CN111619188B - 制造成型复合层压加强件的方法 - Google Patents

制造成型复合层压加强件的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111619188B
CN111619188B CN202010490777.6A CN202010490777A CN111619188B CN 111619188 B CN111619188 B CN 111619188B CN 202010490777 A CN202010490777 A CN 202010490777A CN 111619188 B CN111619188 B CN 111619188B
Authority
CN
China
Prior art keywords
compactor
stiffener
radius
composite laminate
reinforcement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010490777.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111619188A (zh
Inventor
克里斯托弗·戴维·奥芬森德
柯克·本·卡伊塔
基兰·P·戴维斯
马修·R·索亚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Boeing Co
Original Assignee
Boeing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Boeing Co filed Critical Boeing Co
Publication of CN111619188A publication Critical patent/CN111619188A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111619188B publication Critical patent/CN111619188B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/0007—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding involving treatment or provisions in order to avoid deformation or air inclusion, e.g. to improve surface quality
    • B32B37/0015—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding involving treatment or provisions in order to avoid deformation or air inclusion, e.g. to improve surface quality to avoid warp or curl
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/02—Bending or folding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/16—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
    • B29C70/22—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in at least two directions forming a two dimensional structure
    • B29C70/222—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in at least two directions forming a two dimensional structure the structure being shaped to form a three dimensional configuration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/44—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/549—Details of caul plates, e.g. materials or shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/56—Tensioning reinforcements before or during shaping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B29D99/0003—Producing profiled members, e.g. beams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/10—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure
