CN109808199B - 具有稳定元件的复合结构 - Google Patents

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Abstract

本发明的题目是具有稳定元件的复合结构。复合结构(200)可以包含层压板(204)和稳定元件(300)。层压板(204)可以具有多个复合层片(214)。复合结构(200)可以包含可以与层压板(204)相关的几何断点(256)。稳定元件(300)可以包括在复合层片(214)中并且可以定位为邻近几何断点(256)。

Description

具有稳定元件的复合结构
本申请是申请日为2013年8月22日、申请号为2013800520599(PCT/US2013/056255)、题为“具有稳定元件的复合结构”的专利申请的分案申请。
技术领域
本公开大体涉及复合材料和方法，并且更特别地，涉及具有稳定元件的混合复合材料层压板。
背景技术
复合材料被用于广泛的各种结构中。在飞行器构造中，复合材料可以被用于形成机身、机翼、尾部以及其他组件。例如，飞行器机身可以由复合材料蒙皮面板构造，例如帽型桁条的复合结构构件可以被附连到该复合蒙皮面板。帽型桁条可以增加蒙皮面板的强度和刚度。
在复合结构的制作期间，复合层片的层可以被叠加在工具或模具之上。工具或模具可以被提供成最终的复合结构的期望形状。复合层片可以包括多个高模量或高强度纤维，例如碳、玻璃或者其他纤维。纤维可以预填充例如环氧树脂或热塑性树脂的聚合基体材料以形成预浸渍复合层片。复合层片内的纤维可以通常被校准或取向在单一方向(如，单向的)内，或者复合层片内的纤维可以在组织排列中在两个或多个方向内被编排在一起。复合结构可以被设计成沿着纤维的长度传递主要载荷。在这方面，由单向纤维形成的复合结构可以沿纤维的纵长方向具有相对高的拉伸强度。
在预浸渍复合层片被叠加在工具或模具上之后，固化周期可以在叠层上进行。固化周期可以包括向叠层施加热量和压实压力。施加热量可以减小树脂的粘度进而允许树脂流动并且与邻近复合层片内的树脂混合在一起。施加压实压力可以包含在叠层之上安装真空袋和/或将叠层定位在热压器内。压实压力可以将复合层片抵靠工具或模具压实以便最小化或减小最终复合结构内的气孔率和空隙。此外，压实压力可以将叠层压向工具或模具以建立复合结构的最终形状和表面光洁度。
尽管真空袋可以向预浸渍复合层片的大部分叠层施加基本均匀的压力，但是在施加压实压力期间树脂粘度的减小可以导致树脂流向真空袋下的低压实压力的区域。低压实压力的区域可以发生在与叠层相关的几何断点的位置处。几何断点可以在固化期间导致平面外纤维移动。例如，几何断点可以发生在结构构件(如，桁条、加强件等)的边缘处，所述结构构件可以被安装或接合(相互固化、相互粘接、相互合并)到形成为未固化的预浸渍复合层片的层压板的蒙皮面板。加强件边缘处的几何断点可以导致从加强件边缘到叠层表面的真空袋的桥接。
桥接之下的面积可以包括低压实压力区域。树脂可以流向低压实压力区域并且可以导致复合层片内的纤维也转向低压实压力区域。纤维的移动可以导致纤维聚在一起进而导致平面外纤维变形。一旦树脂固化和凝固之后，平面外纤维变形可以成为复合结构内的永久性调整。平面外纤维变形可以影响纤维的承载能力，当所述纤维被取向在层或层片内的共同方向中时，该纤维一般被设计成提供最大的强度。在这方面，平面外纤维变形可以对最终的复合结构的特性具有低于期望的影响。
正如能够看到的，在本领域内存在一种用于使复合结构内的平面外纤维变形最小化的系统和方法的需要。
发明内容
以上指出的与复合结构内的平面外纤维变形有关的需求通过本公开而被具体地处理并且缓解，本公开提供了可以包含层压板和稳定元件的复合结构。层压板可以具有多个复合层片。复合结构可以包含可与层压板相关的压缩断点。稳定元件可以被包含在复合层片内并且可以位于靠近压缩断点。
在进一步的实施例中，所公开的是可以包含层压板和稳定元件的复合结构，并且其中层压板可以具有多个复合层片。复合结构可以包含可与层压板相关的几何断点。稳定元件可以包含在复合层片中并且可以位于靠近几何断点。
层片稳定器也被公开。层片稳定器可以包含用于具有多个复合层片的层压板的稳定元件。层压板可以具有与其相关的压缩断点。稳定元件可以包含在复合层片中并且可以位于靠近压缩断点。
制造复合结构的方法也被公开。该方法可以包括将层压板与多个复合层片叠加。层压板可以具有与其相关的压缩断点或几何断点。该方法可以进一步包含向所述复合层片中施加稳定元件并且使稳定元件定位为靠近压缩断点或几何断点。
总之，根据本发明的一个方面在此提供了复合结构(200)，其包含：
层压板(204)，其具有多个复合层(214)；
压缩断点(258)，其与所述层压板(204)相关联；以及
稳定元件(300)，其包括在所述复合层片(214)中并且位于靠近所述压缩断点(258)。
有利地在复合结构(200)中，其中所述层压板(204)包括由所述多个复合层片(214)形成的面板(206)；所述压缩断点(258)包括位于靠近被装配到所述面板(206)的结构构件(400)的结构构件边缘(418)的低压实压力(330)区域；以及所述稳定元件(300)包含在所述复合层片(214)中并且位于靠近所述结构构件边缘(418)。
有利地在复合结构(200)中，其中所述层压板(204)包括由所述多个复合层片(214)形成的面板(206)；所述压缩断点(258)包括位于一对胎膜板(500)之间的胎膜板间隙(504)，所述胎膜板(500)被可移除地抵靠所述面板(206)定位；以及所述稳定元件(300)包括在所述复合层片中并且位于靠近所述胎膜板间隙(504)。
有利地在复合结构(200)中，其中所述稳定元件(300)具有基本等于层压板热膨胀系数(238)的稳定元件热膨胀系数(304)。
有利地在复合结构(200)中，其中所述稳定元件(300)具有在从约15MSI到约80MSI的范围中的稳定元件(300)硬度。
有利地在复合结构(200)中，其中所述稳定元件(300)由包括已固化复合材料、陶瓷材料以及金属材料中的至少一种的稳定元件(300)材料形成。
有利地在复合结构(200)中，其中所述稳定元件(300)具有稳定元件(300)厚度，其约等于以下厚度中的一个：复合层片(214)的层片厚度(222)、所述层片厚度(222)的倍数。
有利地在复合结构(200)中，其中所述复合结构(200)包括飞行器(100)的复合结构(200)。
根据本发明的另一个方面，提供了一种复合结构(200)，其包括：结构构件(400)，其具有多个复合层片(214)；几何断点(256)，其与所述结构构件(400)相关联；以及稳定元件(300)，其被包括在所述复合层片(214)中并且位于靠近所述几何断点(256)。
有利地在复合结构(200)中，其中所述几何断点(256)包括所述结构构件(400)内的横截面形状改变(408)；以及所述稳定元件(300)被包括在所述复合层片(214)中并且位于靠近所述横截面形状改变(408)。
有利地在复合结构(200)中，其中所述横截面形状改变(408)包括在结构构件(400)横截面内形成的结构构件(400)半径。
