CN109305385A - 具有补偿表面的滑片 - Google Patents

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Abstract

一种具有补偿表面的滑片。本文提出了一种方法和设备。该方法通过在经设计以形成不同于设计形状的经修改外模线的滑片的补偿表面上铺放复合材料来局部补偿复合蒙皮中与固化相关的变形，其中，所述滑片被保持抵靠铺放工具的成形表面，其中，所述成形表面被设计为形成所述设计形状的外模线。

Description

具有补偿表面的滑片
技术领域
本公开大体涉及复合材料制造，并且更具体地涉及复合蒙皮的制造。更具体地，本公开涉及具有补偿表面的滑片，该补偿表面被构造为提供用于复合蒙皮的修改的模具表面。
背景技术
复合材料为通过组合两个或多个功能组分而形成的坚韧、轻质材料。例如，复合材料可以包括结合在聚合物树脂基质中的增强纤维。纤维可以为单向的或者可以采取机织布或织物的形式。纤维和树脂被排列并固化以形成复合材料。由于纤维在复合材料中的受控方向，所以复合材料为各向异性的。各向异性材料的物理特性在不同取向中具有不同的值。
为了构建大型复合结构，复合蒙皮首先被铺放、固化和冷却，并然后被固定到支撑结构。复合蒙皮为一片复合材料，并且可以制造成具有任何所需的形状，包括复杂的曲率。
当复合蒙皮从固化温度冷却时，复合蒙皮可能会改变几何形状或“变形”。复合蒙皮的变形是由于复合材料的各向异性性质所导致的相对于复合蒙皮的三个主轴线或取向的不同热膨胀系数而产生。复合蒙皮的变形也是由于在固化期间化学变化导致的固化收缩而引起。固化后复合蒙皮的变形往往发生在不止一个取向上。
在复合蒙皮与支撑结构连结时，紧固件将力施加到复合蒙皮。由紧固件施加的力可以试图补偿在固化之后发生的复合蒙皮中的任何变形。
复合蒙皮的限制或支撑结构的限制中的至少一者设定由每个紧固件施加的力的最大可允许量。在通过每个紧固件至多施加最大可允许量的力从而将复合蒙皮连结到支撑结构之后，在复合蒙皮与支撑结构之间保留多个间隙。
垫片被定位在复合蒙皮和支撑结构之间在多个间隙内。垫片的制造和定位增加了制造时间和成本。
因此，希望有一种考虑至少一些上面论述的问题以及其他可能的问题的方法和设备。
发明内容
本公开的例示性实施例提供了一种系统。该系统包括铺放工具和滑片。铺放工具具有被设计为用于形成复合材料的外模线的成形表面。该滑片具有补偿表面和互补表面，该补偿表面被构造为提供复合材料的经修改外模线，并且该互补表面被构造为搁置在成形表面上。由于滑片的厚度差，补偿表面与成形表面是有不同之处的。补偿表面与互补表面相反。
本公开的另一例示性实施例提供了一种方法。形成具有互补表面的复合板。互补表面与铺放工具的成形表面互补。成形表面被构造为形成复合材料的外模线。在复合板中形成厚度差以形成与互补表面相反的滑片的补偿表面。补偿表面被构造为提供复合蒙皮的经修改外模线。由于滑片的厚度差，补偿表面与成形表面是有不同之处的。
本公开的另一例示性实施例提供了一种方法。在复合蒙皮中的固化的相关的变形通过在被设计用于形成不同于设计形状的经修改外模线的滑片的补偿表面上铺放复合材料而得到局部补偿，其中，所述滑片保持抵靠在铺放工具的成形表面上，其中，所述成形表面被设计为形成设计形状的外模线。
特征和功能可以在本公开的各种实施例中独立地实现，或者可以在其他实施例中组合，其中，可以参考以下描述和附图来看到进一步的细节。
附图说明
在所附权利要求中阐述了被认为是例示性示例的特性的新颖特征。然而，当结合附图阅读时，通过参考本公开的例示性示例的以下详细描述，将最好地理解例示性示例以及优选的使用模式、其进一步的目的和特征，其中：
图1为可以实现例示性实施例的飞机的图示；
图2为根据例示性实施例的制造环境的框图的图示；
图3为根据例示性实施例的滑片和铺放工具的分解图的图示；
图4为根据例示性实施例的固定到铺放工具的滑片的透视图的图示；
图5为根据例示性实施例的固定到铺放工具的滑片上的复合材料的透视图的图示；
图6为根据例示性实施例的固定到铺放工具的滑片的横截面视图的图示；
图7为根据例示性实施例的滑片的等距视图的图示；
图8为根据例示性实施例的固定到铺放工具的滑片上的复合蒙皮的横截面视图的图示；
图9为根据例示性实施例的装配工具上的未经补偿复合结构的横截面视图的图示；
图10为根据例示性实施例的装配工具上的未经补偿复合结构的横截面视图的图示；
图11为根据例示性实施例的装配工具上的复合结构的横截面视图的图示；
图12为根据例示性实施例的用于形成滑片的方法的流程图的图示；
图13为根据例示性实施例的用于形成复合蒙皮的方法的流程图的图示；
图14为根据例示性实施例的框图形式的飞机制造和使用方法的图示；以及
图15为可以实现例示性实施例的框图形式的飞机的图示。
具体实施方式
例示性实施例认识并考虑到一个或多个不同的考量。例如，例示性实施例认识并考虑到复合机翼蒙皮在从铺放工具移除时在多个方向上变形或翘曲。例示性示例认识并考虑到复合机翼蒙皮的变形引起偏离所需几何形状的扭曲。
例示性示例认识并考虑到，在一些特定的常规飞机机翼蒙皮中，翼展方向上的变形高达20英寸。例示性示例认识并考虑到翼展方向沿着机翼从翼尖到翼根延伸。例示性示例认识并考虑到，在一些特定的常规飞机机翼蒙皮中，弦向方向上的变形高达4英寸。例示性示例认识并考虑到弦向方向垂直于翼展方向。
例示性示例认识并考虑到，在装配间隙检查和配合期间，在每个剪切带使用一个紧固件的情况下，用于飞机机翼组件的每个紧固件的常规最大允许上拉载荷(MAPL)在每个紧固件50到200lbs的范围内。例示性示例认识并考虑到，每个紧固件的常规最大允许上拉载荷(MAPL)根据局部蒙皮规格而变化。
例示性示例认识并考虑到，在一些常规飞机机翼中，在机翼装配过程期间数千个垫片会被定位。例示性示例认识并考虑到，数千个垫片位于复合蒙皮壁板与翼盒的翼梁和加强筋之间。例示性示例认识并考虑到，在机翼装配过程期间测量、加工和安装数千个垫片可能是不合需要地昂贵的。
例示性示例认识并考虑到，在一些特定的常规飞机机翼中，存在可以在夹紧状态下进行补偿的变形。例示性示例认识并考虑到，当将复合蒙皮定位在装配工具上时，重力独自占复合蒙皮的大多数变形。
例示性示例认识到并考虑到在加强筋紧固件处施加的重力和可接受的力可以补偿许多存在的翘曲/变形。例示性示例认识并考虑到复合蒙皮和支撑结构之间存在残留的小间隙，其将使用不合需要的大的力来闭合。例示性示例认识并考虑到那些不合需要的大的力是不被允许的。
例示性示例认识并考虑到复合蒙皮将在许多位置被上拉成所需形状。例示性示例认识并考虑到存在最大可允许的力不会消除所述间隙的一些位置。
例示性示例认识并考虑到，在一些复合机翼中，紧靠前和后翼梁定位的第一个和最后一个剪切带具有沿着前缘和后缘延伸的间隙。例示性示例认识并考虑到沿着前缘和后缘的间隙可能仅仅为一英寸的一小部分。例示性示例认识并考虑到沿着前缘和后缘延伸的间隙可以大于位于复合机翼蒙皮中其他位置的间隙。例示性示例认识并考虑到沿着前缘和后缘延伸的间隙可以高达0.15英寸。例示性示例认识并考虑到前缘或后缘沿着机翼可高达50至80英尺。例示性示例认识并考虑到，具有间隙的前缘和后缘中的每者可以具有到机翼中心的高达12英寸的长度。
