真空袋501的抵靠至少一个加铺层片105的擦拭动作503。
现在另外参照图4B,在特定方面中,至少一个加铺层片105是由加铺层片105L构成的分层堆叠。由加铺层片105L构成的分层堆叠包括任何合适数量的加铺层片105a-105b,加铺层片105a-105b各具有切穿相应加铺层片105a-105b的纤维的至少一个槽缝106a-106b。虽然出于示例性目的示出了两个加铺层片105a-105b和两个槽缝106a-106b,但是在其它方面中,可存在超过或少于两个的加铺层片或两个槽缝。
在一个方面中,由加铺层片105L构成的分层堆叠至少包括第一加铺层片105a和第二加铺层片105b,其中第一加铺层片105a的至少一个槽缝106a偏移(即,例如,一个与另一个未对准或者一个未放置在另一个上方)距离O(参见图4B),或者相对于第二加铺层片105b的对应槽缝106b交错(即,旋转)预定角度S(参见图4A)。在一个方面中,如上所述,由加铺层片105L构成的分层堆叠的每个槽缝106a-106b对应于芯部102的相应轮廓过渡部CT(图2C和图7)。
如图7中看到的,在特定方面中,例如,三个槽缝106S1-106S3形成在加铺层片105中,其中三个槽缝106S1-106S3具有星芒(starburst)槽缝图案。在该特定方面中,星芒图案描绘了从公共原点OP发散并且相对于彼此交错或旋转预定角度SS的三个槽缝106S1-106S3。三个槽缝106S1-106S3也可彼此偏移,使得每个槽缝均相对于彼此从偏移原点发散。三个槽缝106S1-106S3的每个之间的预定角度S可相等或者可不相等。如图8中看到的,在特定方面中,例如,四个槽缝106D1-106D4可形成在加铺层片105中,其中槽缝106D1-106D4中的每个均包括相对于彼此倾斜的三个槽缝以形成飞镖槽缝图案。在该特定方面中,各具有飞镖形状的四个槽缝106D1-106D4沿着芯部102的第二表面102t的角部轮廓过渡部彼此偏移距离DO。虽然星芒图案和飞镖图案描述为分别具有三个槽缝和四个槽缝,但是在其它方面中,星芒图案和飞镖图案可具有任何合适数目的槽缝。在其它方面中,槽缝106a-106b可形成有任何合适的图案或任何合适的图案组合。在一个方面中,图案或图案组合取决于零件尺寸、施加到复合零件的应力、复合零件的重量、复合零件的成形性,等。
现在参照图1、图3A至图3C和图6,至少一个槽缝106是沿着至少在加铺层片105上的纤维的传递负载时的不连续。至少一个覆盖层片107被定位在至少一个槽缝106之上和/或之下(即,至少一个覆盖层片107可放置在至少一个加铺层片105之上和/或两个或更多个加铺层片105之间)以横跨至少一个槽缝106传递负载。在一个方面中,至少一个覆盖层片107被放置在至少一个槽缝106之上以保持或提高至少一个加铺层片105横跨至少一个槽缝106的负载承载能力。在一个方面中,分层覆盖材料104的至少一个覆盖层片107由与至少一个加铺层片105相同的材料形成,包括纤维材料300(图3A)、多向编织材料301(图3B)或单向材料302(图3C)中的一种或多种。在其它方面中,至少一个覆盖层片107和至少一个加铺层片105由不同的材料形成。