    • B32B37/1018—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure using only vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/14—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
    • B32B37/144—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers using layers with different mechanical or chemical conditions or properties, e.g. layers with different thermal shrinkage, layers under tension during bonding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
    • B64C1/06—Frames; Stringers; Longerons ; Fuselage sections
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C3/00—Wings
    • B64C3/18—Spars; Ribs; Stringers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F5/00—Designing, manufacturing, assembling, cleaning, maintaining or repairing aircraft, not otherwise provided for; Handling, transporting, testing or inspecting aircraft components, not otherwise provided for
    • B64F5/10—Manufacturing or assembling aircraft, e.g. jigs therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/001—Profiled members, e.g. beams, sections
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
    • B29L2031/3076—Aircrafts
    • B29L2031/3082—Fuselages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/748—Machines or parts thereof not otherwise provided for
    • B29L2031/7502—Supports, machine frames or beds, worktables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
    • B64C2001/0054—Fuselage structures substantially made from particular materials
    • B64C2001/0072—Fuselage structures substantially made from particular materials from composite materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/40—Weight reduction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本发明提供了一种制造成型复合层压加强件的方法，通过组装基本平坦的复合层压装料并且将装料形成为具有期望的截面形状的基本笔直的加强件来制造成型复合层压加强件。在具有内侧半径和外侧半径的加强件中形成轮廓。通过在加强件成型时减小内侧半径上的压缩应变来基本消除层板褶皱。

Description

制造成型复合层压加强件的方法