例示性示例认识并考虑到，在其制造期间，机翼蒙皮铺放工具会产生大量的流程时间和成本。例示性示例认识到并考虑到由于开发周期长的原因，机翼蒙皮铺放工具在飞机设计的早期就已经被制造出来了。例示性示例认识并考虑到，在机翼蒙皮叠层工具的设计和制造已经开始之后，偶尔会对飞机进行设计变更。例示性示例认识到并考虑到飞机的设计变更使得会需要改变机翼蒙皮铺放工具的成形表面。例示性示例认识并考虑到，传统上，改变机翼蒙皮铺放工具的成形表面需要制造新的机翼蒙皮铺放工具。例示性示例认识到并考虑到，较长的开发周期限制了在制造机翼或其他复合结构时做出合乎需要的变更的设计灵活性。
例示性示例认识到并考虑到为常规过程的设计变更提供额外的灵活性将是合乎需要的。例示性示例认识到并考虑到降低制造成本或垫补成本中的至少一者将是合乎需要的。
例示性示例认识并考虑到提供至少比过去的解决方案更简单、成本更低或更灵活的工具系统是合乎需要的。例示性示例认识并考虑到，生产需要较小上拉力以符合所需形状的复合蒙皮是合乎需要的。例示性示例认识并考虑到需要较小的上拉力以符合所需的形状减少了装配期间的垫片的量。
例示性示例认识并考虑到复合蒙皮具有两个大的表面，即接触支撑结构的第一表面和与第一表面相反的第二表面。例示性示例认识并考虑到，在大平台(例如飞机、船舶或具有支撑结构的任何其他所需平台)中，支撑结构位于该平台内。例示性示例认识并考虑到，当支撑结构位于平台内时，复合蒙皮的第一表面为内表面并且可被称为内模线。例示性示例认识并考虑到，当支撑结构位于平台内时，复合蒙皮的第二表面为外表面并且可被称为外模线。
现在参考附图并且具体参考图1，描绘了可以实现例示性实施例的飞机的图示。在该例示性示例中，飞机100具有连接到机体106的机翼102和机翼104。飞机100包括连接到机翼102的发动机108和连接到机翼104的发动机110。
机体106具有尾段112。水平稳定装置114、水平稳定装置116和垂直稳定装置118连接到机体106的尾段112。
飞机100是使用具有补偿表面的滑片制造的复合蒙皮所存在的环境。例如，机体106、机翼102或机翼104中的至少一者的复合蒙皮可以使用具有补偿表面的滑片来制造。
提供飞机100的这个图示是出于说明可以实现不同例示性实施例的一个环境的目的。图1中的飞机100的图示并不意味着暗示关于可以实现不同的例示性实施例的方式的架构限制。例如，飞机100被显示为商用客机。不同的例示性实施例可以应用于其他类型的飞机，例如私人客机、旋翼飞机或其他合适类型的飞机。
尽管针对例示性实施例的例示性示例是关于飞机描述的，但是所述例示性实施例可以应用于其他类型的结构。该结构可以为例如移动结构、静止结构、陆基结构、水基结构或天基结构。更具体地，该结构可以为水面舰艇、坦克、人员载体、火车、宇宙飞船、空间站、卫星、潜艇、制造设施、建筑物或其他合适类型的结构。
现在转向图2，描绘了根据例示性实施例的制造环境的框图的图示。制造环境200为形成复合蒙皮的环境的描述。在一些例示性示例中，图1中的飞机100的机翼102或机翼104的复合机翼蒙皮可以在图2的制造环境200中形成。
图2的制造环境200包括系统202。系统202包括铺放工具204和滑片206。铺放工具204具有成形表面208，成形表面208被设计为形成复合材料211的外模线210。外模线210是复合蒙皮212的外表面的经设计形状。滑片206具有被构造为提供复合材料211的经修改外模线216的补偿表面214和被构造为搁置在成形表面208上的互补表面218。补偿表面214由于滑片206的厚度差227而与成形表面208不同。补偿表面214与互补表面218相反。
滑片206被构造为被固定到铺放工具204。滑片206被构造为被固定到铺放工具204的成形表面208。
外模线210为复合蒙皮212的外表面的期望形状。在固化之前，铺放在成形表面208上的复合材料211具有外模线210。
成形表面208为用于复合蒙皮的未修改的模具表面。补偿表面214被构造为提供用于复合蒙皮(例如复合蒙皮212)的经修改模具表面。补偿表面214由于补偿部220而与成形表面208不同。补偿表面214的其余部分与成形表面208的相应部分相同。
考虑到在固化和冷却期间复合材料211的变形，经修改外模线216不同于外模线210。由于补偿部220，经修改外模线216不同于外模线210。
在固化之前，铺放在成形表面208上的复合材料211具有外模线210。铺放在成形表面208上的复合材料211被固化以形成未经补偿复合蒙皮226。在固化之后，未经补偿复合蒙皮226具有经固化外模线219。未经补偿复合蒙皮226的经固化外模线219与外模线210不同。在固化和冷却之后复合材料211的变形阻止了未经补偿复合蒙皮226在固化之后具有外模线210。装配之后复合材料211的变形在支撑结构224和未经补偿复合蒙皮226之间形成多个间隙222。
补偿表面214被构造成为在支撑结构224和未经补偿复合蒙皮226之间的多个间隙222提供补偿部220。未经补偿复合蒙皮226包括被铺放在成形表面208上并被固化的复合材料211。在未经补偿复合蒙皮226与支撑结构224的装配期间产生多个间隙222。由于未经补偿复合蒙皮226的与固化相关的变形，在支撑结构224和未经补偿复合蒙皮226之间存在多个间隙222。
补偿表面214包括被构造为提供补偿部220的厚度差227。在一些例示性示例中，厚度差227包括峰228或谷230中的至少一者。峰228包括具有比滑片206的均匀厚度248更大的厚度的滑片206的独立区域。谷230包括具有比滑片206的均匀厚度248更小的厚度的滑片206的独立区域。
在一些例示性示例中，考虑到滑片206的成本、滑片206的可运输性、滑片206的期望强度、厚度差227的期望值、复合蒙皮212的期望制造时间或其他制造特性中的至少一者来选择均匀厚度248。例如，均匀厚度248足够大以适应厚度差227。作为另一个示例，均匀厚度248被选择为使得将滑片206加热到复合蒙皮212的加工温度不会在制造时间方面不合需要地增加大量时间。增加均匀厚度248增加了将滑片206加热到高温的时间。在一些例示性示例中，均匀厚度248被选择成降低材料成本。增加均匀厚度248会增加滑片206的成本。在一些例示性示例中，均匀厚度818在0.25英寸至0.50英寸的范围内。
在一些例示性示例中，厚度差227包括斜面231。斜面231为带有渐变非均匀252厚度的区域。在一些例示性示例中，斜面231从滑片206的均匀厚度248增加厚度236。在一些例示性示例中，斜面231从滑片206的均匀厚度248减小厚度236。
在一些例示性示例中，厚度差227在0.005英寸至0.250英寸的范围232内。在一些例示性示例中，厚度差227高达0.050英寸。在一些例示性示例中，厚度差227在0.0050英寸至0.050英寸的范围232内。在一些例示性示例中，厚度差227在0.050英寸至0.150英寸的范围232内。
在一些例示性示例中，范围232被构造为使得补偿部220足以去除多个间隙222中的至少一半。在一些例示性示例中，范围232被构造为使得补偿部220足以去除在未经补偿复合蒙皮226的所需区域中的多个间隙222中的间隙。例如，在一些例示性示例中，当未经补偿复合结构234为飞机的机翼时，范围232被构造为使得补偿部220足以去除位于未经补偿复合蒙皮226的前缘和后缘上的多个间隙222中的间隙。