在放置在轮廓化结构103上之前,在切割器上切割出至少一个覆盖层片107的形状。在一个方面中,至少一个覆盖层片107和至少一个槽缝106是适于复合结构100的轮廓的任何形状。在一个方面中,至少一个覆盖层片107大于至少一个槽缝106在至少一个加铺层片105中的总包围面积,使得至少一个覆盖层片107覆盖在至少一个加铺层片105中具有槽缝的整个面积并且起作用以在至少一个槽缝106所在的区域之上传递负载。在一个方面中,至少一个覆盖层片107对于每个至少一个加铺层片105的至少一个槽缝106中的每个而言是公共的。另选地,每个至少一个槽缝106或对应于公共过渡部CT的成组槽缝具有至少一个覆盖层片107A-107D(其中横跨至少一个槽缝106传递负载),该至少一个槽缝106与对应于公共过渡部CT的至少一个槽缝或一组槽缝中的另一个的覆盖层片107分离且不同(例如,在图8中示出)。确定制造复合结构要利用多少个至少一个槽缝106和多少个至少一个覆盖层片107与上文关于槽缝图案描述类似地取决于制造的复合零件(例如,尺寸、应力、重量、成形性)。
至少一个覆盖层片107以与上文关于至少一个加铺层片105描述实质类似的方式(例如,真空压实或正压力)成形到轮廓化结构103。
现在参照图1、图9和图10,在一个方面中,用于铺设复合结构100的方法1000包括:切穿分层覆盖材料104的至少一个加铺层片105的相应纤维来切割至少一个槽缝106(图10,框1001)。将至少一个加铺层片105铺设在基部结构101和布置在基部结构101上的芯部102之上以覆盖芯部102(图10,框1002)。将分层覆盖材料104的至少一个覆盖层片107铺设在至少一个加铺层片105之上,使得至少一个覆盖层片107的形状跨越至少一个槽缝106并且横跨至少一个槽缝106传递负载(图10,框1003)。分层覆盖材料104以如本文中描述的任何合适的方式符合布置在基部结构101上的芯部102的非均匀轮廓(图10,框1004)。
一般,如图9中看到的,将芯部102联接到基部结构101。第一加铺层片105a在被放置在芯部102之上之前接收至少一个槽缝106a。然后,第一加铺层片105a以与上文描述类似的方式(例如,真空压实、正压力擦拭或手动施加)成形到基部结构101和芯部102。然后,类似于将第一加铺层片105a成形到芯部102和基部结构101,将第一覆盖层片107a放置并成形到至少一个槽缝106a之上。将具有至少一个槽缝106b的第二加铺层片105b放置在第一覆盖层片107a、第一加铺层片105a和芯部102之上。然后,以与上文类似的方式将第二加铺层片105b成形到其上形成有第一加铺层片105a和第一覆盖层片107a的基部结构101和芯部102。最终,将第二覆盖层片107b粘附在至少一个槽缝106b之上,形成复合结构100。
在一个方面中,以与上文关于星芒图案、飞镖槽缝图案或任何合适的图案描述类似的方式将穿过第二加铺层片105b的相应纤维的槽缝106b与第一加铺层片105a的对应槽缝106a偏移。另选地,第一覆盖层片107a可在铺设第一加铺层片105a之前铺设在芯部102之上,或者单个公共覆盖层片107可铺设在第一加铺层片105a和第二加铺层片105b的第一槽缝106a和第二槽缝106b两者之上。
虽然前述示例是关于仅具有两个加铺层片、两个槽缝和两个覆盖层片的复合结构100来描述的,但是另选地,复合结构100可利用任何合适数目的每个任何合适的构造,例如,各具有多个槽缝和放置在其上的单个覆盖层片的三个加铺层片。
以下根据本公开的各方面提供:
A、一种复合结构,该复合结构包括:
基部结构;
芯部,所述芯部被布置在所述基部结构上,所述芯部具有相对于所述基部结构的非均匀轮廓;
分层覆盖材料,所述分层覆盖材料被布置在所述基部结构上以覆盖所述芯部,所述分层覆盖材料符合所述芯部的所述非均匀轮廓并且具有:
至少一个加铺层片,所述至少一个加铺层片中的每个均具有切穿所述相应加铺层片的纤维的至少一个槽缝,和
至少一个覆盖层片,所述至少一个覆盖层片具有跨越所述至少一个槽缝的形状,并被构造成横跨所述至少一个槽缝传递负载。
A1、根据段落A所述的复合结构,其中,所述至少一个加铺层片包括多向编织材料。