有利地在复合结构(200)中，其中所述结构构件(400)由多个子层压板(430)组成；所述横截面形状改变(408)包括位于所述子层压板(430)的接合点处的半径填充物(440)；以及所述稳定元件(300)位于靠近所述半径填充物(440)。
根据本发明的另一个方面，提供了一种层片稳定器，其包括：用于具有多个复合层片(214)的层压板(204)的稳定元件(300)；所述层压板(204)具有与之相关联的压缩断点(258)；以及所述稳定元件(300)包括在所述复合层片(214)中并且定位为靠近所述压缩断点(258)。
有利地在所述层片稳定器中，其中所述层压板(204)包括由所述多个复合层片(214)形成的面板(206)；所述压缩断点(258)包括低压实压力(330)区域，该低压实压力(330)区域定位为靠近装配到所述面板(206)的结构构件(400)的结构构件边缘(418)；以及所述稳定元件(300)包括在所述复合层片(214)中并且定位为靠近所述结构构件边缘(418)。
有利地在所述层片稳定器中，其中所述层压板(204)包括由所述多个复合层片(214)形成的面板(206)；所述压缩断点(258)包括位于一对胎膜板(500)之间的胎膜板间隙(504)，所述胎膜板(500)被可移除地抵靠所述面板(206)定位；以及所述稳定元件(300)包括在所述复合层片(214)中并且定位为靠近所述胎膜板间隙(504)。
有利地在所述层片稳定器中，其中所述稳定元件(300)具有基本等于层压板热膨胀系数(238)的稳定元件热膨胀系数(304)。
有利地在所述层片稳定器中，其中所述稳定元件(300)具有在从约15MSI到约80MSI的范围内的稳定元件(300)硬度。
有利地在所述层片稳定器中，其中所述稳定元件(300)由包括已固化复合材料、陶瓷以及金属中的至少一种的稳定元件(300)材料形成。
根据本发明的另一个方面，提供了一种制造复合结构(200)的方法，其包括以下步骤：叠加层压板(204)与多个复合层片(214)，所述层压板(204)具有与所述层压板(204)相关联的压缩断点(258)和几何断点(256)中的至少一个；向所述复合层片(214)中施加稳定元件(300)；以及
使所述稳定元件(300)位于靠近所述压缩断点(258)和所述几何断点(256)中的所述至少一个。
有利地所述方法进一步包括以下步骤：将层压板(214)叠加成面板(206)，该面板(206)由所述多个复合层片(214)形成并且具有装配到所述面板(206)的结构构件(400)；以及使所述稳定元件(300)位于靠近结构构件边缘(418)。
有利地所述方法进一步包括以下步骤：向所述层压板(204)施加压实压力(330)；生成包括与所述结构构件边缘(418)相关联的低压实压力(330)区域的压缩断点(258)；以及使用所述稳定元件(300)，减轻所述复合层片(214)内的纤维变形。
有利地所述方法进一步包括以下步骤：将所述层压板(204)叠加成由所述多个复合层片(214)形成的结构构件(400)。
有利地所述方法进一步包括以下步骤：使所述稳定元件(300)定位为靠近结构构件(400)横截面内的几何断点(256)。
有利地所述方法进一步包括以下步骤：使所述稳定元件(300)定位为靠近所述几何断点(256)，该几何断点(256)包括结构构件(400)横截面的横截面形状改变(408)。
有利地所述方法进一步包括以下步骤：使所述稳定元件(300)定位为靠近包括结构构件(400)横截面的结构构件(400)半径的所述几何断点(256)。
有利地所述方法进一步包括以下步骤：使所述稳定元件(300)定位为靠近所述几何断点(256)，所述几何断点(256)包括在所述结构构件(400)的多个子层压板(430)的接合点处的半径填充物(440)。
已经被论述的特征、功能和优点能够被独立地实现在本公开的不同实施例中，或者可以与另一些其他的实施例结合，通过参考下文描述和以下附图，其更多细节能够被获知。
附图说明
参考附图，本公开的这些和其他特征将会更加明显，其中全文中相同的标号指的是同样的零件，并且其中：
图1是飞行器的透视图；
图2是沿图1中的线2所取的飞行器机身的圆筒区段的透视图；
图3是沿图2中的线3所取的圆筒区段的一部分的透视图并且其说明了该圆筒区段由具有例如被装配到其上的帽形加强件的结构性构件的面板(如，蒙皮面板)组成；
图4是沿图3的线4所取的圆筒区段的一部分的横截面图并且其说明了被耦接到面板的帽形加强件；
图5是沿图4的线5所取的结构构件半径(即帽形加强件)、面板以及粘合层的分解横截面图示并且其说明了帽形加强件到面板的接合；
图6是图5中与面板相互接合的结构构件的横截面图示，并且其说明了通过真空袋施加压力进而在结构构件的结构构件边缘处(即帽形加强件的边缘处)造成低压实压力区域并且导致面板的纤维的平面外变形；
图7是图6中结构构件和面板的横截面图示，所述面板具有在面板内靠近结构构件的边缘处安装的稳定元件并且导致面板内平面外纤维变形的最小化；
图8是沿图7中的线8所取的结构构件的半径的横截面图示并且其说明了通过真空袋施加压力进而在结构构件半径处造成高压实压力区域并且由于树脂从结构构件半径中流出而在结构构件半径内导致半径变薄；
图9是图8中的结构构件(如，帽形加强件)的结构构件半径的横截面图示，所述结构构件具有被安装在靠近结构构件半径处的稳定元件并且在结构构件半径内导致半径变薄的最小化；
图10是沿图7中的线10所取的结构构件半径的半径填充物(即条状物)的横截面图示并且其说明了在靠近半径填充物的位置处的平面外纤维变形；
图11是图10中的结构构件的半径填充物的横截面图示，所述结构构件具有被安装到靠近半径填充物处的稳定元件并且导致了平面外纤维变形的最小化；
图12是沿图2中的线12所取的复合圆筒的端视图图示并且其说明了用于装配到圆筒区段的蒙皮面板的多个胎膜板；
图13是被装配到沿图12中的线13所取的面板的加强件的横截面图示并且说明了发生在胎膜板的胎膜板边缘间的间隙处的平面外纤维变形；
图14是图13中的帽形加强件和面板的横截面图示，所述面板具有被安装在靠近胎膜板边缘处的面板内的稳定元件；
图15是沿图3的线15所取的面板内的垫片的横截面图示并且其说明了发生在垫片的周边边缘处的平面外纤维变形；
图16是图15内的垫片的横截面图示并且其导致了面板内平面外纤维变形的最小化；
图17是稳定元件和复合层片的横截面图示，所述稳定元件和复合层片被排列使得稳定元件边缘和层片边缘以彼此相对的关系布置；
图18是稳定元件和复合层片的横截面图示，所述稳定元件和复合层片被布置使得稳定元件边缘和层片边缘以彼此重叠的关系布置；
图19是具有可以被包含在制造复合结构的方法内的一个或多个操作的流程图的图示；
图20是具有至少一个稳定元件的复合结构的方块图的图示；
图21是飞行器生产和维护方法的流程图的图示；
图22是飞行器的方块图；
具体实施方式
现在参考附图，其中所显示的内容是出于说明本公开中优选的和不同实施例的目的，图1中所显示的是由一个或多个复合结构200形成的客运飞行器100的透视图。例如，飞行器100可以包含机身102和从机身102向外延伸的一对机翼106。机身102可以由一个或多个圆筒区段104组成，其中每个圆筒区段104可以被形成为复合结构200。每一个机翼106也可以被形成为复合结构200。尾翼108可以包含可以另外地形成为复合结构200的水平安定面110、升降舵112、垂直安定面114以及方向舵116。尽管本公开被描述在如图1所说明的固定翼客运飞行器100的背景中，但是所公开的实施例可以被应用到不具有限制的任何配置的飞行器中。在这方面进一步地，所公开的实施例可以被实施在任何车载或非车载应用上(无限制)并且不局限于实施在飞行器100上。