在一些例示性示例中，补偿部220可以包括总体厚度减小。例如，补偿部220可以包括滑片206的随着从滑片206的中心朝向第一部分238或第二部分240中的至少一者移动的厚度236减小。
在一些例示性示例中，第一部分238具有长度242。在一些例示性示例中，滑片206的厚度236在长度242上减小。在一些例示性示例中，滑片206的厚度236在长度242上减小约0.050英寸。
在一些例示性示例中，第二部分240具有长度244。在一些例示性示例中，滑片206的厚度236在长度244上减小。在一些例示性示例中，滑片206的厚度236在长度244上减小约0.050英寸。在这些例示性示例中，长度244可以为斜面231。
在一些例示性示例中，厚度差227存在于补偿表面214的第一部分238和第二部分240中。在一些例示性示例中，第一部分238和第二部分240由补偿表面214的第三部分246分开。在这些例示性示例中，第三部分246具有均匀厚度248。
在一些例示性示例中，第三部分246与铺放工具204的成形表面208的相应部分相同。在这些例示性示例中，第一部分238和第二部分240与铺放工具204的成形表面208的对应部分不同。
由于补偿表面214的原因，滑片206具有非均匀横截面250。由于补偿部220的原因，第一部分238和第二部分240中的厚度236为非均匀252的。
复合蒙皮212的第一部分254为被铺放在滑片206的第一部分238上的复合材料211。复合蒙皮212的第二部分256为被铺放在滑片206的第二部分240上的复合材料211。在一些例示性示例中，当复合蒙皮212为机翼蒙皮258时，第一部分254采取前缘260的形式。在一些例示性示例中，当复合蒙皮212为机翼蒙皮258时，第二部分256采取后缘262的形式。
在一些例示性示例中，补偿表面214被构造为减小前缘260和后缘262的间隙。在这些例示性示例中，第一部分238和第二部分240被定位在滑片206的边缘处。
在支撑结构266和在滑片206上形成的复合蒙皮212之间的多个间隙264具有比在支撑结构224和在铺放工具204的成形表面208上形成的未经补偿复合蒙皮226之间的多个间隙222更少量的间隙。补偿表面214被构造为减少垫片268的量，从而提供对支撑结构224和未经补偿复合蒙皮226之间的多个间隙222的补偿。补偿表面214被构造为使得用于复合蒙皮212的多个间隙264的垫片270的量比用于未经补偿复合蒙皮226的多个间隙222的垫片268的量具有更少的垫片。
在固化之前，铺放在补偿表面214上的复合材料211具有经修改外模线216。铺放在补偿表面214上的复合材料211被固化以形成复合蒙皮212。
在固化之后，复合蒙皮212具有经固化外模线271。复合蒙皮212的经固化外模线271不同于经修改外模线216。在固化和冷却之后复合材料211的变形阻止了复合蒙皮212在固化之后具有经修改外模线216。
经修改外模线216被构造为调节复合蒙皮212的角位移272。复合蒙皮212为被铺放在补偿表面214上并被固化的复合材料211。角位移272由化学和机械因素引起，例如固化和冷却期间的热膨胀和化学收缩。由于角位移272，经固化外模线219与设计形状276的外模线210不同。由于角位移272，经固化形状274不同于包括外模线210的设计形状276。由于角位移272，经固化形状274的经固化外模线271也不同于经修改外模线216。在复合蒙皮212中，经固化形状274和设计形状276之间的差异通过由装配工具280施加的真空278来修改。
在固化之后，使用真空278将复合蒙皮212保持在装配工具280上。装配工具280使用真空278将可允许的力施加到复合蒙皮212。复合蒙皮212被连接到支撑结构266，同时复合蒙皮212被保持在装配工具280上。复合蒙皮212被连接到支撑结构266以形成复合结构281。在释放复合蒙皮212上的真空278之后，力282被传递到紧固件283和支撑结构266，支撑结构266包括翼梁284和加强筋286。真空278施加可允许的载荷，使得紧固件283上的力282为可接受的值。
在固化之后，使用真空278将未经补偿复合蒙皮226保持在装配工具280上。装配工具280使用真空278将可允许的力施加到未经补偿复合蒙皮226。未经补偿复合蒙皮226被连接到支撑结构224，同时未经补偿复合蒙皮226被保持在装配工具280上。在释放未经补偿复合蒙皮226上的真空278之后，在未经补偿复合蒙皮226与支撑结构224之间存在多个间隙222。一定量的垫片268被定位在装配未经补偿复合结构234期间产生的多个间隙222内。补偿表面214被构造为使得用于复合蒙皮212的多个间隙264的垫片270的量比用于未经补偿复合蒙皮226的多个间隙222的垫片268的量具有更少的垫片。
在一些例示性示例中，补偿表面214被构造为在装配期间消除在复合蒙皮212的第一部分254与支撑结构266之间高达0.10英寸的间隙。在一些例示性实例中，在向复合蒙皮212的第一部分254施加达最大可允许的力之后，间隙被消除。在这些例示性示例中，达最大允许力的力由装配工具280的真空278提供。
为了设计滑片206，确定未经补偿复合结构234的多个间隙222。为了设计滑片206，复合材料211可以被物理地铺放在铺放工具204的成形表面208上且被固化以形成未经补偿复合蒙皮226。在另一些例示性示例中，例如铺放复合材料211且固化以形成未经补偿复合蒙皮226的制造步骤在仿真中执行。在成形表面208上铺放复合材料211之后，复合材料211被固化以形成未经补偿复合蒙皮226。在固化之后，通过装配工具280将最大可允许的力施加到未经补偿复合蒙皮226上。最大可允许的力由真空278施加。
在未经补偿复合蒙皮226被装配工具280保持的同时，测量未经补偿复合蒙皮226的内模线288。内模线288为未经补偿复合蒙皮226的接触支撑结构224的表面。基于未经补偿复合蒙皮226的内模线288与设计形状276之间的差异来设计补偿表面214的厚度差227。更具体地，可以基于未经补偿复合蒙皮226的内模线288与设计形状276的内模线之间的差异来设计补偿表面214的厚度差227。设计补偿表面214的厚度差227考虑了树脂特性以及复合材料211的固化和冷却的热力学。
在未经补偿复合结构234中，在未经补偿复合蒙皮226与支撑结构224之间存在多个间隙222。支撑结构224包括翼梁290和加强筋291。紧固件292将未经补偿复合蒙皮226连接到支撑结构224。当紧固件292具有力294时存在多个间隙222。力294为可允许的力。力294的可允许值考虑了翼梁290、加强筋291或未经补偿复合蒙皮226中的至少一者的材料、设计、制造公差或其他所需特性中的至少一者。
制造滑片206比制造铺放工具204花费更少的时间。在一些例示性示例中，铺放工具204可以由材料296精密铣削而得。材料296可以采取任何所需的形式。在一些例示性示例中，材料296为金属。
滑片206可以由任何所需材料形成。在一些例示性示例中，基于任何所需材料特性来选择材料297，所述材料特性例如强度、刚度、反应性、最大可允许温度或任何其他所需材料特性。在一些例示性示例中，滑片206的材料297为金属。当材料297为金属时，滑片206可以通过使用任何所需制造工艺(例如机加工、铣削或其他所需工艺)来形成。