A2、根据段落A所述的复合结构,其中,所述至少一个加铺层片包括单向材料。
A3、根据段落A-A2所述的复合结构,所述至少一个覆盖层片包括多向编织材料。
A4、根据段落A-A3所述的复合结构,其中,所述至少一个加铺层片和所述至少一个覆盖层片包括碳纤维和玻璃纤维中的一者或多者。
A5、根据段落A-A4所述的复合结构,其中,所述至少一个加铺层片至少包括第一加铺层片和第二加铺层片,其中所述第一加铺层片的所述至少一个槽缝从所述第二加铺层片的对应槽缝偏移。
A6、根据段落A-A5所述的复合结构,其中,所述至少一个覆盖层片对于所述至少一个加铺层片的每个槽缝而言是公共的。
A7、根据段落A-A6所述的复合结构,其中,所述至少一个加铺层片的每个槽缝均对应于所述芯部的相应轮廓过渡部。
A8、根据段落A7所述的复合结构,其中,对应于公共轮廓过渡部的槽缝相对于彼此交错。
A9、根据段落A7-A8所述的复合结构,其中,所述至少一个加铺层片的至少一个槽缝与所述芯部的相应轮廓过渡部对准。
A10、根据段落A-A9所述的复合结构,其中,所述芯部的所述非均匀轮廓包括相对于所述结构的非均匀高度。
A11、根据段落A-A10所述的复合结构,其中,所述至少一个覆盖层片被布置在加铺层片之间。
A12、根据段落A-A11所述的复合结构,其中,所述芯部包括蜂窝结构。
A13、根据段落A-A12所述的复合结构,其中,所述芯部包括纤维材料。
A14、根据段落A-A13所述的复合结构,其中,所述芯部包括金属。
A15、根据段落A-A14所述的复合结构,其中,所述芯部包括泡沫材料。
A16、根据段落A-A15所述的复合结构,其中,所述芯部被构造成加强所述基部结构。
A17、根据段落A-A16所述的复合结构,其中,所述分层覆盖材料形成所述复合结构的内模线。
A18、根据段落A-A17所述的复合结构,其中,所述至少一个槽缝与所述基部结构间隔开。
A19、根据段落A-A18所述的复合结构,其中,所述至少一个加铺层片的所述至少一个槽缝包括具有星芒构造的超过一个的槽缝。
A20、根据段落A-A18所述的复合结构,其中,所述至少一个槽缝具有角镖构造。
A21、根据段落A-A20所述的复合结构,其中,所述复合结构是飞行器机翼、机翼边缘或机翼翼梢。
A22、根据段落A21所述的复合结构,其中,所述基部结构形成所述飞行器机翼、所述机翼边缘或所述机翼翼梢的蒙皮。
A23、根据段落A-A22所述的复合结构,其中,所述基部结构形成所述复合结构的外模线。
B、一种用于铺设复合结构的方法,所述方法包括以下步骤:
切穿分层覆盖材料的至少一个加铺层片的相应纤维来切割至少一个槽缝;以及
通过以下方式使所述分层覆盖材料符合布置在基部结构上的芯部的非均匀轮廓:
将所述至少一个加铺层片铺设在所述基部结构和布置在基部结构上的所述芯部之上以覆盖所述芯部,和
将所述分层覆盖材料的至少一个覆盖层片铺设在所述至少一个加铺层片之上,使得所述至少一个覆盖层片的形状跨越所述至少一个槽缝并且横跨所述至少一个槽缝传递负载。
B1、根据段落B所述的方法,所述方法进一步包括:将第一加铺层片的槽缝从第二加铺层片的对应槽缝偏移。
B2、根据段落B-B1所述的方法,其中,将公共覆盖层片铺设在所述至少一个加铺层片的每个槽缝之上。
B3、根据段落B-B2所述的方法,所述方法进一步包括:将所述至少一个加铺层片的至少一个槽缝与所述芯部的相应轮廓过渡部对准。
B4、根据段落B-B2所述的方法,所述方法进一步包括:将对应于所述芯部的公共轮廓过渡部的超过一个的加铺层片的槽缝关于彼此交错。
B5、根据段落B-B4所述的方法,所述方法进一步包括:将所述至少一个覆盖层片铺设在加铺层片之间。
