CN108688292A - 复合部件和制造复合部件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及复合部件和制造复合部件的方法。一种用于对层压复合物料进行区域成形的方法包括：将层压复合物料放置在成形工具上；并且在区域成形期间重定向施加至层压复合填料的成形力以抵消层压复合填料的层片之间的皱褶形成运动。

Description

复合部件和制造复合部件的方法
技术领域
本公开的方案总体涉及复合部件，并且更具体地涉及减少复合部件中的褶皱。
背景技术
一方面，由多个预浸渍层片或层构成的复合部件(即，层压复合件)通过区域成形(drape forming)而形成。在区域成形期间，在复合部件的具有过多材料的区域中或者在复合部件的具有几何形状变化(例如，厚度变化，弯折等)的区域中对一个或多个层片进行压缩。一个或多个层片的压缩可引起层片之间的相对运动，导致在复合部件中形成褶皱。由若干因素导致层片之间的相对运动，这些因素包括但不限于，在诸如热区域成形的区域成形期间热和真空的不平衡，其中热和真空的不平衡可导致在层片中的局部力，诸如上述的压缩力，这些力引起褶皱。
在一些情形中，包括褶皱的复合部件被废弃(例如，不被使用)。在其它情形中，显著的强度降低因素(例如，由于褶皱导致的负荷承载能力的降低)存在于具有褶皱的复合部件中，导致将附加层片添加至所述部件并位于褶皱之上，从而复合部件能够承载其被设计的负荷。这里，添加的层片不期望地增加了复合部件的重量。
通常，在复合部件中不能接受褶皱的情况下，已经尝试使用胎板通过在使用固化或不同加工技术(不同于区域成形)期间支撑复合部件来减少褶皱。
发明内容
以下是根据本公开的主题的实例的非穷尽例举，其可能要求或可能未要求保护。
根据本公开的主题的一个实例涉及一种用于对层压复合物料进行区域成形的方法。所述方法包括：将所述层压复合物料放置在成形工具上；并且在区域成形期间重定向施加至所述层压复合填料的成形力以抵消所述层压复合填料的层片之间的皱褶形成运动。
根据本公开的主题的另一实例涉及一种用于对层压复合物料进行区域成形的方法。所述方法包括：将张力构件插入到层压复合物料的复合叠层中，其中在沿着所述层压复合物料的长度的一个或多个位置处将所述张力构件插入到所述复合叠层中，从而所述张力构件中的每一个的自由端从所述复合叠层延伸出来；并且利用区域成形隔膜将压缩载荷施加至所述张力构件，从而所述张力构件通过拉紧在所述复合叠层上在所述复合叠层中产生张力，以抵消在所述层压复合填料的区域成形过程中在所述复合叠层中产生的褶皱形成压缩力。
根据本公开的主题的又一实例涉及一种用于对层压复合物料进行区域成形的方法。所述方法包括：利用区域成形隔膜在成形工具上使层压复合填料成形，其中所述层压复合填料包括在沿着所述层压复合填料的长度的预定位置处从所述层压复合填料延伸出来的一个或多个轮廓延伸部；并且在所述区域成形隔膜的压缩载荷的作用下，利用所述一个或多个轮廓延伸部向所述层压复合物料施加张力以重定向在所述层压复合物料的复合叠层的一个或多个层上的压缩载荷，并且控制在所述区域成形隔膜的压缩载荷的作用下所述复合叠层的层间褶皱的发生。
根据本公开的主题的又一实例涉及一种使用本文描述的方法来形成复合部件的方法。
附图说明
因此已经以普通术语描述了本公开的实例，现在参照附图，附图不一定按比例绘制，并且在全部的若干附图中其中相同的指代特征代表相同或类似的部件，并且其中：
图1A是根据本公开的方案的区域成形设备的前视图；
图1B是根据本公开的方案的图1的区域成形设备的一部分的剖视图；
图1C是根据本公开的方案的图1的区域成形设备的一部分的立体图；
图1D是根据本公开的方案的图1的区域成形设备的一部分的剖视图；
图2是根据本公开的方案的复合部件的立体图；
图3A至图3D根据本公开的方案形成的复合部件的示意性剖视图示；
图4是根据本公开的方案的层压复合物料的俯视图；
图5是根据本公开的方案的图4的层压复合物料的一部分的剖视图；
图6是根据本公开的方案的图1的区域成形设备的一部分以及成形的层压复合物料的立体图；
图7是根据本公开的一种或多种方法的流程图；以及
图8是包括根据本公开的方案形成的复合部件的飞行器的立体图。
具体实施方式
本文描述的设备和方法便于制造不具有褶皱或附加片层的复合部件。因而，本文描述的本公开的方案能够减少废弃部件的数量，减少返工，降低重量(例如，从附加片层)，和/或允许使用区域成形来形成更复杂的几何形状。更具体地，本公开的至少一个方案包括将一个或多个张力构件相对于层压片层的铺放片层进行定位，使得张力将施加至张力构件以便于当层压物料覆盖在工具上时防止褶皱。张力构件能够相对于片层定位，从而在最终部件中不会包含张力构件。