在一些例示性示例中，滑片206的材料297为复合材料。在一些例示性示例中，可以通过铺放并固化复合材料(材料297)以形成具有补偿表面214的滑片206来制造滑片206。在一些例示性示例中，可以通过铺放、固化和铣削复合材料(材料297)以形成具有补偿表面214的滑片206来制造滑片206。
在材料297为复合材料的一些例示性示例中，创建具有互补表面218的复合板298。互补表面218与铺放工具204的成形表面208互补。在所述复合板中形成厚度差227以形成滑片206的与互补表面218相反的补偿表面214。
复合板298通过铺放复合材料而形成。在一些例示性示例中，当创建复合板298时，在复合板298中形成厚度差227。在这些例示性示例中，在固化复合板298之前形成厚度差227。例如，铺放复合材料以形成复合板298也形成厚度差227。在铺放复合材料以形成复合板298之后，复合板298被固化以形成滑片206。
在其他例示性示例中，复合板298在形成厚度差227之前被固化。在这些例示性示例中，在固化之后，在复合板298的表面中铣削出或以其他方式形成厚度差227。
滑片206局部补偿复合蒙皮212中的与固化相关的变形。复合蒙皮212中的与固化相关的变形通过将复合材料211铺放在滑片206的补偿表面214上进行补偿，该补偿表面214被设计为形成与设计形状276不同的经修改外模线216，其中，滑片206被保持抵靠在铺放工具204的成形表面208上，其中，成形表面208被设计为形成设计形状276的外模线210。
图2中的制造环境200的图示并不意味着暗示对可以实现例示性实施例的方式的物理或结构限制。可以使用除了或者代替所示出的部件之外的其他部件。一些部件可能是不必要的。此外，还呈现了这些框来说明一些功能部件。当在例示性示例中实现时，这些框中的一个或多个可以被组合、划分或被组合且划分为不同的框。
例如，补偿表面214可以包括任何所需量的部分。在一些例示性示例中，具有长度244的第二部分240可能不存在。在其他例示性示例中，可以存在补偿表面214的第四部分。厚度差227的类型在第四部分中可以不同于第一部分238或第二部分240的其他部分。
作为另一个示例，补偿表面214可以不被分成多个部分。在该示例中，补偿表面214可以根据需要在整个补偿表面214上具有厚度差227。
作为另一个示例，第一部分254或第二部分256中的至少一者可以不存在于复合蒙皮212中。例如，整个补偿表面214可以根据需要具有厚度差227，并且复合蒙皮212可以被整个地进行补偿。
现在转向图3，描绘了根据例示性实施例的滑片和铺放工具的分解图的图示。制造环境300为图2的制造环境200的物理实施方式。制造环境300包括系统302。系统302为图2的系统202的物理实施方式。
系统302包括铺放工具304和滑片306。铺放工具304具有成形表面308以形成复合材料的外模线。滑片306被构造为被固定到成形表面308。滑片306被构造成为支撑结构和未经补偿复合蒙皮之间的多个间隙提供补偿，其中，未经补偿复合蒙皮包括被铺放在成形表面308上并被固化的复合材料。
成形表面308为用于复合蒙皮的未修改的模具表面。补偿表面310被构造为提供用于复合蒙皮的经修改模具表面。
通过固化被铺放在成形表面308上的复合材料而形成的未经补偿复合蒙皮(未示出)可以使用数千个垫片来填充在未经补偿复合蒙皮(未示出)和支撑结构(未示出)之间的多个间隙。安装所述数千个垫片会增加复合结构的制造时间和制造成本。
在一些例示性示例中，基于复合蒙皮(未示出)的设计形状来设计成形表面308。由于在复合蒙皮的固化和冷却期间树脂的膨胀和收缩，未经补偿复合蒙皮(未示出)的经固化形状与通过成形表面308产生的外模线不同。未经补偿复合蒙皮的经固化形状与设计形状不同。
创建一种新的铺放工具可能会造成不希望的代价。创建铺放工具304可能花费数百万美元。此外，设计、资格认证和制造新的铺放工具可能需要多年的时间。
滑片306具有补偿表面310，该补偿表面310被构造为提供用于复合材料的经修改外模线。补偿表面310由于滑片306的厚度差227而与成形表面308不同。补偿表面310具有补偿部312。补偿部312位于滑片306上，以减少当将允许的力施加到由铺放在滑片306上的复合材料形成的复合蒙皮时存在的间隙的量。
在一些例示性示例中，补偿部312具有0.005英寸至0.250英寸的范围。在一些例示性示例中，补偿部312高达0.050英寸。在一些例示性示例中，补偿部312具有0.0050英寸至0.050英寸的范围。在一些例示性示例中，补偿部312具有0.050英寸至0.150英寸的范围。
现在转到图4，描绘了根据例示性实施例的固定到铺放工具的滑片的透视图的图示。在制造环境300的视图400中，滑片306已经被固定到铺放工具304。使用任何所需紧固件将滑片306固定到铺放工具304。在一个例示性示例中，滑片306被螺栓连接到图3所示的成形表面308。在一些例示性示例中，滑片306被密封到铺放工具304，使得不希望的碎屑不会被引入到成形表面308和滑片306之间。
如所描绘的，滑片306完全覆盖成形表面308。为了铺放复合蒙皮，将复合材料铺放在补偿表面310上。
现在转到图5，描绘了根据例示性实施例的固定到铺放工具上的滑片上的复合材料的透视图的图示。在制造环境300的视图500中，复合材料502已经被铺放在滑片306的如图3所示的补偿表面310上。复合材料502将被固化以形成复合蒙皮。复合蒙皮将具有与由铺放在铺放工具304的成形表面308上的复合材料形成的未经补偿复合蒙皮不同的经固化形状。
如所描绘的，在固化复合材料502之前复合加强件504被定位在复合材料502上。在该例示性示例中，复合加强件504和复合材料502被共固化以便在固化复合材料502的同时将复合加强件504粘合到复合材料502。
虽然示出了复合加强件504，但是在一些例示性示例中，复合加强件504在固化之前可能不存在。在一些例示性示例中，复合材料502可以在没有复合加强件504的情况下被固化。复合材料502可以具有任何所需大小、形状或厚度。图5中的复合材料502的描绘仅是图2的复合材料211的物理实施方式的一个非限制性描绘。
现在转到图6，描绘了根据例示性实施例的固定到铺放工具的滑片的横截面视图的图示。视图600为铺放工具604上的滑片602的横截面视图。视图600可以是沿着滑片602上的任何点。
滑片602为图2的滑片206的物理实施方式。在一些例示性示例中，滑片602的视图600为上述图3至图5中的滑片306的视图。例如，视图600可以为如图6所标记的框内并且沿着标记为6-6的线的视图。在其他例示性示例中，滑片602为除滑片306之外的滑片的物理实施方式。
在系统606的视图600中，由厚度差610形成的补偿部608是可见的。在一些例示性示例中，厚度差610仅在滑片602的指定部分内。例如，可以在被指定为具有厚度差610的部分，例如图2的第一部分238或第二部分240内取得视图600。在该示例中，滑片602的在视图600之外的至少一部分将具有均匀厚度。在另一个示例中，滑片602的所有补偿表面612均可以具有厚度差610。
在一些例示性示例中，厚度差610在0.005英寸至0.250英寸的范围内。在一些例示性示例中，厚度差610高达0.050英寸。在一些例示性示例中，厚度差610在0.0050英寸至0.050英寸的范围内。在一些例示性示例中，厚度差610在0.050英寸至0.150英寸的范围内。