B6、根据段落B-B5所述的方法,所述方法进一步包括:利用真空压力使所述分层覆盖材料符合布置在所述基部结构上的所述芯部的所述非均匀轮廓。
B7、根据段落B-B5所述的方法,所述方法进一步包括:利用正压力使所述分层覆盖材料符合布置在所述基部结构上的所述芯部的所述非均匀轮廓。
B8、根据段落B7所述的方法,所述方法进一步包括:用气囊提供所述正压力;以及利用所述气囊的擦拭动作使所述分层覆盖材料的表面平滑。
C、一种复合结构,该复合结构包括:
基部结构;
芯部,所述芯部被布置在所述基部结构上,所述芯部具有相对于所述基部结构的非均匀轮廓;
分层覆盖材料,所述分层覆盖材料被布置在所述基部结构上以覆盖所述芯部,所述分层覆盖材料符合所述芯部的所述非均匀轮廓并且具有:
由加铺层片构成的分层堆叠,所述分层堆叠中的每个加铺层片均具有切穿所述相应加铺层片的纤维的至少一个槽缝,和
至少一个覆盖层片,至少一个覆盖层片位于由加铺层片构成的所述分层堆叠中,每个覆盖层片均具有跨越所述至少一个槽缝的形状,并被构造成横跨所述至少一个槽缝传递负载。
C1、根据段落C所述的复合结构,其中,每个加铺层片均包括多向编织材料。
C2、根据段落C所述的复合结构,其中,每个加铺层片均包括单向材料。
C3、根据段落C-C2所述的复合结构,所述至少一个覆盖层片包括多向编织材料。
C4、根据段落C-C3所述的复合结构,其中,每个加铺层片和所述至少一个覆盖层片包括碳纤维和玻璃纤维中的一者或多者。
C5、根据段落C-C4所述的复合结构,其中,由加铺层片构成的所述分层堆叠至少包括第一加铺层片和第二加铺层片,其中所述第一加铺层片的所述至少一个槽缝从所述第二加铺层片的对应槽缝偏移。
C6、根据段落C-C5所述的复合结构,其中,所述至少一个覆盖层片对于由加铺层片构成的所述分层堆叠的每个槽缝而言是公共的。
C7、根据段落C-C6所述的复合结构,其中,由加铺层片构成的所述分层堆叠中的每个槽缝均对应于所述芯部的相应轮廓过渡部。
C8、根据段落C7所述的复合结构,其中,对应于公共轮廓过渡部的槽缝相对于彼此交错。
C9、根据段落C7所述的复合结构,其中,由加铺层片构成的所述分层堆叠的至少一个槽缝与所述芯部的相应轮廓过渡部对准。
C10、根据段落C-C9所述的复合结构,其中,所述芯部的所述非均匀轮廓包括相对于所述结构的非均匀高度。
C11、根据段落C-C10所述的复合结构,其中,所述至少一个覆盖层片被布置在加铺层片之间。
C12、根据段落C-C11所述的复合结构,其中,所述芯部包括蜂窝结构。
C13、根据段落C-C12所述的复合结构,其中,所述芯部包括纤维材料。
C14、根据段落C-C13所述的复合结构,其中,所述芯部包括金属。
C15、根据段落C-C14所述的复合结构,其中,所述芯部包括泡沫材料。
C16、根据段落C-C15所述的复合结构,其中,所述芯部被构造成加强所述基部结构。
C17、根据段落C-C16所述的复合结构,其中,所述分层覆盖材料形成所述复合结构的内模线。
C18、根据段落C-C17所述的复合结构,其中,所述至少一个槽缝与所述基部结构间隔开。
C19、根据段落C-C18所述的复合结构,其中,所述至少一个加铺层片的所述至少一个槽缝包括具有星芒构造的超过一个的槽缝。
C20、根据段落C-C18所述的复合结构,其中,所述至少一个槽缝具有角镖(cornerdart)构造。
C21、根据段落C-C20所述的复合结构,其中,所述复合结构是飞行器机翼、机翼边缘或机翼翼梢。
C22、根据段落C21所述的复合结构,其中,所述基部结构形成所述飞行器机翼、所述机翼边缘或所述机翼翼梢的蒙皮。
C23、根据段落C-C22所述的复合结构,其中,所述基部结构形成所述复合结构的外模线。