现在，参照图1A，图2，图3A至3D以及图4，热区域成形是通过施加真空和热能够在芯模或成形工具130上使平坦层压复合物料150成形的制造过程。与在制造复合部件时通常使用的传统复合部件手动铺放和压实技术相比，热区域成形具有降低的制造成本。热区域成形的一个限制是，由于导致废弃部件或复合部件的降低强度的力的不平衡而在复合部件的特征部附近可能有褶皱生成。例如，在成形诸如复合部件150CP的复合部件的过程中，可能形成多种褶皱。在一个方案中，由于在成形复合部件150CP期间的力的不平衡，可能形成弦褶皱(chord wrinkle)200，201(相对于复合部件的纵向轴线LAX横向地延伸)，展褶皱(span wrinkle)202，203(纵向地延伸)，和/或斜角褶皱204(以处于纵向方向和横向方向之间的角度θ延伸)。本公开的方案能够减少在区域成形过程(诸如热区域成形过程)中由层压复合物料150形成的复合部件150CP，150CPA，150CPB，150CPC中的弦褶皱200，201、展褶皱202，203以及斜角褶皱204中的一者或多者。在一个方案中，在热区域成形期间在层压复合物料150中产生的局部力LF通过一个或多个张力构件140被重定向，以有效地减少或消除复合部件150CP，150CPA，150CPB，150CPC中的褶皱。褶皱的减少或消除降低了复合部件的重量(因为不需要附加层片来补偿复合部件的褶皱区域中的降低强度)并且还通过消除部件返工(例如，添加附加层片)和/或通过减少废弃部件而节省成本。
参照图1A至图1D，示出了区域成形设备100。在该方案中，区域成形设备100是热区域成形设备。在该方案中，区域成形设备100包括框架100F、区域成形隔膜120、真空源115和热源110。在一个方案中，区域成形隔膜120利用任何合适的密封件120S密封至框架，以形成密封内部空间120I。真空源115联接至区域成形隔膜120以与内部空间120I连通，以在区域成形期间排空内部空间120I内的大气。热源110可以相对于框架100F布置以便位于布置在内部空间120I内的层压复合物料150之上，来自热源110的热朝向层压复合物料150辐射以加热层压复合物料150。
再参考图3A至图3D，任何合适的成形工具130在内部空间120I内接至框架100F。在该方案中，成形工具130被示为具有大致矩形横截面，以形成具有矩形通道或“C”形的复合部件150CP(例如，具有腹板150CPW以及沿共同的方向DC从腹板150CPW的相对两侧150CPWS1，150CPWS2延伸的两个凸缘150CPF)以及/或者具有角度或“L”形的复合部件150CPC(例如，具有腹板150CPW以及从腹板150CPW延伸的单个凸缘150CPF，见图3D)；而在其它方案中，成形工具130可以被成形以形成具有弧形横截面的复合部件150CPA(见图3B)或者具有锯齿形或“Z”形(例如，具有腹板150CPW和沿第一方向D1从相对侧150CPWS1延伸的第一凸缘150CPF1，以及沿与第一方向D1基本相反的第二方向D2从相对侧150CPWS2延伸的第二凸缘150CPF2)的复合部件150CPB(见图3C)。
再参考图1B、图1C和图1D，一个或多个立柱170也联接至框架100F，邻近成形工具130的一个或多个侧130S1、130S2。在一个方案中，每个立柱170包括布置在其上的支撑表面170SS。在一个方案中，至少一个立柱170是单一的一件式单体构件(例如，不具有活动部件)，其中单体构件170M形成支撑表面170SS(见图1A和图1B)；而在其它方案中，至少一个立柱包括邻近成形工具130的可动托盘170T。在一个方案中，立柱是不具有任何活动部件的单体构件170M，张紧膜160可以被放置在成形工具130之上，以从成形工具130延伸至支撑表面170SS，张紧膜160在区域成形前支撑层压复合物料150。在一个方案中，立柱170包括可动托盘170T，可动托盘170T枢转地联接至单体构件170M，诸如利用铰链180，从而可动托盘170T在方向R上绕轴线RAX相对于单体构件170M枢转。在一个方案中，可动托盘170T形成支撑表面170SS并且在图1C所示的位置中沿方向R2被任何合适的弹性构件170RM偏压，从而可动托盘170T朝向成形工具130延伸，以在区域成形之前支撑层压复合物料150。
参照图4、图5和图6，如上所述，在热区域成形期间在层压复合物料150中产生的局部力LF通过一个或多个张力构件140被重定向，以有效地减少或消除复合部件150CP，150CPA，150CPB，150CPC中的褶皱，有用于层压复合物料150的一个或多个延伸部150PE的张力构件140。一个或多个张力构件140插入层压复合物料150的一个或多个周边区域400A1，400A2(周边区域不形成最终复合部件150CP，150CPA，150CPB，150CPC的一部分；也可称为“制造余量”)中，使得一个或多个张力构件140可在成形之后从复合部件150CP，150CPA，150CPB，150CPC去除。在一个方案中，每个周边区域400A1，400A2从层压复合物料150的相应侧面150S1，150S2朝向层压复合物料150的纵向轴线LAX延伸预定距离X。在一个方案中，每个张力构件140包括插入端140EL和自由端140EF，其中插入端140EL设置在复合叠层500的相邻层片150P之间，并且自由端140EF从复合叠层500延伸。在一个方案中，一个或多个张力构件140插入到层压复合物料150的复合叠层500中，以便从复合叠层500沿预定方向D3延伸(例如，预定方向由角度α限定，该角度是相对于层压复合物料150的座瓣RS的角度，其中座瓣RS限定了层压复合物料150的0°纤维角)，使得施加至一个或多个张力构件140的成形力FF致使由一个或多个张力构件140向层压复合物料150施加张力T。