参考图2，所显示的是机身102(图1)的圆筒区段104的一部分的透视图。圆筒区段104可以被形成为复合结构200并且可以包含一个或多个面板206(如，蒙皮面板)。每个面板206可以被形成为由多个复合层片214组成的层压板204。面板206可以由多个结构构件400支撑。每一个结构构件400也可以被形成为由多个复合层片214组成的层压板204。在图2中，支撑一个或多个面板206(如，蒙皮面板)的结构构件400可以包括多个周向间隔、纵向延伸的桁条402或帽形加强件404和多个轴向间隔的框架202。在一个实施例中，帽形加强件404可以承受轴向力(未显示)，例如轴向拉伸载荷(未显示)、弯曲载荷(未显示)以及其他载荷。框架202可以维持机身102的形状并且可以承受周向或箍筋载荷(hoop load)(未显示)和其他载荷。框架202和帽形加强件404可以增强机身102在弯曲(未显示)下的屈曲强度(未显示)。框架202和帽形加强件404也可以一起增加一个或多个面板206的扭转和弯曲刚度(未显示)以及由框架202和帽形加强件404提供的其他品质。
参考图3，所显示的是圆筒区段104(图1)的一部分的透视图，其说明了面板206具有被装配到面板206的多个结构构件400(如，帽形加强件404)并且形成了复合结构200。在一个实施例中，一个或多个结构构件400(如，帽形加强件404)可以被形成为如上提到的复合层片214的层压板204。一个或多个结构构件400可以通过将结构构件400接合、相互接合或相互固化到下文更详细地描述的面板206而被固定到面板206。正如在此所使用的，结构构件400可以包含帽形加强件404、框架202(图2)、桁条(未显示)或者可以被结合到面板206的任何配置或几何结构而无限制的任何其他结构构件400。有利的是，复合结构200可以包含包括稳定元件300的一个或多个层片稳定器，所述稳定元件300被配置为向复合层片214提供刚性并且减轻或防止压实、合并或固化(未显示)复合结构200期间例如在压实、合并或固化复合结构200期间的平面外纤维变形244(图6)。
参考图4，所显示的是圆筒区段104(图1)的横截面图，其说明了被装配到面板206的多个结构构件400(如，帽形加强件404)。每一个结构构件400可以表示与面板206相关联的至少一个压缩断点258。在一个实施例中，压缩断点258可以发生在不均匀的压实压力329被施加到面板206的位置处。例如，压缩断点258可以发生在结构构件400被装配到面板206的位置处。图4进一步说明了稳定元件300，其被有利地包含在面板206层压板204中并且位于靠近可以由每一个结构构件400表示的一个或多个几何断点256。
在图4所示的实施例中，稳定元件300可以与面板206的一对复合层片214交错在一起(如，被夹在一对复合层片214之间)。但是，稳定元件300可以被定位在层压板204的层压板上表面210的顶面上(未显示)和/或层压板下表面212的顶面(未显示)上。有利的是，稳定元件300作为纤维变形244(图6)减轻元件。在这方面，稳定元件300优选地具有相对高的刚度或相对高模量的弹性(如，对弯曲的高抗性)，其可以限制复合层片214基本保持在平面内(未显示)并且在下文更详细地描述的层压板204的压实或合并期间防止层压板204的贯穿厚度方向241内的平面外纤维变形244。
在图4中，稳定元件300可以沿着结构构件400的至少一部分长度(未显示)延伸。每一个稳定元件300可以具有相对的稳定元件边缘308。稳定元件300(图4)的尺寸可以被设置为和配置为使得一个或多个稳定元件边缘308(图4)延伸经过结构构件边缘418。但是，稳定元件300可以被配置为使得一个或多个稳定元件边缘308不延伸经过结构构件边缘418。
参考图5，所显示的是被定位在没有稳定元件300的面板206之上的结构构件400的分解图。尽管图5中的结构构件400被显示为帽形加强件404配置，但是结构构件400可以被提供成各种不同尺寸、形状以及配置(无限制)中的任何一种。在图5所显示的实施例中，结构构件400(即，帽形加强件404)可以由多个复合层片214组成。但是，结构构件400可以由包含任何金属和/或非金属材料的任何材料形成而无限制，并且不局限于由复合层片214形成。
在图5中，结构构件400(如，帽形加强件404)可以包含基座部分410并且可以具有一对向上延伸的腹板412，所述腹板412可以通过盖414而被相互连接。基座部分410可以包含在基座部分410的相对末端上的法兰416。每一个法兰416可以终止在结构构件边缘418处。在一个实施例中，帽形加强件404可以由多个子层压板430组成。例如，结构构件400可以包含基座层压板434、主层压板432以及包围层压板436。结构构件400可以包含在子层压板430的接合点438处的半径填充物440或者条状物。半径填充物440可以由单向复合材料(未显示)或其他可替换材料组成。
在图5中，在一个实施例中，结构构件400可以被形成为已固化或预固化复合层片218的层压板204。但是，结构构件400可以被提供为未固化复合层片216的层压板204。同样地，面板206可以被形成为未固化复合层片216的层压板204。但是，面板206可以被提供为已固化或预固化复合层片218的层压板204。在一个实施例中，复合层片214可以由包含相对高模量和高强度纤维230(例如但不限于碳纤维)的纤维增强的聚合材料224组成。但是，纤维230可以由包括石墨、玻璃、碳、硼、陶瓷、芳香族聚酰酩、聚烯烃、聚乙烯、聚合物、碳化钨和/或任何其他纤维材料232的纤维材料232形成而无限制。复合层片214的纤维230可以是单向的或者纤维230可以用织物(未显示)排列方式被编织或编结。
在图5中，复合层片214可以与聚合树脂226预充填(如，预浸渍)。但是，本公开不局限于预浸渍复合层片214，而是可以包括由干燥或基本上干燥的纤维预制体(未显示)形成的复合结构200，所述干燥纤维预制体可以被叠加在工具(未显示)之上并且被注入液体树脂(未显示)。在本公开中，树脂226可以包括例如环氧树脂和聚酯的热固性树脂226，或者树脂226可以包括例如聚酰胺、聚烯烃、含氟聚合物和/或其他树脂材料228的热塑性树脂。纤维230可以具有范围从约32MSI(百万磅每平方英寸)到约100MSI的纤维硬度(未显示)。但是，纤维230可以被提供小于32MSI或者大于100MSI的纤维硬度。
纤维230可以被提供在原纤维长度(未显示)的约0.1％到约1％或更多的范围内的纤维伸长236能力。但是，纤维230可以被提供有任何纤维伸长236能力。每一个复合层片214可以被提供在约1mil到约20mils的范围内的层片厚度222(图17)，并且更优选地，在从约4mils到约8mils范围内的层片厚度222内。但是，复合层片214可以被提供成任何的层片厚度222而无限制。结构构件400和/或面板206的层压板204可以通过使用例如带铺设机(未显示)的传统叠加装备(未显示)而形成，或者结构构件400和/或面板206的层压板204可以通过手动叠加而形成。