如所描绘的，补偿表面612包括被构造为提供补偿部608的厚度差610，该厚度差610包括峰614和谷616。峰614和谷616可以具有任何所需高度。在一些例示性示例中，峰614和谷616可以具有高达0.25英寸的高度。
如所描绘的，滑片602的互补表面618接触铺放工具604的成形表面620。如所描绘的，厚度差610包括在成形表面620和补偿表面612之间的差异。
现在转到图7，描绘了根据例示性实施例的滑片的等距视图的图示。滑片700为图2的滑片206的物理实施方式。滑片700可以在图3的制造环境300内使用。
滑片700具有补偿表面702。补偿表面702被构造为提供用于复合蒙皮的经修改模具表面。补偿表面702被构造为提供用于复合材料的经修改外模线。
补偿表面702包括被构造为提供补偿部704的厚度差。在一些例示性示例中，厚度差在0.005英寸至0.250英寸的范围内。在一些例示性示例中，厚度差高达0.050英寸。在一些例示性示例中，厚度差在0.0050英寸至0.050英寸的范围内。在一些例示性示例中，厚度差在0.050英寸至0.150英寸的范围内。
在该例示性示例中，由厚度差产生的补偿部704存在于补偿表面702的第一部分706和第二部分708中。第一部分706和第二部分708被补偿表面702的第三部分710分开。在一些例示性示例中，第三部分710具有均匀厚度。
第一部分706具有宽度712。第二部分706具有宽度714。
滑片700仅为滑片206的物理实施方式的一个非限制性示例。在一些例示性示例中，第二部分708可能不存在。在其他例示性示例中，厚度差可以不限于指定部分。在一些例示性示例中，根据需要，所有补偿表面702具有厚度差。在其他例示性示例中，第一部分706或第二部分708中的至少一者具有不同的形状或大小。在一些例示性示例中，可以存在补偿表面702的其他未示出的部分。
现在转到图8，描绘了根据例示性实施例的固定到铺放工具的滑片上的复合蒙皮的横截面视图的图示。视图800为铺放在铺放工具807顶部上的滑片806的补偿表面804上的复合材料802的横截面视图。视图800沿着滑片806的边缘812。
滑片806为图2的滑片206的物理实施方式。在一些例示性示例中，视图800为制造环境300的横截面视图，其中，复合材料502被铺放在滑片306的补偿表面310(如图3所示)上。例如，视图800可以为如图8所标记的框内并且沿着标记为8-8的线的视图。在其他例示性示例中，滑片806为除滑片306之外的滑片的物理实施方式。
在一些例示性示例中，滑片806可以与图7的滑片700相同。例如，带有第一部分808和第三部分810的滑片806的视图800可以为图7的滑片700的第一部分706和第三部分710的一部分的视图。在其他例示性示例中，滑片806可以为不同于图7的滑片700的滑片。
补偿表面804被构造为提供用于形成复合蒙皮的经修改模具表面。补偿表面804被构造为提供用于复合材料802的经修改外模线。
如所描绘的，滑片806具有第一部分808和第三部分810。第一部分808在厚度上随着从第三部分810向滑片806的边缘812移动而减小。如所描绘的，第一部分808随着在方向814上移动而逐渐减小厚度。在视图800中，由厚度差816形成的补偿部815是可见的。在该例示性示例中，厚度差816采取斜面817的形式。
第三部分810具有均匀厚度818。在一些例示性示例中，均匀厚度818被构造为使得滑片206的第三部分810与铺放工具807的成形表面820的一部分基本相同。在一些例示性示例中，均匀厚度818在0.25英寸至0.50英寸的范围内。在一些例示性示例中，均匀厚度818约为四分之一英寸。在一些例示性示例中，第一部分808在厚度上从约四分之一英寸减小到约十分之一英寸。
如所描绘的，滑片806的互补表面822接触铺放工具807的成形表面820。如所描绘的，厚度差816包括成形表面820和补偿表面804之间的差异。
现在转到图9，描绘了根据例示性实施例的装配工具上的未经补偿复合结构的横截面视图的图示。视图900为装配工具904上的未经补偿复合结构902的横截面视图。未经补偿复合结构902为图2的未经补偿复合结构234的物理实施方式。装配工具904为图2的装配工具280的物理实施方式。
未经补偿复合结构902包括未经补偿复合蒙皮906和支撑结构908。支撑结构908包括翼梁910和加强筋912。未经补偿复合蒙皮906为图2的未经补偿复合蒙皮226的物理实施方式。未经补偿复合蒙皮906由铺放在铺放工具的成形表面(例如图2的铺放工具204的成形表面208)上的复合材料形成。
如所描绘的，视图900为剖视图。未经补偿复合蒙皮906、支撑结构908和装配工具904中的每者均具有例示性的剖切边缘。未经补偿复合蒙皮906、支撑结构908和装配工具904中的每者可以比所描绘的进一步延伸。
在铺放和固化复合材料以形成未经补偿复合蒙皮906之后，将未经补偿复合蒙皮906固定在装配工具904上。装配工具904施加真空以保持未经补偿复合蒙皮906。装配工具904使用真空将可允许的力施加到未经补偿复合蒙皮906。装配工具904施加最大可允许的力。
在未经补偿复合蒙皮906被保持在装配工具904上的同时，未经补偿复合蒙皮906被连接到支撑结构908。在释放未经补偿复合蒙皮906上的真空之后，载荷被传递到紧固件和支撑结构908。
在视图900中，间隙914存在于未经补偿复合蒙皮906和翼梁910之间。由于在固化期间和固化之后未经补偿复合蒙皮906的角变形而产生间隙914。当最大可允许的上拉力被施加到未经补偿复合结构902的紧固件(未示出)和加强筋912时存在间隙914。
间隙914为图2的多个间隙222中的一个的物理实施方式。随着未经补偿复合蒙皮906被连接到支撑结构908，在装配期间产生间隙914。
装配工具904为装配系统的非限制性描述。视图900为装配工具904的一部分的横截面视图。视图900不显示整个装配工具904。视图900仅显示接触未经补偿复合蒙皮906的装配工具904的单个表面。尽管在视图900中不可见，但装配工具904可以包括具有任何期望大小和任何期望形状的任何期望数量的表面。将考虑到复合蒙皮212的设计形状276来设计图2的装配工具280的物理实施方式。
在一些例示性示例中，仅部分未经补偿复合蒙皮906接触装配工具904。在一些例示性示例中，仅未经补偿复合蒙皮906的外围接触装配工具904。在其他例示性示例中，
在一些例示性示例中，装配工具904可以包括多个部件，所述多个部件中的每个部件与其他部件分开并且均提供接触未经补偿复合蒙皮906的相应表面。在一些例示性示例中，所述多个部件可以在纸面内外被分开。在一些例示性示例中，附加的装配工具(未示出)可以在装配期间保持支撑结构908。
现在转到图10，描绘了根据例示性实施例的装配工具上的未经补偿复合结构的横截面视图的图示。视图1000为图9的框10内的视图。