在一个方案中，一个或多个张力构件140被插入到层压复合物料150中，以便从层压复合物料150的各个侧面150S1，150S2相对于例如层压复合物料150的一个或多个纵向轴线LAX或者相对于成形工具130的纵向轴线LAXT以预定角α延伸。例如，在一个方案中，层压复合物料150的纵向轴线LAX沿着成形工具130的纵向轴线LAXT延伸。在一个方案中，纵向轴线LAX对应于层压复合物料150的复合叠层500的0°纤维方向(例如，沿着该方向延伸)，从而张力构件140相对于0°纤维方向以预定角α延伸。例如，如图4中所示，层压复合物料150包括纤维座瓣，其中0°纤维方向沿着层压复合物料150的纵向轴线LAX延伸，并且+90°和-90°纤维方向相对于纵向轴线LAX横向地延伸。这里，一个或多个张力构件140被插入到复合叠层500中，以从层压复合物料150、以介于复合叠层500的0°纤维方向(由层压复合物料150的座瓣RS限定)和+/-90°纤维方向之间的角度延伸，例如角度α介于0°纤维方向和+/-90°纤维方向中相应一者(取决于张力构件140从哪个横向侧150S1，150S2延伸)之间，从而相应的张力构件140产生的张力T包括纵向分量T0和横向分量T90。这里，纵向分量T0和横向分量T90中的一个或多个在区域成形期间使复合叠层500的一个或多个层片150P受到张力，以减少或消除弦褶皱200，201、展褶皱202，203和/或斜角褶皱204中的一者或多者(见图2)。例如，纵向分量T0用来减少或消除弦褶皱200，201，横向分量T90可用来减少或消除展褶皱202，203，并且横向分量T0和纵向分量T90的组合可用来减少或消除斜角褶皱204。在一个方案中，一个或多个张力构件140(以及由此形成的轮廓延伸部150PE)约束层压复合物料150的层片150P之间的运动。
在一个方案中，一个或多个张力构件140被插入到层压复合物料150中，以便邻近层压复合物料150的具有预定层片特性的至少一个层片150P。在一个方案中，预定层片特性是纤维取向和在层压复合物料的复合叠层中的位置中的一者或多者。例如，参照图5，层压复合物料150被示为具有复合叠层500，复合叠层500至少包括层片150P1-150P6。仅出于示例的目的，层片150P1可具有+90°的层片取向，层片150P2可具有+45°的层片取向，层片150P3可具有0°的层片取向，层片150P4可具有-45°的层片取向，层片150P5可具有-90°的层片取向，并且层片150P6可具有0°的层片取向。这里，张力构件140A被放置在层片150P1，150P2之间，张力构件140B被放置在层片150P3，150P4之间，并且张力构件140C被放置在层片150P5，150P6之间。在一个方案中，张力构件140被插入层压复合物料150中穿过层压复合物料150的厚度(例如，位于层压复合物料的主表面150MJ之间)。
在一个方案中，一个或多个张力构件140在沿着层压复合物料的长度L的预定位置L1，L2，L3，L4处被插入到层压复合物料150中。在一个方案中，预定位置L1-L4对应于成形工具130的轮廓的几何形状变化，诸如在成形工具130中的榫接部130J的位置(例如，成形工具130的内凹或突出且具有至凹部或突出部的成角度或弯曲的过渡的区域)。在一个方案中，预定位置L1-L4对应于层压复合物料150的轮廓的几何形状变化，诸如层压复合物料150的厚度T1比层压复合物料150的邻近区域的厚度T2增加或减小的位置。
在一个方案中，施加到层压复合物料150上的成形力在层压复合物料150中在如下区域产生局部力LF，即在层压复合物料150的与成形工具130的几何形状变化和/或层压复合物料150的几何形状变化对应的区域处。这些局部力LF产生了复合叠层500的层片150P1-150P6之间的相对运动，这些力被由一个或多个张力构件140提供的张力T所抵消(注意，例如，纵向分量T0作用在与局部力LF基本相反的方向上)。
在一个方案中，至少一个或两个以上的张力构件140在沿着层压复合物料150的长度L的共同的位置处(诸如一个或多个预定位置L1-L4)处彼此上下堆叠(如图5中所示)，以形成层压复合物料150的一个或多个轮廓延伸部150PE，并且使得张力能够施加至层压复合物料150的一个或多个层片150P1-150P6。在两个以上张力构件140彼此上下堆叠以形成轮廓延伸部150PE的情况下，通过在共同的位置处有效地增强轮廓延伸部150PE(由堆叠的张力构件形成)，施加至层压复合物料150的张力T比由单个张力构件140施加的张力T增大。在一个方案中，在对层压复合物料150进行热区域成形之前成形复合叠层500时，可以从切割层片150P1-150P6时得到的多余材料或废料中切割出一个或多个张力构件。