本申请是于2016年9月28日提交的、中国申请号为201610861728.2、发明名称为“制造成型复合层压加强件的方法”的发明专利申请的分案申请，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本公开总体上涉及复合层压的加强件制造，并且更具体地涉及用于制造减少层板褶皱的成型加强件(contoured stiffener)的方法和装置。
背景技术
可使用初次和二次成形操作的组合制造成型复合层压加强件，诸如，凹形纵梁。例如，冲压成形可用于将平坦的复合装料形成为具有期望的截面形状(例如但不限于帽形截面)的笔直加强件。在二次成形操作中，使用具有帽形截面的基本上笔直的半柔性压实机将纵梁沿着其长度形成到弯曲的成形工具上。通过真空袋施加于压实机的大气压力，并且可选地，高压釜压力，将加强件形成到弯曲的成形工具上，从而为加强件赋予期望的曲率。在二次成形操作期间，当加强件与成形工具的轮廓相符时，在加强件内产生弯曲应变。该弯曲应变可引起未加工的(green)层压板中的复合纤维的局部翘曲，在固化部分中，具体地在成型加强件的内侧半径附近的区域中，产生不期望的褶皱。
因此，需要一种通过控制层压板中可经历翘曲的那些区域中的平面内应变在复合层压加强件的成型期间减少层压板褶皱的方法和装置。
发明内容
所公开的实施方式提供了一种用于制造成型复合层压加强件的方法和装置，该方法和装置在层压板成型时减少或消除由在层压板中引发的压缩应变引起的层板褶皱。通过减少或基本上消除层板褶皱，加强件的结构性能可得到改善，并且可降低修复、再加工、检查和认证成本。
在一个实施方式中，通过增大用于将层压板形成到成型工具表面上的压实机的外侧半径上的拉伸来减少或消除层板褶皱。通过在压实机的外侧半径中切割狭槽来增大压实机的外侧半径上的拉伸应变。狭槽允许层压板密封于压实机并且允许层压板的平面外移动而不会将压缩应变引入到加强件的内侧半径中。通过在将层压板形成到成型固化工具上时保持层压板的外侧半径上的拉伸来实现压缩应变沿着内侧半径的抑制。压实机的外侧半径中的狭槽允许压实机沿着外侧半径展开，从而将拉伸施加至外侧半径。在外侧半径上获得的拉伸应变抵消当加强件形成到固化工具的成型表面上时在内侧半径上产生的压缩应变。
在另一个实施方式中，通过采用具有的曲率大于加强件形成在其上的成型工具表面的曲率的成型压实机来减少或消除成型加强件的内侧半径上的压缩应变。弯曲的压实机增大施加于压实机的内侧半径的拉伸。当加强件与工具表面相符时在加强件的内侧半径处得到的拉伸应变抵消由成形过程在加强件的内侧半径上产生的压缩应变。在整个轮廓成形过程期间保持施加于加强件的拉伸应变并且在加强件的整个固化中继续。
根据一个公开的实施方式，提供了一种用于制造成型复合层压加强件的方法。该方法包括组装基本上平坦的复合层压装料，将复合层压装料形成为具有期望的截面形状的基本上平坦的加强件，并且在具有内侧半径和外侧半径的加强件中形成轮廓。该方法还包括在轮廓的成形期间减小内侧半径上的压缩应变。组装复合层压装料包括搁置每个均具有0°纤维取向的预浸料层板段。搁置预浸料层板段包括重叠层板段。在加强件中形成轮廓包括将笔直加强件放置在弯曲的工具表面上，将压实机放置在笔直加强件上，并且使用压实机将加强件压紧到弯曲的工具表面上。减小内侧半径上的压缩应变包括增大压实机的外侧半径上的拉伸应变。通过在压实机的外侧半径中形成一系列狭缝来执行增大压实机的外侧半径上的拉伸应变。通过使用压实机将拉伸施加至复合层压加强件的外端来执行减小复合层压加强件的内侧半径上的压缩应变。
根据另一公开的实施方式，提供了一种用于制造成型复合层压帽形加强件的方法。该方法包括将基本平坦的复合层压装料形成为具有帽形截面的基本笔直的加强件，使用压实机在加强件中形成轮廓，并且当压实机在加强件中形成轮廓时允许压实机延伸。轮廓具有内侧半径和外侧半径，并且使用压实机形成轮廓包括将加强件压紧在具有基本上匹配内侧半径的弯曲工具表面的工具上。该方法还包括通过在外侧半径处产生减小加强件的内侧半径的区域中的压缩应变的拉伸应变来减少加强件的内侧半径的区域中的加强件的平面外翘曲。产生拉伸应变包括在压实机中形成一系列狭缝，这一系列狭缝在压实机将加强件形成到弯曲的工具表面上时允许压实机的内侧半径延伸。在一个变型中，产生拉伸应变包括将拉伸施加于加强件的内侧半径。将拉伸施加于加强件的内侧半径包括使用压实机施加拉伸，其中压实机是成型的并且具有的曲率大于弯曲的工具表面的曲率。该方法进一步包括固化加强件，其中在加强件的整个固化中继续产生拉伸应变。
根据又一公开的实施方式，提供了一种用于形成成型复合层压加强件的装置。该装置包括适配为形成复合层压加强件并压紧在工具表面上的压实机，压实机具有的曲率大于工具表面的曲率。压实机是可延伸的并且被配置为在将加强件形成在工具表面上时将拉伸施加于加强件。压实机具有帽形截面，该帽形截面包括盖部、一对凸缘部、连接盖部和凸缘部的一对腹板部。盖部在其中包括一系列间隔开的狭缝。压实机还包括内侧半径区段和外侧半径区段，并且内侧半径区段在其中包括一系列狭缝，允许压实机挠曲。