在图5中，在一个实施例中，一个或多个结构构件400可以通过接合、相互接合或相互固化结构构件400到如下文更详细所述的面板206而被固定到面板206。相互接合可以包括接合由已固化或预固化复合层片218形成的一个或多个结构构件400到由未固化复合层片216形成的面板206，同时在相互接合过程中同时固化面板206。相互固化可以包括同时固化由未固化复合层片216形成的一个或多个结构构件400和由未固化复合层片216形成的面板206。相互固化结构构件400和面板206的过程可以包含施加热量和压力以便合并结构构件400和面板206的未固化复合层片216并且可以导致将结构构件400接合到面板206。
参考图6，所显示的是例如帽形加强件404的结构构件400被相互接合到没有稳定元件300的面板206，使得图6可以说明不均匀压实压力329在面板206上的作用。在图6中，使用真空袋326来施加压实压力324，结构构件400可以被相互接合到面板206以形成复合结构200。施加压实压力324可以包含对真空袋326抽真空(未显示)和/或将真空袋装的复合结构200定位在热压器(未显示)内。如上指示的，压实压力324可以在施加热量(未显示)期间被施加，所述热量可以导致减小树脂226的粘度(未显示)。树脂226粘度的减小可以允许复合层片214内的树脂226流动并且与邻近复合层片214内的树脂226混合。
如图6所显示的，真空袋326可以导致可以被施加到结构构件400和面板206的复合层片214的压实压力324。结构构件400可以包含芯棒444，该芯棒444可以在施加压实压力324期间被临时地或永久地安装。例如，芯棒444可以由泡沫(未显示)形成或者芯棒444可以包括可以在施加压实压力324期间被临时安装以维持结构构件400的形状的可充气囊袋(未显示)。但是，芯棒444可以被永久地安装在结构构件400内。
在图6中，结构构件400可以在每一个结构构件边缘418处表示与面板206相关的压缩断点258。例如，结构构件400可以导致施加不均匀压实压力329到面板206。在这方面，每一个结构构件边缘418可以导致由从结构构件边缘418到层压板上表面210的真空袋326的桥接328而造成的低压实压力330区域的形成。在施加压实压力324期间树脂226的减小的粘度可以导致树脂226沿着树脂流动的方向334向低压实压力330区域流动。树脂226的流动可以造成纤维230沿着树脂流动方向334的移动，树脂流动可以导致低压实压力330区域内弓形波242中的纤维230局部地聚成一团。弓形波242可以表示在一个或多个复合层片214的纤维230内的平面外纤维变形244。在树脂226的固化和凝固之后，平面外纤维变形244可以被永久地固定在复合结构200内。平面外纤维变形244可以影响复合层片214的承载能力。
参考图7，所显示的是复合结构200的实施例，所述复合结构200有利地具有被提供在面板206的层压板204内的稳定元件300。在低压实压力330区域内，稳定元件300减轻或防止平面外纤维变形244(图6)，使得复合层片214被有利地维持在平面内纤维方向240内。稳定元件300可以由在复合处理温度(如，固化温度或合并温度)下具有相对高的稳定元件硬度302的材料形成。稳定元件300的相对高的稳定元件硬度302可以抵抗弓形波242(图6)的生成并且减小或减轻平面外纤维变形244(图6)。在这方面，稳定元件300可以作为纤维变形减轻元件，其可以相对于具有平面外纤维变形244的复合结构的承载能力而提高复合结构200的承载能力。
在图7中，稳定元件300的尺寸、形状以及配置可以被提供成至少部分地延伸横跨低压实压力330区域。更具体地，稳定元件300可以具有相对的稳定元件边缘308。稳定元件300可以被配置为使得至少一个稳定元件边缘308延伸超过结构构件边缘418。而且，稳定元件300可以被配置为使得至少一部分稳定元件300延伸横跨低压实压力330区域。例如，稳定元件300的宽度可以被提供成使至少一个稳定元件边缘308延伸超过结构构件边缘418至少约等于层压板204的层压板厚度246的量。甚至进一步地，尽管图7说明了稳定元件300延伸横跨整个结构构件400，但是复合结构200可以被提供成两个分开的稳定元件300(未显示)，其中每个稳定元件300可以被定位为靠近一个结构构件边缘418并且延伸横跨一个低压实压力330区域。
在图7所显示的实施例中，稳定元件300可以位于靠近层压板上表面210。例如，稳定元件300可以被交错在层压板204的复合层片214内(如，被夹在复合层片214之间)并且可以位于层压板上表面210之下不超过约10个复合层片214的深度322(图17)处。在进一步的实施例中，稳定元件300可以优选地位于层压板上表面210之下不超过约3个复合层片214的深度322处。尽管图7说明了单独一个稳定元件300被安装在层压板204的复合层片214的堆叠内，但是任何数量的稳定元件300均可以被安装在复合层片214的堆叠内。此外，尽管稳定元件300被显示为具有相对恒定的稳定元件厚度306(图17)的相对平坦、薄、均质的片材，但是稳定元件300也可以被提供成包含简单曲线形状(未显示，如，圆柱形、圆锥形)或复杂轮廓形状(未显示，如，飞行器机头的双曲率形状)的可替换配置以匹配稳定元件300的复合层片214的简单曲线形状(未显示)或复杂轮廓形状(未显示)，并且可以具有不均匀的厚度(未显示)。
在图7中，稳定元件300可以有利地由在复合层片214的处理或固化温度下具有稳定元件硬度302(如，稳定元件的弹性模量)的稳定元件材料形成，所述稳定元件硬度302高于在复合层片214的处理或固化温度下的复合层压板硬度234。对于由热固性材料形成的复合层片214，稳定元件300可以由在大约250F(华氏温度)到350F或更高的固化温度下具有稳定元件硬度302的稳定元件材料形成。对于由热塑性材料形成的复合层片214，稳定元件300可以由在大约600F到720F或更高的处理(如，合并)温度下具有稳定元件硬度302的稳定元件材料形成。稳定元件300可以由具有如上指示的范围从约15MSI到约80MSI的稳定元件硬度302的稳定元件材料形成，但是稳定元件300可以由具有大于或小于15-80MSI范围的稳定元件硬度302的任何稳定元件材料形成。在一个实施例中，稳定元件300可以由在一般与碳环氧树脂材料相关的约350F的固化温度下具有约47MSI的稳定元件硬度302的钼形成。有利的是，稳定元件300也可优选地为相对惰性材料，其可在存在石墨环氧树脂或其他复合材料的情况下展现出最小的电化腐蚀。