在视图1000中更清楚地看到间隙914。不希望在未经补偿复合蒙皮906和翼梁910之间具有间隙914。在装配期间，一定数量的垫片(未示出)将被放置在未经补偿复合蒙皮906和翼梁910之间。如本文所使用的，“一定数量”是指一个或多个物项。因此，一定数量的垫片是指一个或多个垫片。视图1000为横截面视图。未经补偿复合蒙皮906和翼梁910之间的间隙914可以沿着未经补偿复合蒙皮906的边缘1002在纸面内外延伸。一定数量的垫片(未示出)可以在纸面内外沿着边缘1002和翼梁910的其余部分被放置。
在装配期间，一定数量的垫片(未示出)将被放置在未经补偿复合蒙皮906和加强筋912之间。由于厚度差产生间隙1004。通过翼梁910相对于未经补偿复合蒙皮906设计和放置可以减少或消除间隙1004。
所述一定数量的垫片(未示出)的放置将花费不希望的时间量并产生不希望的制造成本。间隙914和间隙1004的识别可用于补偿未来复合蒙皮中的间隙。
例如，间隙914的位置或间隙914的大小中的至少一者可用于设计滑片，例如图2的滑片206。可以将滑片(例如图2的滑片206)设计成补偿由铺放在滑片上的复合材料形成的未来复合蒙皮中的间隙914。
如所描绘的，未经补偿复合结构902为图2中的未经补偿复合结构234的物理实施方式。在其他例示性示例中，未经补偿复合结构902为图2中的未经补偿复合结构234的模拟实施方式。通过模拟未经补偿复合结构902而不是物理地/实物地(physically)铺放并固化复合材料来形成未经补偿复合蒙皮906并装配成未经补偿复合结构902，可以降低制造成本。通过模拟未经补偿复合结构902而不是物理地铺放且固化复合材料来形成未经补偿复合蒙皮906并装配成未经补偿复合结构902，可以缩短设计滑片的时间。
如所描述的，未经补偿复合结构902为图2中的未经补偿复合结构234的物理实施方式，其由铺放在铺放工具的成形表面上的复合材料211形成。在一些其他例示性示例中，未经补偿复合结构902为位于滑片(例如图2的滑片206)的中间设计上的复合结构281的模拟实施方式。通过模拟未经补偿复合结构902，可以在没有物理地构造滑片的情况下测试滑片(例如滑片206)的设计。
现在转到图11，描绘了根据例示性实施例的装配工具上的复合结构的横截面视图的图示。视图1100为装配工具1104上的复合结构1102的横截面视图。复合结构1102为图2的复合结构281的物理实施方式。装配工具1104为图2的装配工具280的物理实施方式。
复合结构1102包括复合蒙皮1106和支撑结构1108。支撑结构1108包括翼梁1110和加强筋1112。复合蒙皮1106为图2的复合蒙皮212的物理实施方式。复合蒙皮1106由铺放在滑片的补偿表面(例如图2的滑片206的补偿表面214)上的复合材料形成。
在铺放且固化复合材料以形成复合蒙皮1106之后，将复合蒙皮1106固定在装配工具1104上。装配工具1104施加真空以保持复合蒙皮1106。装配工具1104使用真空将可允许的力施加到复合蒙皮1106。
在复合蒙皮1106被保持在装配工具1104上的同时，复合蒙皮1106被连接到支撑结构1108。在释放复合蒙皮1106上的真空之后，载荷被传递到紧固件和支撑结构1108。
在视图1100中，虽然未经补偿复合蒙皮906和复合蒙皮1106具有基本相同的设计，但复合蒙皮1106和翼梁1110之间不存在间隙。通过铺放复合材料以在滑片的补偿表面上而不是在铺放工具的成形表面上形成复合蒙皮1106，图9中所示的间隙914已被消除。如所描绘的，当高达最大可允许的上拉力被施加到复合结构1102的紧固件(未示出)和加强筋1112时，不存在间隙。
装配工具1104为装配系统的非限制性描述。视图1100为装配工具1104的一部分的横截面视图。视图1100不显示整个装配工具1104。视图1100仅显示接触复合蒙皮1106的装配工具1104的单个表面。尽管在视图1100中不可见，但装配工具1104可以包括具有任何期望大小和任何期望形状的任何期望数量的表面。将考虑到复合蒙皮212的设计形状276来设计图2的装配工具280的物理实施方式。
在一些例示性示例中，装配工具1104可以包括多个部件，所述多个部件中的每个部件与其他部件分开并且均提供接触复合蒙皮1106的相应表面。在这些例示性示例中，所述多个部件可以在纸面内外被分开。
图1和图3至图11所示的不同部件可以与图2中的部件组合使用、与图2中的部件一起使用或者两者的结合。另外，图1和图3至图11中的一些部件可以为图2中以框图形式示出的部件如何可以实现为物理结构的例示性示例。
现在转向图12，描绘了根据例示性实施例的用于形成滑片的方法的流程图的图示。方法1200可以用于形成图2的滑片206。方法1200可以用于形成图3的滑片306。方法1200可以用于形成图6的滑片602。
方法1200创建具有互补表面的复合板，其中，该互补表面与铺放工具的成形表面互补，该成形表面被构造为形成复合材料的外模线(操作1202)。方法1200在复合板中形成厚度差以形成滑片的与互补表面相反的补偿表面，其中，该补偿表面被构造为提供复合材料的经修改外模线，并且其中，该补偿表面由于滑片的厚度差而不同于成形表面(操作1204)。之后，该过程终止。
在一些例示性实例中，形成厚度差包括在复合板中切割出峰和谷。在一些例示性示例中，形成厚度差包括在补偿表面的第一部分或第二部分中的至少一者中形成厚度差，其中，该补偿表面的第三部分具有均匀厚度。
使用方法1200形成的滑片为可重复使用的制造部件。在一些例示性示例中，使用方法1200形成的滑片可以重复用来形成复合蒙皮，例如图2的复合蒙皮212。可以根据方法1200制造由于设计更改而导致的替换滑片。
现在转向图13，描绘了根据例示性实施例的用于形成复合蒙皮的方法的流程图的图示。方法1300可以用来形成图2的复合蒙皮212。方法1300可用于使用图3的滑片306形成复合蒙皮。方法1300可用于使用图7的滑片700形成复合蒙皮。方法1300使用滑片，例如使用图12的方法1200创建的滑片。
方法1300通过在经设计以形成不同于设计形状的经修改外模线的滑片的补偿表面上铺放复合材料来局部补偿复合蒙皮中与固化相关的变形，其中，滑片被保持抵靠铺放工具的成形表面，其中，该成形表面被设计为形成设计形状的外模线(操作1302)。之后，该方法终止。
在不同的所描绘的例示性示例中的流程图和框图图示了实施例中的设备和方法的一些可能实施方式的架构、功能和操作。在这方面，流程图或框图中的每个框可以表示模块、段、功能和/或操作或步骤的一部分。
在例示性实施例的一些替代实施方式中，框中提到的一个或多个功能可以不按照附图中指出的顺序发生。例如，在一些情况下，取决于所涉及的功能，连续示出的两个框可以基本上同时执行或者框有时可以以相反的顺序执行。而且，除了流程图或框图中的所示框之外，还可以添加其他框。
例如，方法1200还可以包括将滑片固定到铺放工具，使得互补表面接触铺放工具的成形表面。在一些示例中，方法1200还包括在铺放工具的成形表面上铺放未经补偿复合蒙皮、固化未经补偿复合蒙皮、在固化之后通过装配工具施加高达最大可允许的力至未经补偿复合蒙皮、在未经补偿复合蒙皮被装配工具保持的同时测量该未经补偿复合蒙皮的内模线以及基于未经补偿复合蒙皮的内模线与设计形状之间的差异来设计补偿表面的厚度差。