根据另一公开的实施方式，提供了一种用于形成具有帽形截面的成型复合层压加强件的装置。该装置包括适配为将复合层压加强件形成到弯曲的工具表面上的压实机。压实机包括盖部、一对凸缘部以及连接盖部和凸缘部的一对腹板部。压实机进一步在其中包括一系列间隔开的狭缝，这一系列间隔开的狭缝延伸通过凸缘部并且至少部分进入腹板部中，以用于在将加强件形成到弯曲的工具表面上时为复合层压加强件赋予拉伸应变。该装置还可包括适配为覆盖并将成形力传递至凸缘部的垫板。垫板可由基本柔性的材料形成。垫板还可在其中包括多个狭缝，在压实机将复合层压加强件形成到弯曲的工具表面上时允许垫板挠曲并且与凸缘部相符。
特征、功能和优点可在本发明的各种实施方式中单独地获得或可在其他实施方式中相结合，其另外的细节可参考下述具体实施方式和附图理解。
附图说明
在所附权利要求中阐述了示例性实施方式的新颖特征认可特性。然而，当结合附图阅读时，通过参照对本公开的示例性实施方式的以下详细描述，将最好地理解示例性实施方式以及优选的使用方式、其他目的及其优点，在附图中：
图1是成型帽形纵梁的立体图的图示。
图2是示出了将平坦的复合层压装料转换成具有帽形截面的笔直纵梁的立体图的图示。
图3是示出了采用压实机的一个实施方式的工具组件的纵向侧视图的图示。
图4是类似于图3的图示但示出了压实机和已组装好并向下形成到成形工具上的纵梁，为了清楚起见未示出真空袋。
图5是沿着图4中的线5-5截取的截面图的图示，但还示出了垫板和真空袋。
图6是在图3、图4及图5中示出的压实机已与成形工具的曲率相符之后的立体图的图示。
图7是形成图5中示出的工具组件的部分的可选压实机板的平面图的图示。
图8是图7中示出的压实机的侧面正视图的图示，用于说明压缩应变沿着压实机的内侧半径的减小。
图9是成型纵梁的图示，用于说明纵梁的内侧半径区域的褶皱的减少。
图10是压实机和具有多个成型的且平坦的工具表面的成形工具的可替换实施方式的纵向侧视图的图示。
图11和图12是不连续的0°层板的两个相邻段的侧视图的图示。
图13是采用压实机的可替换实施方式的成形工具组件的图示。
图14是图13中示出的成形工具组件的图示，其中压实机已部分向下吸引到成形工具上。
图15是在图14中标为“图15”的区域的图示，但其中成形工具的一部分已断开以更好地示出纵梁的盖中的拉伸应变。
图16是制造褶皱减少的成型复合层压加强件的方法的流程图的图示。
图17是制造成型复合层压帽形加强件的方法的流程图的图示。
图18是飞机制造和保养方法的流程图的图示。
图19是飞机的框图的图示。
具体实施方式
首先参照图1，所公开的实施方式提供了一种用于制造沿着其长轴32具有曲率30的成型复合层压加强件20的方法和装置。在所示出的实例中，加强件20是具有帽形截面22的帽形纵梁，然而，所公开的实施方式的原理可适用于具有任何各种截面形状(包括但不限于C、J、Z以及T截面形状)的各种不同的细长加强件。
帽形截面22包括通过一对腹板28连接至一对向外翻转的凸缘26的盖24。所示出的加强件20在形状上为凹入的，且盖24沿着曲率30的内侧半径34定位并且凸缘26沿着外侧半径36定位。如在本文中与成型加强件20结合使用的，“内侧半径”和“外侧半径”分别是指加强件20的内侧区段和外侧区段，或者换言之，位于内侧半径34附近的那些复合层板以及位于加强件20的外侧半径36附近的那些层板。在一些实施方式中，盖24可沿着外侧半径36定位，而凸缘26沿着内侧半径34定位。在又一些其他实施方式中，加强件20沿着其长度可具有一个以上的曲率30以及笔直区段。
在一个实施方式中，可使用初次和二次成形操作制造在图1中示出的成型加强件20。图2示出了初次成形操作，其中组装平坦的复合层压装料38并冲压形成为具有帽状截面的笔直加强件42。然而，可以采用其他过程以将装料38形成为具有期望的截面形状的笔直加强件42。装料38包括根据适于应用的预定层板计划布置的具有各种纤维取向的一堆预浸料层板40，包括0°层板40a。如以下将讨论的，可选地，一些或全部0°度层板40a可以是不连续的，例如为层板段70的形式，以帮助后续使笔直加强件42的成型。
现在将注意力转向图3至图6，其示出了在二次成形操作中可使用的压实机44和成形工具46以将笔直加强件42(图2)形成为期望的轮廓，诸如，在图1中示出的凹入形状。成形工具46具有形成为基本上匹配加强件20的期望曲率30(图1)的弯曲工具表面48，该成形工具可包括在其中固化加强件20的固化工具。压实机44用于将加强件42向下形成到工具表面48上，并且如稍后将更详细地讨论的，压实机被配置为避免沿着加强件20的内侧半径34(即，盖24)引入高水平的压缩应变(这可导致不期望的层板褶皱)。压实机44具有基本上匹配加强件20的帽状截面的截面形状。压实机包括通过一对腹板部54与一对凸缘部52相连接的盖部50。压实机44可由具有足够强度和稳定性的任何合适的材料(例如但不限于复合材料)形成以响应于所施加的成形力F将压实压力施加于未加工的加强件42。
压实机44在其中包括一系列纵向间隔开的狭缝56，这些狭缝完全延伸通过凸缘部52中的每一个并部分进入腹板部54中。在成形操作期间，所施加的成形力F将压实机44和加强件42弯曲到工具46上，从而使得它们呈现工具表面48的形状。当将笔直的压实机44弯曲到弯曲的工具表面48上，压实机44的外侧半径65处于拉伸中，使得其经历轴向延伸(被称为拉伸应变)，而内侧半径55处于压缩中并经历轴向压缩(被称为压缩应变)。凸缘部52中的狭缝56在成形过程期间在拉伸时展开。狭缝56的展开导致外侧半径65处的伸长量或拉伸应变的增大。外侧半径65(凸缘部52)处增大的拉伸应变抵消并且因此减小压实机盖部50中的压缩应变。压实机44的凸缘部52中的拉伸应变的增大传递至未加工的加强件42的凸缘26，这进而减少加强件盖24中的压缩应变和伴随的层板褶皱。