仍然参考图7，稳定元件300可以由具有与复合层压板204的平面内层压板CTE 238可比较的热膨胀系数(CTE)304的稳定元件材料形成。例如，如上所述，稳定元件300可以由钼形成，钼可以在350F的复合固化温度下具有在从约2.5×10-6到3.5×10-6英寸/英寸/°F(华氏温度)的范围中的稳定元件CTE 304并且其可以与层压板CTE 238顺利地比较，层压板CTE 238可以在从约0.5×10-6到6.0×10-6英寸/英寸/°F的范围内。但是，根据稳定元件材料，稳定元件300可以具有大于或小于2.5×10-6到3.5×10-6英寸/英寸/°F的范围的稳定元件CTE 304。在一个实施例中，稳定元件300可以具有基本上等于层压板CTE 238的稳定元件CTE 304。例如，稳定元件300可以在固化(如，处理、合并)温度下具有在层压板CTE 238的至少10％之内的稳定元件CTE 304，以便使在固化和/或合并过程期间可以另外地发生在层压板204内的变形或残余应力(未显示)最小。
稳定元件300可以由包括金属材料、非金属材料或在复合处理温度(如，固化温度、凝固温度等)下的任何其他相对高模量材料的稳定元件材料形成。例如，金属材料可以包括钼、铁和/或钛，或者其中的任何合金或其他材料(如，殷钢、钢)。稳定元件300也可以由例如固化的复合材料和/或陶瓷材料的非金属材料形成。在这方面，稳定元件300可以由具有相对高硬度、相对低的热膨胀系数、在存在复合材料的情况下最小的电化腐蚀的材料形成，并且该材料在与层压板204相关的固化温度下保持其机械属性。稳定元件300也可以优选地具有相对高的热传导性，以便在固化期间改进流过层压板204的热量从而在层压板204的固化期间有助于均匀的热分布。
参考图8，所显示的是可以与结构构件400相关的几何断点256的示例，结构构件400可以被形成为未固化复合层片216的层压板204。几何断点256可以包括以帽形加强件404的腹板412和盖414的相交处的结构构件半径420的形式的横截面形状改变408。结构构件半径420可以导致结构构件400内的压缩断点258。例如，高压实压力332的区域可以相对于压实压力324在芯棒444的凸形半径446处，所述压实压力324发生在结构构件400的结构构件半径420的外侧位置并且导致了关于高压实压力332区域的差分压力。高压实压力332区域可以发生在结构构件400的真空袋装和/或热压器加工期间。高压实压力332的局部区域可以相对于结构构件400的正常结构构件厚度426在结构构件半径420内导致半径变薄428。
在图8中，半径变薄428可以由于树脂226从结构构件半径420中流出(未显示)而发生。半径变薄428可以对结构构件400与匹配组件(未显示)的装配具有不期望的作用。此外，半径变薄428可以对结构构件400的拉断能力(未显示)和/或结构构件400的弯曲载荷(未显示)能力产生作用。在这方面，稳定元件300可以有利地被包含在具有简单曲线形状(未显示，如，简单的圆柱形或圆锥形形状)的任何层压板204(如，面板206、结构构件400)和/或具有复杂轮廓形状(未显示，如，飞行器机头形状、机翼机身整流罩形状等)的任何层压板204内的任何位置处。
参考图9，所显示的是位于靠近结构构件半径420处的稳定元件300。有利的是，稳定元件300具有相对高的硬度，其可以导致将由真空袋326施加的压实压力324分布到结构构件400。稳定元件300可以使高压实压力332(图8)区域最小或可以消除高压实压力332区域，所述高压实压力332可以另外地造成树脂226流动(未显示)并且其可以在结构构件半径420内造成半径变薄428(图8)。
在图9所示的实施例中，稳定元件300可以位于靠近结构构件半径420的外表面424处。但是，稳定元件300可以位于结构构件400的层压板204内的任何位置处。例如，稳定元件300可以位于结构构件半径420的外表面424的顶面上，或者位于复合层片214内的任何其他位置处。尽管图9说明了单独一个稳定元件300被安装在结构构件半径420中的复合层片214内，但是任何数量的稳定元件300均可以被安装在复合层片214内。稳定元件300的尺寸可以被设置并且配置为使得稳定元件边缘308延伸超过结构构件半径切点422。但是，稳定元件300的尺寸可以被设置并且配置为使得两个稳定元件边缘308均在结构构件半径切点422之内，或者使得只有一个稳定元件边缘308处于结构构件半径切点422之间。尽管图9说明了稳定元件300位于凸形半径446上，但是所公开的实施例包含靠近结构构件400的凹形半径(未显示)的稳定元件300的安装。
参考图10，所显示的是可以在结构构件400的两个或多个子层压板430的接合点438处形成的几何断点256的进一步的示例。在图10中，几何断点256包括位于基座层压板434、主层压板432以及组成帽形加强件404的层压板204的包围层压板436的接合点438处的条状物或半径填充物440。半径填充物440可以在位于邻近半径填充物440的复合层片214内导致平面外纤维变形244。平面外纤维变形244可以发生在固化结构构件400期间以及施加压实压力324到结构构件400期间。
参考图11，所显示的是位于靠近半径填充物440处并且被安装在靠近半径填充物440的结构构件400的基座层压板434内的稳定元件300。有利的是，稳定元件300可以最小化或者防止复合层片214(图10)内的平面外纤维变形244(图10)。在这方面，稳定元件300可以改进结构构件400的强度和硬度特性。此外，通过使邻近半径填充物440的复合层片214内的平面外纤维变形244最小，帽形加强件404的拉断能力(未显示)或者其他类型桁条402或结构构件400的拉断能力(未显示)可以被改进。在所显示的实施例中，稳定元件300的尺寸可以被设置并且配置为使得稳定元件边缘308延伸经过半径填充物切点442。但是，稳定元件300可以被提供为可以减轻或最小化平面外纤维变形244的任何宽度。
参考图12，所显示的是由于施加胎膜板500到圆筒区段104的面板206而发生的压缩断点258的示例。由于圆筒区段104的相对大的尺寸，可以要求多个胎膜板500。图12说明了三个胎膜板500可移除地抵靠面板206定位以便提供表面，抵靠着该表面，面板206可以在由面板206的相对侧上的真空袋326(图11)(未显示)施加的压实压力324(图11)下被压实。胎膜板500可以由相对刚硬的材料形成并且可以被提供为帮助控制外部模具线(未显示)和最终复合结构200的表面光洁度。为了适应加热圆筒区段104期间胎膜板500的热膨胀，胎膜板的尺寸可以被设置并且配置为在胎膜板500的胎膜板边缘502之间提供胎膜板间隙504。
参考图13，所显示的是在邻近胎膜板500之间的胎膜板间隙504处的圆筒区段104的部分面板206并且其中帽形加强件404(图12)为了清晰而被省略。真空袋326可以被施加在面板206的相对侧上以将压实压力324施加到面板206以便其合并。胎膜板边缘502之间的胎膜板间隙504可以导致低压实压力330区域。低压实压力330区域可以在复合层片214内造成平面外纤维变形244。
参考图14，所显示的是位于靠近胎膜板边缘502间的间隙504处的稳定元件300。有利的是，稳定元件300可以被安装在复合层片214的层压板204内。由于稳定元件300的稳定元件硬度302，稳定元件300可以在施加压实压力330(图13)期间限制复合层片214基本保持在平面内。用这种方式，稳定元件300可以在真空袋装和/或用热压器加工期间防止平面外纤维变形244(图13)。此外，稳定元件300可以最小化或防止可视划线(mark-off)(未显示)的发生。