在上述附图中,连接各种元件和/或部件的实线(如果有的话)可表示机械、电气、流体、光学、电磁、无线及其它联接和/或其组合。如本文中使用的,“联接”意指直接以及间接关联。例如,构件A可与构件B直接关联,或者可例如经由另一构件C与构件B间接关联。将理解的是,不一定表示各种公开元件之中的所有关系。因此,还可能存在除图中描绘之外的联接。连接表示各种元件和/或部件的框的虚线(如果有的话)表示在功能和目的方面与实线表示类似的联接;但是,虚线表示的联接可选择性地提供或者可涉及本公开的另选示例。同样,虚线表示的元件和/或部件(如果有的话)指示本公开的另选示例。在不脱离本公开的范围的情况下,以实线和/或虚线示出的一个或多个元件可从特定示例省略。环境元件(如果有的话)用虚线表示。出于清楚起见,还可能示出虚拟(假想)元件。本领域技术人员将认识到,在附图中图示的一些特征可以各种方式组合而不需要包括附图、其它附图和/或所附公开中描述的其它特征,即使这样的一种或多种组合在本文中未明确图示。类似地,不限于所呈现示例的附加特征可与本文示出和描述的一些或所有特征组合。
在上述的图9和图10中,框可表示操作和/或其部分,而连接各个框的线并不暗示操作或其部分的任何特定的顺序或依赖性。由虚线表示的框指示另选的操作和/或其部分。连接各个框的虚线(如果有的话)表示操作或其部分的另选依赖性。将理解的是,不一定表示各种公开操作之中的所有依赖性。图9和图10以及描述本文中阐述的方法操作的所附公开不应该被解释为必须确定要执行操作的顺序。相反,虽然指示了一个说明性顺序,但是应理解,在适当时可修改操作顺序。因此,可按照不同的顺序或同时执行某些操作。另外,本领域技术人员将认识到,并非描述的所有操作都需要被执行。
在前面的描述中,阐述了许多具体细节以提供对所公开概念的透彻理解,这可在没有一些或所有这些细节的情况下实践。在其它情况下,已知装置和/或过程的细节已被省略以避免不必要地使本公开模糊。虽然将结合具体示例描述一些概念,但是将理解的是,这些示例不旨在是限制性的。
除非另有指示,否则术语“第一”、“第二”等在本文中仅仅用作标签,并且不旨在将序数、位置或分级要求强加于这些术语所指的条目上。此外,参照例如“第二”条目并不需要或排除例如“第一”或低编号条目和/或例如“第三”或高编号条目的存在。
本文中参照“一个示例”意指:结合该示例描述的一个或多个特征、结构或特性被包括在至少一个实现中。在说明书中的各个地方的短语“一个示例”可或不可参照相同的示例。
如本文中使用的,“构造成”执行指定功能的系统、设备、结构、物品、元件、部件或硬件实际上能够执行指定功能而没有任何改变,而不是仅仅有潜力在进一步修改之后执行指定功能。换句话说,出于执行指定功能的目的而具体地选择、创建、实施、利用、编程和/或设计“构造成”执行指定功能的系统、设备、结构、物品、元件、部件或硬件。如本文中使用的,“构造成”表示使系统、设备、结构、物品、元件、部件或硬件能够执行指定功能而没有进一步修改的系统、设备、结构、物品、元件、部件或硬件的现有特性。出于该公开之目的,描述为“构造成”执行特定功能的系统、设备、结构、物品、元件、部件或硬件可另外或另选地描述为“适于”和/或“可操作成”执行此功能。
本文中公开的设备和方法的不同示例包括各种各样的部件、特征和功能性。应该理解的是,本文中公开的设备和方法的各种示例可包括按照任何组合的本文中公开的设备和方法的任何其它示例的任何部件、特征和功能性,并且所有这样的可能性都旨在处于本公开的范围内。
本文中阐述的示例的许多修改将被受益于前面描述及关联附图中所呈现的教导本公开所属领域技术人员想到。