现在参考图1A、图4、图5、图6和图7，在对层压复合物料150进行区域成形以形成复合部件150CP，150CPA，150CPB，150CPC时，一个或多个张力构件140被插入(图7，框700)到层压复合物料150的复合叠层500中，如上所述，其中一个或多个张力构件140在沿着层压复合物料150的长度L的一个或多个位置L1-L4处被插入到复合叠层500中，从而每个张力构件的自由端140EF从复合叠层500延伸出来。包括一个或多个张力构件140的层压复合物料150被放置(图7，框710)在成形工具130上，使得层压复合物料150的至少一部分和一个或多个张力构件140被支撑表面170SS支撑。例如，如从图1A中所见，张紧膜160从成形工具130延伸至每个立柱170，一个或多个张力构件140也延伸至相应的立柱170，并且层压复合物料150的横向侧150S1，150S2被张紧膜160支撑(并且最终被相应的立柱170支撑)。类似地，参照图1C，其中立柱170包括可动托盘170T，层压复合物料150从成形工具130延伸至可动托盘170T的支撑表面170SS，其中一个或多个张力构件140也布置在支撑表面170SS上。在一个方案中，张紧膜160和可动托盘170T防止层压复合物料150在区域成形之前由于例如重力而下垂，而立柱170防止区域成形隔膜120在进行区域成形之前使层压复合物料150变形。
在一个方案中，层压复合物料150利用区域成形隔膜120在成形工具130之上成形(图7，框720)，其中层压复合物料包括一个或多个轮廓延伸部150PE，所述轮廓延伸部由一个或多个相应的张力构件140形成，在沿着层压复合物料150的长度L的预定位置L1-L4处从层压复合物料150延伸出来。例如，真空源115将大气/空气从内部空间120I内排空或以其它方式移除，从而区域成形隔膜120至少接触层压复合物料150、一个或多个张力构件140以及立柱170。在大气从内部空间120I排空时，区域成形隔膜120将成形力FF施加至层压复合物料150、一个或多个张力构件140以及立柱170，使得层压复合物料150、一个或多个张力构件140和立柱170受到压缩。
施加至所述层压复合物料的成形力在区域成形期间被重定向(图7，框730)以抵消层压复合物料150的层片150P之间的褶皱形成运动，例如，通过将张力T施加至被插入到层压复合物料150的周边区域400A1，400A2中的一个或多个张力构件140，使成形力重定向。在一个方案中，通过在诸如预定位置L1-L4的位置处使用成形力FF在层压复合物料150中产生张力T，使成形力FF重定向，其中成形力FF导致压缩应力在层压复合物料150的复合叠层500中集聚。在一个方案中，通过如下方式来重定向成形力FF：将一个或多个张力构件140的插入端140EL插入到层压复合物料150的复合叠层500中，并且将一个或多个张力构件140的自由端140FE的位置相对于复合叠层500固定从而通过在区域成形期间施加的成形力FF使一个或多个张力构件140受到张力T。
在一个方案中，利用区域成形隔膜120将压缩载荷施加至张力构件(图7，框750)，从而张力构件140通过拉紧复合叠层500在复合叠层500中产生张力T，诸如在至少与局部力LF基本相反的方向上，以抵消褶皱形成压缩力，例如，在层压复合物料150的区域成形期间在复合叠层500中产生的局部力LF。在一个方案中，在区域成形隔膜120的压缩载荷的作用下，利用一个或多个轮廓延伸部150PE(由一个或多个相应的张力构件140形成)将张力T施加至层压复合物料150(图7，框740)，以重定向在层压复合物料150的复合叠层500的一个或多个层片150P上的压缩载荷力，并且控制在区域成形隔膜120的压缩载荷的作用下复合叠层500的层间褶皱或偏离平面的褶皱的发生。
在一个方案中，一个或多个张力构件140的自由端140EF在压缩载荷的作用下被约束在区域成形隔膜120和邻近成形工具130的立柱170之间。在一个方案中，张力T由被插入到层压复合物料150中的一个或多个张力构件140产生，其中一个或多个张力构件140的自由端140EF在区域成形隔膜120的压缩载荷的作用下被约束在固定位置处，诸如在支撑表面170SS上，并且一个或多个张力构件140的插入端140EL在区域成形隔膜120的压缩载荷的作用下拉紧在层压复合物料150上；在其它方案中，一个或多个张力构件的自由端140EF可以被约束在固定位置处，诸如通过销接、绑缚或以其它方式机械地或化学地将自由端140EF固定至立柱170的支撑表面170SS或其它表面。例如，如从图1B中所见，在使用张紧膜160的情况下，成形力FF将一个或多个张力构件140的自由端140EF(以及由此形成的轮廓延伸部150PE)置于由区域成形隔膜120产生的压缩载荷C的作用下，从而一个或多个张力构件140的自由端140EF在压缩载荷的作用下被约束在区域成形隔膜120和从成形工具130延伸的张紧膜160之间。这里，在区域成形过程期间，压缩载荷C约束或以其它方式将自由端140EF保持在支撑表面170SS上。由于一个或多个张力构件140的自由端140EF被约束或以其它方式保持在支撑表面170SS上并且插入端140EL被捕获在复合叠层500中(再次地，由区域成形隔膜产生的压缩力C)，从而由区域成形隔膜120施加的压缩载荷致使一个或多个张力构件受到张力T。