参考图15，所显示的是形式为可以与面板206一起形成的垫片250的几何断点256的示例。垫片250可以包括面板206的复合层片214的数量的局部增加。例如，层压板204可以以基本恒定的厚度形成并且可以具有包括了层压板204上累积的局部复合层片214的垫片250。垫片250可以被提供在接点(未显示)、孔(未显示)、切口(未显示)以及可以构成层压板204内的应力升高(未显示)的其他特征周围的面板206面积内。在这方面，垫片250可以被包含在面板206中以便局部增强面板206。从而适应组件(未显示)安装到层压板或组件与层压板的匹配，或者增加层压板204的局部硬度或强度。
在图15中，尽管垫片250被显示为逐渐地或步进地增加或累积复合层片214的数量，但是垫片250也可以包括层压板厚度246的任何厚度变化。例如，垫片250可以被提供为层压板厚度246的突然增加或者复合结构200的横截面轮廓的改变。也应该注意到，尽管图15中的面板206被说明为具有平面配置，但是面板206可以用等高线或曲线配置(未显示)形成，或者形成为平面配置和等高线或曲线配置的结合。
参考图16，所显示的是位于靠近垫片250(图15)的周边边缘252处的稳定元件300。稳定元件300可以被安装在复合层片214的层压板204(图15)内。例如，稳定元件300可以被安装为靠近垫片250的周边边缘252。稳定元件300可以被配置为使得稳定元件边缘308延伸超过周边边缘252。在所显示的实施例中，稳定元件300可以被配置为使得每一个稳定元件边缘308均可延伸超过垫片250的周边边缘252。尽管单个稳定元件300被显示，但是一个或多个稳定元件300可以被安装在垫片250的一个或多个周边边缘252处。
参考图17，所显示的是具有位于共同平面316内的稳定元件300和复合层片214的层压板204的横截面图示，并且其中稳定元件边缘308和层片边缘220被布置成彼此相对的关系320。在一个实施例中，稳定元件300可以被提供稳定元件厚度306，该稳定元件厚度306约等于定位为紧邻稳定元件300的复合层片214的层片厚度222的倍数。在一个实施例中，稳定元件厚度306可以大约等于层片厚度222。在进一步实施例中，稳定元件厚度306可以是大约两个或多个层片厚度222。层片厚度222可以在压实复合层片214之后被测量。如上指示的，复合层片214可以具有范围从约l mil到约20mils或更大的层片厚度222。但是，层片厚度222可以被提供在从约4mils到约8mils的范围内。稳定元件300可以具有范围从约1mil到约20mils的稳定元件厚度306，然而稳定元件厚度306可以大于20mils。
参考图18，所显示的是具有稳定元件300的层压板204的横截面图示并且其中至少一个复合层片214被排列成以便稳定元件边缘308和层片边缘220被布置成彼此重叠关系318。在这方面，层压板204被配置使得具有稳定元件300的共同平面316内的至少一个复合层片214被向上延伸并且在稳定元件边缘308之上并且与稳定元件边缘308重叠。但是，面板206可以稳定元件边缘308和层片边缘220的重叠关系318和/或相对关系320的各种结合中的任何一种排列。
在图17-18所显示的实施例中，稳定元件300可以被接合到一个或多个复合层片214。例如，粘合层314可以被包含在层压板204内的稳定元件300与至少一个复合层片214之间。粘合层314可以包括例如热固性环氧树脂或热塑性树脂的粘合材料。粘合材料也可以包括聚酰胺树脂、双马来酰亚胺树脂、聚氨酯粘合剂、丙烯酸树脂或者任何其他合适的树脂而无限制。在一个实施例中，粘合层314可以具有从约0.5mil到2.0mils或更大范围中的厚度。粘合层314可以有利地促进稳定元件300与一个或多个紧邻复合层片214的接合。表面处理312可以被施加到稳定元件300的一个或多个稳定元件表面310以便改进稳定元件300与至少一个复合层片214之间的接合。
参考图19，所显示的是制造复合结构200(图20)的方法600的实施例的流程图的图示。方法600的步骤602可以包括将层压板204(图20)与多个复合层片214(图20)叠加，其中层压板204可以具有压缩断点256(图20)和/或与之相关的几何断点256(图20)。叠加层压板204的过程可以使用例如带铺设机(未显示)的传统的叠加装备进行，和/或层压板204可以用手叠加。层压板204可以包括结构构件400(图20)，该结构构件400由多个已固化或预固化复合层片218(图20)形成并且配置为期望的横截面形状(例如图5中所说明的帽形加强件404)或者任何其他的横截面形状而无限制。
可替换地，层压板204(图20)可以被形成为包括多个未固化复合层片216(图20)的结构构件400(图20)。在进一步的实施例中，层压板204可以被形成为面板206(图20)，该面板206包括可以与一个或多个结构构件400相互固化的多个未固化复合层片216。面板206可以被提供为大体平面配置和/或例如图2中所显示的圆筒区段104的曲线配置。复合结构200(图20)也可以通过将由已固化或预固化复合层片218(图20)形成的一个或多个结构构件400(图20)与由未固化复合层片216形成的面板206相互接合而形成，同时在相互接合过程期间同时固化面板206。
图19中的方法600的步骤604可以包含施加至少一个稳定元件300(图20)与复合层片214(图20)。例如，如图7、9、11、14以及16所显示的，一个或多个稳定元件300可以被安装在层压板204(图20)的复合层片214中。在一个实施例中，稳定元件300可以位于层压板上表面210(图17)或层压板下表面212(图17)之下不超过约10个复合层片214的深度322(图17)处。更优选地，稳定元件300可以位于层压板上表面210或层压板下表面212之下不超过约2或3个复合层片214的深度322处。可替换地，该方法可以包含在层压板上表面210的顶面(未显示)和/或在层压板下表面212的顶面(未显示)上施加稳定元件300。
图19的方法600的步骤606可以包含使稳定元件300(图7)定位为靠近与层压板204(图7)相关的压缩断点256(图20)和/或几何断点256(图20)。例如，稳定元件300可以位于靠近可以被装配到面板206(图7)的结构构件400(图7)的结构构件边缘418处。在这方面，结构构件边缘418可以导致与面板206相关的压缩断点258的发生。该方法可以包含相对于结构构件400(图7)定位稳定元件300，使得稳定元件边缘308(图7)延伸超过结构构件400的结构构件边缘418(图7)。例如，稳定元件300可以定位为使得稳定元件300延伸横跨可以由如上所述的真空袋326(图7)的桥接328(图7)造成的低压实压力330区域。