具体参照图4和图5，在使用中，笔直的加强件42放置在工具表面48上，并且此刻基本上笔直的压实机44放置到笔直的加强件42内。可选地，根据应用，垫板58(图5)放置在压实机44的顶部上，与压实机44的凸缘部52面对面接触。真空袋62(图5)然后放置在成形工具46、加强件42、压实机44及垫板58的组件之上。真空袋62密封在成形工具46周围，并且然后排气，使得大气压力将成形力F施加于压实机44。所施加的成形力F从压实机44传递至加强件42，使得加强件42向下形成到工具表面48上。尽管图中未示出，但可在高压釜(其中内部高压釜压力可包括成形力F的部分)内执行加强件成形过程。
随着施加成形力F，压实机44弯曲以与弯曲工具表面48相符。沿着压实机44的外侧半径65(参见图6)的狭缝56在该弯曲期间展开，允许压实机44在其沿着它的长度与工具表面48的曲率相符时挠曲并伸长。如之前所提到的，狭缝56起到增大沿着压实机44的外侧半径65的拉伸应变的作用，因为它们允许外侧半径65伸长得多于其响应于由所施加的成形力F引起的外侧半径处65的拉伸应力将以其他方式伸长。由于外侧半径65处的增大的拉伸应变，由弯曲应力产生的拉伸在加强件42内向内转移或者重定向，并且施加在加强件41内的更靠近内侧半径55的区域处。例如，所施加的拉伸的一部分可从外侧半径65转移并且施加在加强件42的位于内侧半径55与外侧半径65之间的某处的区域处。更靠近内侧半径施加的拉伸至少部分地抵消由压实机44在内侧半径55处经历的压缩，从而减小内侧半径55处的压缩应变。
在成形操作期间，所施加的成形力F通过压实机44传递至加强件42。由于将它们压紧在一起的成形力F以及它们之间的摩擦力和/或粘合力，压实机44和加强件42紧紧连接在一起并且相对于彼此不会大幅地滑动。压实机44与加强件42之间的粘合来自未加工的加强件42的粘性，在成形和/或固化期间在加热时这种粘合增加。根据应用、以及由此形成压实机44的材料，可需要或期望增大压实机44与加强件42之间的粘合和/或摩擦，使得这两个部件在成形过程期间相对于彼此不会滑动。可通过处理压实机44的表面使得在由加强件42接触时其表现出更大的摩擦和/或将一层粘合剂(未示出)置于压实机44与加强件42之间来实现粘合和/或摩擦的增加。
允许压实机44沿着其长度伸长并展开的拉伸应变的增大以及沿着内侧半径55的压缩应变的相应减小从压实机44传递至加强件42。狭缝56还有助于在未加工的加强件42周围实现可靠的真空密封。垫板58有助于将成形力F均匀施加于压实机凸缘部52。在一个实施方式中，垫板58可由允许其弯曲并与工具表面48的曲率相符的弹性材料形成。在其他实施方式中，如在图7中示出的，垫板58可由其中设置有一系列交错的狭槽60的更具刚性的材料(诸如，复合材料)形成，以允许垫板58响应于所施加的成形力F根据需要挠曲。
图8和图9分别示出了在被迫向下位于弯曲的工具表面48上之后的压实机44和加强件42的轮廓，并且笔直的加强件42已呈现工具表面48(其形成为与加强件42的形状互补)的形状。由于压实机44与弯曲的工具表面48相符，压实机44的靠近内侧半径85的区域，具体地盖部50，处于压缩66中。同时，压实机44的靠近外侧半径95的区域，即，凸缘部52和腹板部54的外侧区段，处于拉伸68中，使得狭缝56扩展并且压实机44展开。压实机44中的靠近外侧半径65的狭缝56的展开增大了该区域中的拉伸应变，并且拉伸应变的这种增大抵消了在内侧半径55的区域中出现的压缩应变。外侧半径65附近的拉伸应变的增大以及因而产生的内侧半径55附近的压缩应变的减小从压实机44传递至加强件42，从而减少或消除加强件42的盖24中的层板褶皱。加强件42的外侧半径35处的拉伸应变的增大允许更靠近内侧半径34的后续层板相对于彼此滑动，从而减小内侧半径34附近的压缩应变。在整个成型过程期间并且随后在整个固化中保持由压实机44经历的传递至加强件42的内侧半径34和外侧半径35的拉伸68和压缩66。
如前文所提到的，在一些应用中，加强件20沿着其长度可具有一个以上的曲率30以及笔直区段。例如，参照图10，成形工具46可具有带工具表面48的46a-46d的多个区段，其具有与加强件20的相应形状(未示出)分别互补的不同轮廓。在所示出的实例中，工具的区段46a和46d中的工具表面48具有与区段46b中的弯曲的工具表面48相反的曲率。通过区段46c中的基本上笔直的或者平坦的工具表面48连接区段46b和46d中的相反地成型的工具表面48。图10还示出了适于将笔直的加强件42(图10中未示出)压紧在成形工具46上的压实机44。压实机44包括位于凸缘部52中的两组狭缝56a、56c以用于在形成在工具46的区段46a和46d上时减小盖部50中的压缩应变，并且压实机44包括位于盖部50中的第三组狭缝56b以用于在形成在工具46的区段46b上时减小凸缘部54中的压缩应变。压实机44的将加强件42形成在区段46c中的平坦的工具表面48上的区域在其中不具有任何狭缝56。