类似此，如从图1D中所见，一个或多个张力构件140的自由端140EF在压缩载荷(例如，压缩载荷C)的作用下被约束在区域成形隔膜120和邻近成形工具130的可动托盘170T之间，其中区域成形隔膜120使可动托盘170T相对于成形工具130移动。例如，由区域成形隔膜120施加至可动托盘170T的成形力FF使可动托盘170T在方向R1上绕轴线RAX枢转。随着可动托盘在方向R1上枢转，一个或多个张力构件140的自由端140EF被约束或以其它方式保持在支撑表面170SS上，并且插入端140EL被捕获在复合叠层500内(再次地，由区域成形隔膜120产生的压缩力C)，从而由区域成形隔膜120施加的压缩载荷致使一个或多个张力构件受到张力T。
在一个方案中，在区域成形之后，将一个或多个张力构件140从层压复合物料150去除。例如，在区域成形之后可以沿着线CUT切割层压复合物料150以去除一个或多个张力构件以形成成品复合部件150CP，150CPA，150CPB，150CPC。这样，使用本文描述的本公开的方案形成了复合部件150CP，150CPA，150CPB，150CPC。
如本文所述，在热区域成形期间以如下所述的方式来重定向在层压复合物料150中生成的局部力LF，这减少或消除了形成在复合部件150CP，150CPA，150CPB，150CPC中的褶皱。通过将由相应的张力构件140形成的轮廓延伸部150PE包括在层压复合物料150中，在区域成形期间产生的压缩力能够被控制，以减少或消除褶皱。如本文所述，张力构件140被放置在层压复合物料的经受褶皱的区域中并且将张力T以相对于例如层压复合物料150的座瓣RS(例如，限定了0°方向)成角度地添加到这些区域中。通过在区域成形过程中与立柱170和/或张紧膜160的相互作用，在张力构件140上生成这些张力T，并且这些张力T通过层片150P到层片150P的相互作用被重定向至层压复合物料150中，以有效地减少或消除复合部件150CP，150CPA，150CPB，150CPC中的褶皱。
在一个方案中，参照图8，复合部件150CP，150CPA，150CPB，150CPC可以形成任何合适交通工具(诸如飞行器800)的结构部件。例如，复合部件150CP，150CPA，150CPB，150CPC可以形成机体800F的部件。在一个方案中，复合部件150CP，150CPA，150CPB，150CPC可以形成翼梁810、机身801的框架820、机身801或机翼800W的纵梁830，835、机翼800W的肋840或者飞行器800的任何其它合适结构部件。
根据本公开的方案提供以下内容：
A1.一种用于对层压复合物料进行区域成形的方法，所述方法包括：将所述层压复合物料放置在成形工具上；并且在区域成形期间重定向被施加至所述层压复合填料的成形力以抵消所述层压复合填料的层片之间的皱褶形成运动。
A2.根据条款A1所述的方法，其中，通过将张力施加至被插入到所述层压复合物料的周边区域中的一个或多个张力构件来重定向所述成形力。
A3.根据条款A2所述的方法，其中，通过以下方式重定向所述成形力：将一个或多个张力构件的插入端插入到所述层压复合物料的复合叠层中，并且将一个或多个张力构件的自由端的位置相对于所述复合叠层固定，从而通过在区域成形期间施加的成形力使所述一个或多个张力构件受到张力。
A4.根据条款A3所述的方法，其中，所述一个或多个张力构件约束所述层压复合物料的所述层片之间的运动。
A5.根据条款A2所述的方法，所述方法进一步包括：将一个或多个张力构件插入到所述层压复合物料的复合叠层中从而沿预定方向从所述复合叠层延伸出来，使得施加至所述一个或多个张力构件的成形力致使通过所述一个或多个张力构件将张力施加至所述层压复合物料。
A6.根据条款A5所述的方法，其中，所述一个或多个张力构件被插入到所述复合叠层中，以从所述层压复合物料以介于所述复合叠层的0°纤维方向和90°纤维方向之间的角度延伸出来。
A7.根据条款A1至A6中任一项所述的方法，其中，一个或多个张力构件被插入到层压复合物料中以邻近所述层压复合物料的具有预定层片特性的至少一个层片。
A8.根据条款所述的方法A7，其中，所述预定层片特性是纤维取向和在所述层压复合物料的复合叠层内的位置中一者或多者。
A9.根据条款A1至A8中任一项所述的方法，所述方法进一步包括：将一个或多个张力构件在沿着所述层压复合物料的长度的预定位置处插入到所述层压复合物料中。
A10.根据条款A9所述的方法，其中，所述预定位置对应于所述成形工具的轮廓的几何形状变化。