在一些例示性示例中，在方法1200中，设计补偿表面的厚度差考虑了树脂特性以及用于复合材料的固化和冷却的热力学。在一些例示性示例中，方法1200还包括执行以下项的模拟：在铺放工具的成形表面上铺放复合材料、固化复合材料以形成未经补偿复合蒙皮、附接支撑结构并且在固化之后通过装配工具向未经补偿复合蒙皮施加高达最大可允许的力；在模拟由装配工具保持的未经补偿复合蒙皮期间确定该未经补偿复合蒙皮的内模线；以及基于模拟的未经补偿复合蒙皮的内模线与设计形状之间的差异来创建滑片的设计。
在一些另外的例示性示例中，方法1200还包括执行以下项的模拟：将复合材料铺放在滑片的补偿表面上、固化复合材料以形成复合蒙皮以及在固化之后通过装配工具向复合蒙皮施加高达最大可允许的力；在模拟由装配工具保持的复合蒙皮期间确定复合蒙皮的内模线；并且基于所述模拟修改滑片的设计，其中，基于所述滑片的设计在所述复合板中形成厚度差。
在一些例示性示例中，方法1300还包括固化滑片上的复合材料以形成复合蒙皮，其中，该复合蒙皮具有不同于经修改外模线的经固化外模线。在一些例示性示例中，经固化外模线为复合蒙皮的经固化形状的一部分，并且方法1300还包括在固化之后通过装配工具向复合蒙皮施加高达最大可允许的力以减小在经固化形状和设计形状之间的角度差。
本公开的例示性实施例可以在如图14中所示的飞机制造和使用方法1400以及在图15中所示的飞机1500的背景下进行描述。首先转向图14，描绘了根据例示性实施例的飞机制造和使用方法的图示。在预生产期间，飞机制造和使用方法1400可以包括图15中的飞机1500的规格和设计1402以及材料采购1404。
在生产期间，进行飞机1500的部件和子组件制造1406和系统集成1408。之后，飞机1500可以经过认证和交付1410以便投入使用1412。在客户使用1412期间，飞机1500被安排日常维护和保养1414，日常维护和保养1414可以包括修改、重新配置、翻新或其他维护和保养。
飞机制造和使用方法1400中的每个过程可以由系统集成商、第三方和/或运营商执行或完成。在这些示例中，运营商可以为客户。出于描述的目的，系统集成商可以包括但不限于任何数量的飞机制造商和主系统分包商；第三方可以包括但不限于任何数量的供货商、分包商和供应商；并且运营商可以为航空公司、租赁公司、军事实体、服务机构等等。
现在参考图15，描绘了可以实现例示性实施例的飞机的图示。在该示例中，飞机1500通过图14的飞机制造和使用方法1400生产，并且可以包括带有多个系统1504和内部1506的机身1502。系统1504的示例包括推进系统1508、电气系统1510、液压系统1512和环境系统1514中的一者或多者。可以包括任何数量的其他系统。虽然示出了航空航天示例，但是不同的例示性实施例可以应用于其他行业，例如汽车行业。
可以在飞机制造和使用方法1400的至少一个阶段期间采用本文实施的设备和方法。如本文所使用的，当与项目列表一起使用时，短语“中的至少一个”意味着可以使用所列项目中的一个或多个的不同组合，并且可能仅需要列表中的每个项目中的一个。换句话说，“中的至少一个”意味着项目的任意组合，并且可以使用来自列表的任意数量的项目，而不是需要列表中的所有项目。该项目可以为特定的对象、事物或类别。
例如，“项目A、项目B或项目C中的至少一者”可以包括但不限于：项目A；项目A和项目B；或项目B。该示例还可以包括：项目A、项目B和项目C；或项目B和项目C。当然，可能存在这些项目的任何组合。在其他示例中，“中的至少一个”可以为例如但不限于两个项目A、一个项目B和十个项目C；四个项目B和七个项目C；或其他合适的组合。
在图14的部件和子组件制造1406、系统集成1408或维护和保养1414中的至少一者期间，可以使用一个或多个例示性实施例。例如，图2的系统202可以在部件和子组件制造1406期间用来铺放图2的复合蒙皮212。在图13的方法1300之后在部件和子组件制造1406期间，图2的复合蒙皮212可以连接到图2的支撑结构266。
图2的复合蒙皮212可以在系统集成1408期间连接到飞机1500。图2的系统202可用于形成在图14的维护和保养1414期间使用的替换部件。例如，系统202可以加工复合蒙皮212以形成在图14的维护和保养1414期间使用的替换部件。图2的支撑结构266可以为机身1502的至少一个部件。
例示性实施例提供了用于校正大型复合机翼结构中的变形的系统。在该系统中，心轴包括初始设计表面。滑片为经机加工层，其包括提供用于校正大型复合机翼结构的固化周期期间的变形的预测力的特征。
在一些例示性示例中，滑片由搁置在铺放工具/心轴上的薄(例如，0.25英寸厚)碳纤维插入物组成，该薄碳纤维插入物与铺放工具的一些部分中的铺放工具形状相同。在一些例示性示例中，除了靠近蒙皮的前缘和后缘的最接近的6-12英寸之外，滑片具有与铺放工具相同的形状。
在滑片的局部区域中，形状已经被稍微补偿以考虑在与支撑结构装配期间在可允许的上拉载荷已施加到复合蒙皮上之后留下的0.030至0.080英寸的间隙。
如在例示性示例中所述使用滑片具有许多益处。在铺放工具的制造周期期间，飞机机翼的规格/设计能够改变。修改或更换滑片比重新制作整个工具更容易。
与重新制作整个铺放工具相比，重新制作滑片也是更低成本的替代方案。重新制作滑片也比重新制作整个铺放工具更快。滑片比铺放工具复杂性更低。滑片形状可以具有与成形工具相同或相似的索引特征和其他工程/设计特征。在其他例示性示例中，因为滑片被连接到成形工具，所以成形工具的索引特征可以被定位、检查并被用于制造过程。
滑片被设计为仅校正由于固化产生的角位移。滑片不被设计为修正由于厚度变化产生的间隙。在一些例示性示例中，角位移约为0.030至0.080。例示性示例呈现了一种存在于铺放工具和部件之间的浅插入物。
此外，本公开包括如以下列举的条款中所述的实施例：
条款1.一种系统，包括：带有经设计以形成用于复合材料的外模线的成形表面的铺放工具；以及滑片，所述滑片具有被构造为提供用于所述复合材料的经修改外模线的补偿表面和被构造为搁置在所述成形表面上的互补表面，其中，所述补偿表面由于所述滑片的厚度差而与所述成形表面不同，并且其中，所述补偿表面与所述互补表面相反。
条款2.根据条款1所述的系统，其中，所述补偿表面被构造为提供对支撑结构和未经补偿复合蒙皮之间的多个间隙的补偿，其中，所述未经补偿复合蒙皮包括铺放在所述成形表面上且被固化的复合材料。
条款3.根据条款2所述的系统，其中，所述补偿表面包括被构造为提供所述补偿的厚度差。
条款4.根据条款3所述的系统，其中，所述厚度差包括具有在0.050英寸至0.150英寸范围内的高度的峰和谷。
条款5.根据条款3所述的系统，其中，所述厚度差存在于所述补偿表面的第一部分和第二部分中，并且其中，所述第一部分和所述第二部分由所述补偿表面的第三部分分开，其中，所述第三部分具有均匀厚度。
条款6.根据条款5所述的系统，其中，所述第三部分与所述铺放工具的所述成形表面的相应部分相同，并且其中，所述第一部分和第二部分不同于所述铺放工具的成形表面的对应部分。
条款7.根据条款2所述的系统，其中，所述补偿表面被构造为减少提供对所述支撑结构与所述未经补偿复合蒙皮之间的所述多个间隙进行补偿的垫片的量。
条款8.根据条款1所述的系统，其中，所述滑片具有非均匀/非一致横截面。
条款9.根据条款1所述的系统，其中，所述经修改外模线被构造为调节所述复合蒙皮的角位移，其中，所述复合蒙皮为铺放在所述补偿表面上且被固化的复合材料。