方法600的步骤606也可以包含使稳定元件300(图9)定位为靠近可以与结构构件400(图9)相关的一个或多个其他类型的压缩断点258(图20)和/或几何断点256(图9)。例如，一个或多个稳定元件300可以位于靠近结构构件400的结构构件横截面406(图9)内的横截面形状改变408(图9)。图9说明了定位为靠近结构构件横截面406的结构构件半径420(图9)的稳定元件300。稳定元件300可以被定位为靠近结构构件半径420的外表面424(图9)，以便促进压实压力324(图9)遍布层压板204(图9)的均匀分布。稳定元件300可以进而最小化或防止高压实压力332(图8)区域的发生，所述高压实压力332可以另外地导致关于在邻近结构构件半径420的位置处的结构构件400上的相对低压实压力324的差分压力。高压实压力332(图8)的这种区域可以另外地造成树脂226从结构构件半径420中流出(未显示)并且可以在结构构件半径420内导致半径变薄428(图8)。如图11所显示的，在一个实施例中，稳定元件300也可以位于靠近几何断点256，所述几何断点256包括在如上所述的结构构件400的多个子层压板430的接合点438处的半径填充物440。
图19的方法600的步骤608可以包含使用粘合层314(图17)将稳定元件300接合到至少一个复合层片214(图17)。稳定元件300(图17)和复合层片214之间的接合可以通过对稳定元件300的一个或多个稳定元件表面310(图17)施加表面处理312(图17)而被增强。在一个实施例中，表面处理312可以包括用化学方法处理稳定元件表面310，例如通过施加溶胶凝胶表面处理(未显示)、化学清洗、化学侵蚀以及溶剂擦拭，或者通过借助喷砂清理、砂磨、喷沙、研磨、激光烧蚀或者各种其他表面处理312中的任何一种而机械处理稳定元件表面310。步骤608可以包含施加稳定元件300到层压板204的复合层片214，使得稳定元件300和一个复合层片214位于共同平面316上并且稳定元件边缘308和层片边缘220处于如图17所示的彼此大体相对关系320中。可替换地，步骤608可以包含将稳定元件300(图18)在复合层片214(图18)内交错，使得层压板204的至少一个复合层片214向上延伸并且与稳定元件300成重叠关系318地位于一个或多个稳定元件边缘308(图18)之上，如图18所示。
图19中的方法600的步骤610可以包含例如在真空袋装和/或热压器加工期间向层压板204施加压实压力324。图7说明了结构构件400与面板206的相互接合。结构构件400可以包括已固化或预固化复合层片218或非复合材料。面板206可以包括未固化复合层片216。真空袋326可以在结构构件400和面板206之上延伸，以便施加压实压力324，从而合并和/或固化复合结构200。固化过程可以可选地在热压器(未显示)中进行，以便提供包含真空压力幅度(未显示)的控制、复合层片214的加热速率(未显示)的控制、固化温度(未显示)的控制、保持时间(未显示)的控制和/或其他固化参数的控制的受控的固化条件。在固化期间，复合层片214可以被加热以减小树脂226(图7)的粘度并且允许树脂226流动且与相邻复合层片214(图7)内的树脂226混合。复合层片214的加热也可以引起交叉结合反应，以便固化由热固性材料形成的复合层片214。由热塑性材料形成的复合层片214可以被加热到超过玻璃转变温度的温度，以便减小树脂226的粘度，从而促进树脂226的混合。
图19中的方法600的步骤612可以包含使用一个或多个稳定元件300(图7)减轻复合结构200(图7)的复合层片214(图7)内的纤维变形244(图7)，所述一个或多个稳定元件300可以位于可与层压板204(图7)相关的一个或多个压缩断点258(图20)和/或几何断点256(图9)。这种压缩断点258或几何断点256可以由不均匀的压实压力329、层压板204的不同热膨胀系数(CTE)(如，平面内CTE与全厚度CTE)和/或由复合层片214CTE相对于其他组件的CTE(未显示)的差异而发生。压缩断点258和/或几何断点256也可以发生在多个位置处，该位置可易受在低压实压力330(图6)区域处、高压实压力332(图8)区域处的复合层片214内树脂材料228(图7)的固化收缩(未显示)的影响，和/或该位置位于例如面板206(图15)中的垫片250(图15)处的层压板厚度246(图8)变化处。但是，这种压缩断点258或几何断点256可以由于可导致纤维230(图8)从复合层片214中的期望取向(未显示)中偏离的任何因素而发生。
参考图20，所显示的是具有被包括在复合层片214中的一个或多个稳定元件300的复合结构200的方块图的图示。复合结构200可以由层压板204组成以形成结构构件400、面板206或者各种其他复合结构200中的任一种，但不作为限制。层压板204可以由复合层片214组成。每一个复合层片214可以由纤维增强聚合材料224形成并且包含树脂226和纤维230。每一个复合层片214内的纤维230可以被共同对准(如，单向)或者纤维230可以在一个或多个方向上被编织以形成织物(未显示)。
在图20中，每一个复合层片214可以具有层压板热膨胀系数(CTE)238。一个或多个压缩断点258或几何断点256可以与层压板204相关。如上所述，压缩断点258可以发生在被施加到面板206和/或结构构件400的不均匀压实压力329的位置。例如，压缩断点258可以包括结构构件边缘418，结构构件边缘418可以被布置在面板206上并且其由于如上所述的真空袋桥接328(图7)可以生成低压实压力330(图6)区域。几何断点256可以包括可与层压板204相关的横截面形状改变408，或者几何断点256可以由其他因素导致。例如，几何断点256可以包括例如在结构构件400内的曲率改变248。几何断点256也可以包括垫片250或者层压板204中层片的数量的局部增加构成了面板206。几何断点256也可以包括可以被并入结构构件400内的半径填充物440。
仍然参考图20，复合结构200可以进一步包含可以安装在复合层片214中或者被施加到复合层片214的顶面上的稳定元件300。可以使用粘合层314将稳定元件300粘合地接合到一个或多个复合层片214。稳定元件300可以优选地在复合层片214的固化温度或处理温度下具有相对高的稳定元件硬度302，使得稳定元件300可以减轻或最小化平面外纤维变形244(图13)的发生，该平面外纤维变形244否则可以由于与之相关的压缩断点258或几何断点256而在层压板204中发生。而且，稳定元件300优选地具有可以基本相似于层压板CTE238的稳定元件CTE 304，以便在固化过程期间使复合结构200中的残余应力的生成最小。稳定元件300可以具有可以优选地位于延伸超过压缩断点258或几何断点256的位置的稳定元件边缘308，以便限制复合层片214基本保持在平面内(未显示)并且在复合层片214的压实和/或合并期间防止平面外纤维变形244。
参考图21-22，本公开的实施例可以被描述在图21所示的飞行器制造和维护方法700以及图22所示的飞行器702的背景中。在预生产期间，示例方法700可以包含飞行器702的规格及设计704以及材料采购706。在生产期间，进行飞行器702的组件和子组装件制造708以及系统集成710。之后，飞行器702可以经历检验和交付712以便被投入使用714。在由顾客使用时，飞行器702定期进行日常维修和维护716(其也可以包含改进、重新配置、翻新等)。
方法700的每个过程可以由系统集成商、第三方和/或运营商(如，顾客)进行或完成。为了本说明书的目的，系统集成商可以包含但不限于任何数量的飞行器制造商和主系统承包商；第三方可以包含但不限于任何数量的销售商、承包商以及供应商；以及运营商可以是航空公司、租凭公司、军事实体、服务组织等。