A11.根据条款A9或A10所述的方法，其中，所述预定位置对应于所述层压复合物料的轮廓的几何形状变化。
A12.根据条款A1所述的方法，其中，重定向所述成形力的步骤包括：在所述成形力导致压缩应力在所述层压复合物料的复合叠层中集聚的位置处，使用所述成形力在所述层压复合物料中产生张力。
A13.根据条款A2和A12中任一项所述的方法，其中，所述张力由插入到所述层压复合物料中的一个或多个张力构件产生，其中所述一个或多个张力构件的自由端在区域成形隔膜的压缩载荷的作用下被约束在固定位置处，并且所述一个或多个张力构件的插入端在所述区域成形隔膜的压缩载荷的作用下拉紧在所述层压复合物料上。
A14.根据条款A13所述的方法，其中，所述一个或多个张力构件的所述自由端在压缩载荷的作用下被约束在所述区域成形隔膜和邻近所述成形工具的立柱之间。
A15.根据条款A13或A14所述的方法，其中，所述一个或多个张力构件的所述自由端在压缩载荷的作用下被约束在所述区域成形隔膜和邻近所述成形工具的可动托盘之间，其中所述区域成形隔膜使所述可动托盘相对于所述成形工具移动。
A16.根据条款A13至A15中任一项所述的方法，其中，所述一个或多个张力构件的所述自由端在压缩载荷的作用下被约束在所述区域成形隔膜和从所述成形工具延伸的张紧膜之间。
A17.根据条款A2或A13所述的方法，所述方法进一步包括：在区域成形之后，从所述层压复合物料去除所述一个或多个张力构件。
B1.一种用于对层压复合物料进行区域成形的方法，所述方法包括：将张力构件插入到层压复合物料的复合叠层中，其中在沿着所述层压复合物料的长度的一个或多个位置处将所述张力构件插入到所述复合叠层中，从而所述张力构件中的每一个的自由端从所述复合叠层延伸出来；并且利用区域成形隔膜将压缩载荷施加至所述张力构件，从而所述张力构件通过拉紧在所述复合叠层上在所述复合叠层中产生张力，以抵消在所述层压复合填料的区域成形过程中在所述复合叠层中产生的褶皱形成压缩力。
B2.根据条款B1所述的方法，所述方法进一步包括：利用所述区域成形隔膜将所述张力构件的所述自由端相对于所述层压复合物料约束至固定位置。
B3.根据条款B2所述的方法，其中，所述张力构件的所述自由端在压缩载荷的作用下被约束在所述区域成形隔膜和邻近成形工具的立柱之间，在所述成型工具上放置有所述层压复合物料用于区域成形。
B4.根据条款B2或B3所述的方法，其中，所述张力构件的所述自由端在压缩载荷的作用下被约束在所述区域成形隔膜和邻近成形工具的可动托盘之间，在所述成型工具上放置有所述层压复合物料用于区域成形，其中所述区域成形隔膜使所述可动托盘相对于所述成形工具移动。
B5.根据条款B2至B4中任一项所述的方法，其中，所述张力构件的所述自由端在压缩载荷的作用下被约束在所述区域成形隔膜和从成形工具延伸出来的张紧膜之间，在所述成型工具上放置有所述层压复合物料用于区域成形。
B6.根据条款B1至B5中任一项所述的方法，所述方法进一步包括：在区域成形之后从所述层压复合物料去除所述张力构件。
B7.根据条款B1至B6中任一项所述的方法，其中，所述张力构件在对应于成形工具的几何形状变化的位置处被插入所述复合叠层，在所述成型工具上放置有所述层压复合物料用于区域成形。
B8.根据条款B1至B7中任一项所述的方法，其中，所述张力构件被插入到所述复合叠层中，以从所述层压复合物料以介于所述复合叠层的0°纤维方向和90°纤维方向之间的角度延伸出来。
B9.根据条款B1至B8中任一项所述的方法，其中，所述张力构件被插入到所述层压复合物料中，以邻近所述层压复合物料的具有预定层片特性的至少一个层片。
B10.根据条款B9所述的方法，其中，所述预定层片特性是纤维取向和在所述层压复合物料的复合叠层内的位置中一者或多者。
B11.根据条款B1至B10中任一项所述的方法，其中，将两个以上的张力构件沿着所述层压复合物料的长度在共同的位置处彼此上下堆叠。
B12.根据条款B1至B11中任一项所述的方法，其中，将所述张力构件在对应于所述层压复合物料的几何形状变化的位置处插入所述复合叠层中。
C1.一种用于对层压复合物料进行区域成形的方法，所述方法包括：利用区域成形隔膜在成形工具上使层压复合填料成形，其中所述层压复合填料包括在沿着所述层压复合填料的长度的预定位置处从所述层压复合填料延伸出来的一个或多个轮廓延伸部；并且在所述区域成形隔膜的压缩载荷的作用下，利用所述一个或多个轮廓延伸部向所述层压复合物料施加张力以重定向在所述层压复合物料的复合叠层的一个或多个层上的压缩载荷，并且控制在所述区域成形隔膜的压缩载荷的作用下所述复合叠层的层间褶皱的发生。
C2.根据条款C1所述的方法，其中，通过所述一个或多个轮廓延伸部将张力施加至所述层压复合物料，其中所述一个或多个轮廓延伸部形成张力构件。
C3.根据条款C1或C2所述的方法，其中，所述一个或多个轮廓延伸部约束所述层压复合物料的所述复合叠层的层片之间的运动。
C4.根据条款C1至C3中任一项所述的方法，其中，通过所述一个或多个轮廓延伸部将所述张力以介于所述复合叠层的0°纤维方向和90°纤维方向之间的角度施加至所述层压复合物料。