因此,应理解的是,本公开不应限于说明的具体示例,并且修改及其它示例旨在被包括在所附权利要求书的范围内。此外,虽然前面描述及关联附图在元件和/或功能的某些说明性组合的背景下描述本公开的示例,但是应该认识到,元件和/或功能的不同组合可由另选实现提供而不脱离所附权利要求书的范围。因此,所附权利要求书中的带括号附图标记(如果有的话)仅出于说明性目的来呈现并且不旨在将被要求保护主题的范围限于本公开中提供的具体示例。

Claims (11)

1.一种复合结构(100),该复合结构包括:
基部结构(101);
芯部(102),所述芯部被布置在所述基部结构上,所述芯部具有相对于所述基部结构的非均匀轮廓;以及
分层覆盖材料(104),所述分层覆盖材料被布置在所述基部结构上以覆盖所述芯部,所述分层覆盖材料符合所述芯部的所述非均匀轮廓并且具有:
至少一个加铺层片(105),所述至少一个加铺层片中的每个均具有切穿相应加铺层片的纤维的至少一个槽缝(106),和
至少一个覆盖层片(107),所述至少一个覆盖层片具有跨越所述至少一个槽缝的形状,并被构造成横跨所述至少一个槽缝而传递负载。
2.根据权利要求1所述的复合结构(100),其中,所述至少一个加铺层片(105)至少包括第一加铺层片(105a)和第二加铺层片(105b),其中所述第一加铺层片的所述至少一个槽缝(106a)从所述第二加铺层片的对应槽缝(106b)偏移。
3.根据权利要求1所述的复合结构(100),其中,所述至少一个覆盖层片(107)对于所述至少一个加铺层片(105)的每个槽缝(106)而言是公共的。
4.根据权利要求1所述的复合结构(100),其中,所述至少一个槽缝(106)与所述基部结构(101)间隔开。
5.根据权利要求1所述的复合结构(100),其中,所述至少一个加铺层片(105)的所述至少一个槽缝(106)包括具有星芒构造的超过一个的槽缝(106S1-106S3),或者包括具有角镖构造的至少一个槽缝(106D1-106D4)。
6.根据权利要求1所述的复合结构(100),其中,所述至少一个加铺层片(105)的每个槽缝(106)均对应于所述芯部(102)的相应轮廓过渡部(CT)。
7.一种用于铺设复合结构(100)的方法(1000),所述方法包括以下步骤:
切穿分层覆盖材料(104)的至少一个加铺层片(105)的相应纤维来切出(1001)至少一个槽缝(106);以及
通过如下方式使所述分层覆盖材料符合(1004)布置在基部结构(101)上的芯部(102)的非均匀轮廓:
将所述至少一个加铺层片铺设(1002)在所述基部结构和布置在所述基部结构上的所述芯部之上以覆盖所述芯部,和
将所述分层覆盖材料的至少一个覆盖层片(107)铺设(1003)在所述至少一个加铺层片之上,使得所述至少一个覆盖层片的形状跨越所述至少一个槽缝并且横跨所述至少一个槽缝来传递负载。
8.根据权利要求7所述的方法(1000),所述方法(1000)进一步包括:将第一加铺层片(105a)的槽缝(106a)从第二加铺层片(105b)的对应槽缝(106b)偏移。
9.根据权利要求7所述的方法(1000),所述方法(1000)进一步包括:将所述至少一个加铺层片(105)的至少一个槽缝(106)与所述芯部(102)的相应轮廓过渡部(CT)对准。
10.根据权利要求7所述的方法(1000),所述方法(1000)进一步包括:将对应于所述芯部(102)的公共轮廓过渡部(CT)的超过一个的加铺层片(105)的槽缝(106)相对于彼此交错。
11.根据权利要求7至10中的任一项所述的方法(1000),所述方法(1000)进一步包括:将所述至少一个覆盖层片(107)铺设在加铺层片(105)之间。
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