条款10.根据条款1所述的系统，其中，所述补偿表面被构造为消除在装配期间在复合蒙皮的第一部分和支撑结构之间高达0.10英寸的间隙，其中，所述复合蒙皮为铺放在所述补偿表面上且被固化的复合材料。
条款11.根据条款10所述的系统，其中，在向所述复合蒙皮的第一部分施加高达最大可允许的力之后，所述间隙被消除。
条款12.一种方法，包括：创建具有互补表面的复合板，其中，所述互补表面与铺放工具的成形表面互补，所述成形表面被构造为形成复合材料的外模线；并且在所述复合板中形成厚度差以形成滑片的与所述互补表面相反的补偿表面，其中，所述补偿表面被构造为提供所述复合材料的经修改外模线，并且其中，所述补偿表面由于所述滑片的厚度差而不同于所述成形表面。
条款13.根据条款12所述的方法，其中，形成所述厚度差包括在所述复合板中切割出峰和谷。
条款14.根据条款12所述的方法还包括：将所述滑片固定到所述铺放工具上，使得所述互补表面接触所述铺放工具的成形表面。
条款15.根据条款12所述的方法还包括：在所述铺放工具的成形表面上铺放复合材料；固化所述复合材料以形成未经补偿复合蒙皮；在固化之后通过装配工具向未经补偿复合蒙皮施加高达最大可允许的力；在所述未经补偿复合蒙皮被所述装配工具保持的同时，测量所述未经补偿复合蒙皮的内模线；并且基于所述未经补偿复合蒙皮的内模线与设计形状之间的差异来设计所述补偿表面的厚度差。
条款16.根据条款12所述的方法还包括：执行以下模拟：在所述铺放工具的成形表面上铺放复合材料、固化所述复合材料以形成未经补偿复合蒙皮并且在固化之后通过装配工具向所述未经补偿复合蒙皮施加最大可允许的力；在由所述装配工具保持的所述未经补偿复合蒙皮的模拟期间，确定所述未经补偿复合蒙皮的内模线；并且基于模拟的未经补偿复合蒙皮的内模线与设计形状之间的差异来创建用于所述滑片的设计。
条款17.根据条款16所述的方法，其中，用于所述滑片的所述设计考虑了用于所述未经补偿复合蒙皮的所述复合材料的树脂特征以及固化和冷却的热力学。
条款18.根据条款16所述的方法还包括：执行以下模拟：将复合材料铺放在所述滑片的补偿表面上、固化所述复合材料以形成复合蒙皮并且在固化之后通过装配工具向所述复合蒙皮施加高达最大可允许的力；在由所述装配工具保持的所述复合蒙皮的模拟期间确定所述复合蒙皮的内模线；并且基于所述模拟修改用于所述滑片的设计，其中，基于用于所述滑片的所述设计在所述复合板中形成所述厚度差。
条款19.根据条款12所述的方法，其中，形成厚度差包括在所述补偿表面的第一部分或第二部分中的至少一者中形成厚度差，其中，所述补偿表面的第三部分具有均匀厚度。
条款20.一种方法，包括：通过在经设计以形成不同于设计形状的经修改外模线的滑片的补偿表面上铺放复合材料来局部补偿复合蒙皮中与固化相关的变形，其中，所述滑片被保持抵靠铺放工具的成形表面，其中，所述成形表面被设计为形成所述设计形状的外模线。
条款21.根据条款20所述的方法还包括：固化所述滑片上的所述复合材料以形成复合蒙皮，其中，所述复合蒙皮具有不同于所述经修改外模线的经固化外模线。
条款22.根据条款21所述的方法，其中，所述经固化外模线为所述复合蒙皮的固化形状的一部分，所述方法还包括：在固化之后通过装配工具向所述复合材料表面施加高达最大可允许的力，以减小所述固化形状和所述设计形状之间的角度差。
已经出于说明和描述的目的呈现了对不同例示性实施例的描述，并且不旨在为详尽的或局限于所公开的形式的实施例。对于本领域的普通技术人员来说，许多修改和变化应是显而易见的。此外，与其他例示性实施例相比，不同的例示性实施例可以提供不同的特征。所选择的一个或多个实施例被选择和描述以便最好地解释实施例的原理、实际应用，并且使本领域的其他普通技术人员能够理解具有各种修改以适于特定预期使用的各种实施例的公开内容。

Claims (13)

1.一种系统，包括：
具有经设计以形成用于复合材料的外模线的成形表面的铺放工具；以及
滑片，所述滑片具有被构造为提供用于所述复合材料的经修改外模线的补偿表面和被构造为搁置在所述成形表面上的互补表面，其中，所述补偿表面由于所述滑片的厚度差而不同于所述成形表面，并且其中，所述补偿表面与所述互补表面相反。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述补偿表面被构造为提供对支撑结构和未经补偿复合蒙皮之间的多个间隙的补偿，其中，所述未经补偿复合蒙皮包括铺放在所述成形表面上且被固化的复合材料。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述补偿表面包括被构造为提供所述补偿的所述厚度差。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述厚度差包括具有在0.050英寸至0.150英寸的范围内的高度的峰和谷。
5.根据权利要求3或4所述的系统，其中，所述厚度差存在于所述补偿表面的第一部分和第二部分中，并且其中，所述第一部分和所述第二部分被所述补偿表面的第三部分分开，其中，所述第三部分具有均匀厚度。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述第三部分与所述铺放工具的所述成形表面的相应部分相同，并且其中，所述第一部分和所述第二部分不同于所述铺放工具的所述成形表面的对应部分。
7.根据权利要求2或3所述的系统，其中，所述补偿表面被构造为减少提供对所述支撑结构与所述未经补偿复合蒙皮之间的所述多个间隙进行补偿的垫片的量。
8.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述经修改外模线被构造为调节复合蒙皮的角位移，其中，所述复合蒙皮为铺放在所述补偿表面上且被固化的所述复合材料。
9.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述补偿表面被构造为消除在装配期间在复合蒙皮的第一部分与支撑结构之间的高达0.10英寸的间隙，其中，所述复合蒙皮为铺放在所述补偿表面上且被固化的所述复合材料。
10.一种方法，包括：
创建具有互补表面的复合板，其中，所述互补表面与铺放工具的成形表面互补，所述成形表面被构造为形成用于复合材料的外模线；并且
在所述复合板中形成厚度差以形成滑片的与所述互补表面相反的补偿表面，其中，所述补偿表面被构造为提供用于所述复合材料的经修改外模线，并且其中，所述补偿表面由于所述滑片的所述厚度差而不同于所述成形表面。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，形成所述厚度差包括在所述复合板中切割出峰和谷。
12.根据权利要求10或11所述的方法，还包括：
将所述滑片固定到所述铺放工具，使得所述互补表面接触所述铺放工具的所述成形表面。
13.根据权利要求10或11所述的方法，还包括：
在所述铺放工具的所述成形表面上铺放复合材料；
固化所述复合材料以形成未经补偿复合蒙皮；
在固化之后通过装配工具向所述未经补偿复合蒙皮施加高达最大可允许的力；
在所述未经补偿复合蒙皮被所述装配工具保持的同时，测量所述未经补偿复合蒙皮的内模线；并且
基于所述未经补偿复合蒙皮的所述内模线与设计形状之间的差异来设计所述补偿表面的所述厚度差。
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