C5.根据条款C1至C4中任一项所述的方法，所述方法进一步包括：将所述一个或多个轮廓延伸部插入到所述复合叠层中，以邻近所述复合叠层的具有预定特性的至少一个层片。
C6.根据条款C5所述的方法，其中，所述预定特性是纤维取向和在所述复合叠层内的位置中的一者或多者。
C7.根据条款C1至C6中任一项所述的方法，其中，所述预定位置对应于所述成形工具的几何形状变化。
C8.根据条款C1至C7中任一项所述的方法，其中，所述预定位置对应于所述层压复合物料的几何形状变化。
D1.一种使用根据条款A1-A17、B1-12以及C1-C8中任一项所述的方法形成的复合部件。
D2.一种包括条款D1的所述复合部件的飞行器。
D3.一种包括条款D1的所述复合部件的机体。
在附图中，参见上述，连接各元件和/或组件的实线(如果有的话)可以代表机械、电子、流体、光学、电磁、无线以及其它联接方式和/或它们的组合。如本文中使用的，“联接”指的是直接关联以及间接关联。例如，构件A可以与构件B直接关联，或者与其间接关联，例如经由另一构件C。应当理解，不是所有的各公开元件之间的关系都是需要描述的。因而，除了在附图中示出的那些以外的联接也可以存在。用于连接指代各元件和/或组件的框的短划线(如果有的话)与实线所代表的那些联接在功能和目的方面是类似的；然而，短划线代表的联接可以选择性地提供或可以涉及本公开的替代实例。同样，短划线代表的元件和/或组件(如果有的话)表示本公开的替代实例。以实线和/或短划线示出的一个或多个元件可以从具体的实例中省去，这不偏离本公开的范围。环境元件(如果有的话)由虚线表示。虚拟(假想)元件也可以为了清楚起见而示出。本领域技术人员将会认识到，附图中示出的一些特征可以以各种方式进行组合，这不需要包括在附图、其它图面和/或附带公开中描述的其它特征，即使这样的组合在本文中没有明确地示出。类似地，不限于所描述实例的附加特征可以与本文所示出的以及所描述的一些或所有特征进行组合。
在图7中，参见上述，框可以代表操作和/或操作的一部分，并且用于连接各框的线并不意味着特定的顺序或者操作及其部分的依从性。短划线代表的框表示替代操作及其部分。用于连接各框的短划线(如果有的话)代表操作及其部分的替代依从性。将要理解，不是所有的各公开操作之间的关系都是需要描述的。图7及附带公开描述了本文提出的方法的操作，这不应理解为必须要确定将要执行的操作次序。相反，尽管表明了一种示例顺序，应理解，操作的次序可以适时地修改。因而，特定的操作可以以不同的顺序或同时地执行。另外，本领域技术人员将理解，并非描述的所有操作都需要执行。
在前述描述中，提出了多个特定细节以提供对公开构思的全面理解，其可以无需这些详细说明的一些或全部来实践。在其它场合下，已知装置和/或过程的细节已经被省略以避免不必要地使本公开晦涩。尽管一些构思是与具体实例结合来描述的，但要理解，这些实例并未旨在限制。
除非以其它方式表明，否则术语“第一”、“第二”等在本文仅用于标示，而非旨在对这些术语指代的项目进行顺序、位置或层次要求。而且，提到例如“第二”项目，并不是要求或排除例如“第一”或低编号项目，和/或例如“第三”或高编号项目。
在本文中，提到“一个实例”指的是与该实例结合描述的一个或多个特征、结构或特性被包括在至少一个实施方式中。短语“一个实例”在说明书的各个地方可以或可以不指代相同的实例。
如本文所使用的，系统、设备、结构、物品、元件、组件或硬件“被构造成”执行特定功能事实上能够在无需任何改变的情况下执行该特定功能，而不是在进一步修改后仅仅具有潜力来执行该特定功能。换言之，系统、设备、结构、物品、元件、组件或硬件“被构造成”执行特定功能是为了执行该特定功能的目的而特别选择、创造、实施、应用、编程和/或设计的。如本文使用的，“被构造成”指代系统、设备、结构、物品、元件、组件或硬件的、能够使所述系统、设备、结构、物品、元件、组件或硬件在无需进一步修改的情况下执行所述特定功能的已有特性。为了公开的目的，系统、设备、结构、物品、元件、组件或硬件被描述为“被构造成”执行特定公开，可以附加地或替代地描述为“适于”和/或“能够操作为”执行该功能
本文公开的设备和方法的不同实例包括多种组件、特征和功能。应理解，本文公开的设备和方法的各实例可以包括在本文中以任何组合公开的设备和方法的其它实例的任意者的组件、特征以及功能中的任意者，并且所有这些可能性都在本公开的范围内。
本文提出的实例的许多修改都将为本公开所属领域的技术人员所知悉，其获知在前述说明书和相关附图中提出的教导的益处。
因此，应理解，本公开不限于所示出的具体实例及上述修改，并且其它实例也旨在包含在随附权利要求的范围内。而且，尽管前述说明及相关附图在元件和/或功能的特定例示组合的背景下描述了本公开的实例，但应理解，在不偏离随附权利要求的范围的情况下可以通过替代实施方式来提供元件和/或功能的不同组合。因而，随附权利要求中的带括号参考数字(如果有的话)仅是为了例示的目的而提出，并且并非旨在将要保护主题的范围限制限制于本公开提供的特定实例。