通过示例方法700生产的如图22所显示的飞行器702可以包含具有多个系统720和内部722的机身718。高级系统720的示例包含推进系统724、电气系统726、液压系统728以及环境系统730中的一个或多个。任意数量的其他系统可以被包含。尽管所显示的是航空示例，但是所公开实施例的原理可以应用到其他行业，例如汽车工业。
本文中所体现的稳定元件300(图17)和方法可以被运用在生产和维护方法700中的任何一个或多个阶段中。例如，与生产过程708相对应的组件或子组装件可以用与飞行器702处于使用中时所生产的组件或子组装件相似的方式被制作或制造。同样，一个或多个稳定元件300的实施例、方法实施例或者其结合可以在生产阶段708和710期间被利用，以便例如充分加快飞行器702的组装或者减少飞行器702的成本。类似地，当飞行器702处于使用中时，装置实施例、方法实施例或者其结合中的一个或多个可以被利用以便，例如但不限于维修和维护716。
本公开的额外的修改和改进对本领域内技术人员可以是显然的。因此，本文所述和所说明的零件的特定结合旨在仅仅表示本公开的某些实施例并且不意在用作限制本公开的实质和范围内的可替换的实施例或设备。

Claims (18)

1.一种复合结构(200)，其包括：
层压板(204)，其具有多个复合层片(214)和层压板表面；和
稳定元件(300)，其在所述层压板表面下方包括在所述复合层片(214)中，用于阻止所述复合层片在所述层压板(204)的压缩断点(258)处的局部平面外纤维变形；
所述稳定元件(300)具有稳定元件边缘并且与具有层片边缘的至少一个复合层片(214)位于共同平面中，所述稳定元件(300)和所述至少一个复合层片(214)以下列配置中的一种被布置：
所述稳定元件边缘与所述层片边缘被布置成相对关系；
所述至少一个复合层片(214)向上并在所述稳定元件边缘之上延伸并且与所述稳定元件边缘重叠。
2.根据权利要求1所述的复合结构(200)，进一步包括与所述层压板(204)相关联的压缩断点(258)，并且所述稳定元件(300)被定位为靠近所述压缩断点(258)。
3.根据权利要求1所述的复合结构(200)，其中：
所述层压板(204)包括由所述多个复合层片(214)形成的面板(206)；以及
所述稳定元件(300)包含在所述复合层片(214)中并且定位为靠近安装在所述面板(206)上的结构构件(400)的结构构件边缘(418)。
4.根据权利要求1或权利要求3所述的复合结构(200)，其中：
所述层压板(204)包括由所述多个复合层片(214)形成的面板(206)；以及
所述稳定元件(300)包括在所述复合层片中并且定位为靠近可移除地抵靠所述面板(206)定位的一对胎膜板(500)之间的胎膜板间隙(504)。
5.根据权利要求1或权利要求3所述的复合结构(200)，其中：
所述稳定元件(300)具有基本等于层压板热膨胀系数(238)的稳定元件热膨胀系数(304)。
6.根据权利要求1或权利要求3所述的复合结构(200)，其中：
所述稳定元件(300)具有在从15MSI(百万磅每平方英寸)到80MSI的范围中的稳定元件(300)硬度。
7.根据权利要求1或权利要求3所述的复合结构(200)，其中：
所述稳定元件(300)由包括已固化复合材料、陶瓷材料以及金属材料中的至少一种的稳定元件(300)材料形成。
8.根据权利要求1或权利要求3所述的复合结构(200)，其中：
所述稳定元件(300)具有稳定元件(300)厚度，其等于以下厚度中的一个：复合层片(214)的层片厚度(222)、所述层片厚度(222)的倍数。
9.一种制造复合结构(200)的方法，其包括以下步骤：
叠加层压板(204)，其具有多个复合层片(214)，所述层压板(204)具有层压板表面；
在所述层压板表面下方在所述层压板的压缩断点或几何断点处向所述复合层片(214)施加稳定元件(300)；以及
定位所述稳定元件(300)，所述稳定元件(300)具有稳定元件边缘并且与具有层片边缘的至少一个复合层片(214)位于共同平面中，所述稳定元件(300)和所述至少一个复合层片(214)以下列配置中的一种被布置：
所述稳定元件边缘与所述层片边缘被布置成相对关系；
所述至少一个复合层片(214)向上并在所述稳定元件边缘之上延伸并且与所述稳定元件边缘重叠。
10.根据权利要求9所述的方法，其中：
所述层压板(204)的压缩断点(258)和几何断点(256)中的至少一个与所述层压板(204)相关联。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括下列步骤：
使所述稳定元件(300)定位为靠近所述压缩断点(258)和所述几何断点(256)中的所述至少一个。
12.根据权利要求10或11所述的方法，进一步包括下列步骤：
使用所述稳定元件(300)阻止在所述压缩断点(258)和所述几何断点(256)中的所述至少一个处的局部平面外纤维变形。
13.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括以下步骤：
将层压板(204)叠加成面板(206)，该面板(206)由所述多个复合层片(214)形成并且具有装配到所述面板(206)的结构构件(400)；以及
使所述稳定元件(300)定位为靠近结构构件边缘(418)。
14.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括以下步骤：
向所述层压板(204)施加压实压力(330)；
生成包括与所述结构构件边缘(418)相关联的低压实压力(330)区域的压缩断点(258)；以及
使用所述稳定元件(300)，减轻所述复合层片(214)内的纤维变形。
15.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括以下步骤：
使所述稳定元件(300)定位为靠近结构构件(400)横截面内的几何断点(256)。
16.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括以下步骤：
使所述稳定元件(300)定位为靠近所述几何断点(256)，该几何断点(256)包括结构构件(400)横截面的横截面形状改变(408)。
17.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括以下步骤：
使所述稳定元件(300)定位为靠近包括结构构件(400)横截面的结构构件(400)半径的所述几何断点(256)。
18.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括以下步骤：
使所述稳定元件(300)定位为靠近所述几何断点(256)，所述几何断点(256)包括在所述结构构件(400)的多个子层压板(430)的接合点处的半径填充物(440)。
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