Claims (13)

1.一种用于对层压复合物料(150)进行区域成形的方法，所述方法包括：
将所述层压复合物料(150)放置在成形工具(130)上；并且
在区域成形期间重定向施加至所述层压复合物料(150)的成形力(FF)，以抵消所述层压复合物料(150)的层片(150P)之间的褶皱形成运动。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过将张力(T)施加至被插入到所述层压复合物料(150)的周边区域(400A1，400A2)中的一个或多个张力构件(140)来重定向所述成形力(FF)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，通过如下方式重定向所述成形力(FF)：将一个或多个张力构件(140)的插入端(140EL)插入到所述层压复合物料(150)的复合叠层(500)中；并且将所述一个或多个张力构件(140)的自由端(140EF)的位置相对于所述复合叠层(500)固定，从而通过在区域成形期间施加的成形力(FF)使所述一个或多个张力构件(140)置于张力中，其中，所述一个或多个张力构件(140)约束所述层压复合物料(150)的所述层片(150P)之间的运动。
4.根据权利要求2所述的方法，所述方法进一步包括：将一个或多个张力构件(140)插入到所述层压复合物料(150)的复合叠层(500)中从而沿预定方向(D3)从所述复合叠层(500)延伸出来，使得施加至所述一个或多个张力构件(140)的所述成形力(FF)致使通过所述一个或多个张力构件(140)将张力(T)施加至所述层压复合物料(150)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述一个或多个张力构件(140)被插入到所述复合叠层(500)中从而以介于所述复合叠层(500)的0°纤维方向和90°纤维方向之间的角度从所述层压复合物料(150)延伸出来。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，一个或多个张力构件(140)被插入到所述层压复合物料(150)中以邻近所述层压复合物料(150)的具有预定层片特性的至少一个层片(150P)。
7.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括：将一个或多个张力构件(140)在沿着所述层压复合物料(150)的长度(L)的预定位置(L1-L4)处插入到所述层压复合物料(150)中，其中，所述预定位置(L1-L4)对应于所述成形工具(130)的轮廓和所述层压复合物料(150)的轮廓中的至少一者的几何形状变化。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，重定向所述成形力(FF)的步骤包括：在所述成形力(FF)导致压缩应力在所述层压复合物料(150)的复合叠层(500)中集聚的位置处，使用所述成形力(FF)在所述层压复合物料(150)中产生张力(T)。
9.根据权利要求2或8所述的方法，其中，所述张力(T)由插入到所述层压复合物料(150)中的一个或多个张力构件(140)而产生，其中所述一个或多个张力构件(140)的自由端(140EF)在区域成形隔膜(120)的压缩载荷(C)的作用下被约束在固定位置处，并且所述一个或多个张力构件(140)的插入端(140EL)在所述区域成形隔膜(120)的所述压缩载荷(C)的作用下拉紧在所述层压复合物料(150)上。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述一个或多个张力构件(140)的所述自由端(140EF)在所述压缩载荷(C)的作用下被约束在所述区域成形隔膜(120)和邻近所述成形工具(130)的立柱(170)之间。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述一个或多个张力构件(140)的所述自由端(140EF)在所述压缩载荷(C)的作用下被约束在所述区域成形隔膜(120)和邻近所述成形工具(130)的可动托盘(170T)之间，其中所述区域成形隔膜(120)使所述可动托盘(170T)相对于所述成形工具(130)移动。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述一个或多个张力构件(140)的所述自由端(140EF)在所述压缩载荷(C)的作用下被约束在所述区域成形隔膜(120)和从所述成形工具(130)延伸出来的张紧膜(160)之间。
13.根据权利要求9所述的方法，所述方法进一步包括：在区域成形之后，将所述一个或多个张力构件(140)从所述层压复合物料(150)去除。
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