现在参照图11和图12，在一些实施方式中，可选地，与增强纤维大致与加强件20的纵向轴线32(图1)对齐的具有0°取向的层板40a(参见图2)可以是不连续的。例如，0°不连续层板40a可包括0°预浸料层板段70(图2、图11和图12)，这些层板段沿着加强件20的长度彼此重。层板段70的长度L将取决于应用和加强件轮廓的程度。在轮廓成形过程(其中笔直的加强件42向下形成到成形工具表面48上)期间，层板段70相对于彼此在平面内(图11)滑动72，以便于将内侧半径85形成到工具表面48上并且帮助避免翘曲成平面外褶皱。
现在将注意力转向图13、图14及图15，其示出了采用弯曲的压实机74的可替换实施方式，该压实机具有的曲率半径84小于用于成型笔直的、未加工的加强件42的工具表面48的曲率半径88。因此，压实机74的曲率大于工具表面48的曲率。压实机74可由具有足够稳定性和刚性的任何合适的材料(诸如，复合材料)形成以将未加工的加强件42向下形成到弯曲的工具表面48上，但该材料仍能沿其长度延伸92(图13和图14)。压实机74具有内侧半径区段86和外侧半径区段87。压实机74的截面形状与笔直的加强件42的截面形状基本上相同并且包括通过一对腹板部80连接至一对凸缘部78的盖部76。在这个实施方式中，盖部76在其内侧半径区段86中设置有一系列间隔开的狭缝82，这些狭缝部分延伸到压实机74的腹板部80中。
现在具体参照图14和图15，在使用中，未加工的加强件42放置在工具46上，并且压实机74放置在加强件42上。尽管图中未示出，但真空袋密封在压实机74上并且随后排气。袋子的排气产生迫使压实机74抵靠加强件42的成形力F。成形力F使加强件42向下形成到弯曲的工具表面48上。高压釜处理可用于增大成形力F。压实机74的外端90最初与加强件42的外端105接合。在该接合期间，由于压实机74与加强件42之间的摩擦力，压实机74将拉伸96(图15)施加在加强件42的外端105上。随着压实机74在其与工具表面48相符时开始变平，在压实机74的与加强件盖24接触的表面中产生拉伸应变。该拉伸应变进而在加强件盖24中引发拉伸，该拉伸抵消当加强件盖与工具表面48相符时的加强件盖24中的压缩载荷的作用。可选地，尽管图中未示出，一层高摩擦材料或粘合剂可置于压实机74与加强件42之间以增加这两个部件之间的摩擦，并且从而增大由压实机74施加到加强件42的拉伸96。
压实机74的盖部76和腹板部80中的狭缝82的存在当压实机74挠曲并被迫向下位于弯曲的工具表面48上时允许压实机外端90的拉伸应变和延伸92。如前文所提到的，由压实机74施加到加强件42的内侧半径85(图9)的拉伸96抵消加强件42的内侧半径85中的压缩应变94。压实机74中的压缩应变94的减小或者消除，并且因此加强件42的内侧半径85中的压缩应变的减小或消除，基本上减少或消除当加强件向下形成到工具表面48上时的加强件42的盖24中的层板褶皱。
图16示出了形成成型的复合层压加强件20的方法的总体步骤。在95开始，组装基本上平坦的复合层压装料38，之后，在步骤97，将装料38形成到具有期望形状的截面22的笔直的加强件42中。在98，将曲率30形成到加强件42中。该轮廓具有内侧半径34和外侧半径36。在100，在加强件42中形成曲率30期间减小或者消除加强件的内侧半径34上的压缩应变。在102，固化成型的加强件20，并且在104，在加强件的整个固化中保持内侧半径上的压缩应变的减小。
图17示出了制造成型的复合层压帽形加强件的方法的总体步骤。在106开始，将基本上平坦的复合层压装料38形成到具有帽状截面22的基本上笔直的加强件42中。在108，压实机44用于在加强件42中形成轮廓。在110，当压实机44在加强件42中形成轮廓时，允许压实机延伸。
本公开的实施方式可用于各种可能的应用，具体地，运输行业，例如，包括航空航天、海运、汽车应用、以及可以使用诸如成型纵梁的成型拉长复合层压加强件的其他应用。因此，现参考图18和图19，本公开的实施方式可用于如图18中所示的飞机制造和保养方法114以及如图19中所示的飞机116的上下文中。仅举几个例子，所公开的实施方式的飞机应用可包括例如但不限于纵梁、翼梁和横梁。在预生产过程中，示例性方法114可包括飞机116的规格和设计18以及材料采购120。在生产过程中，进行飞机的部件和子组件制造122以及系统整合124。此后，飞机116可以进入验证和交付过程126以投入使用128。当由消费者使用时，对飞机116进行例行维护和保养130，其还可包括任何改进、重新配置、翻新等。
方法114的每一个过程可以通过系统整合商、第三方、和/或运营商(例如消费者)执行或者完成。为了该描述的目的，系统消费者商可包括但不限于任意数量的飞机制造商和主系统分包商；第三方可包括但不限于任意数量的承包商、分包商以及供应商；并且运营商可以是航空公司、租赁公司、军事企业、服务机构等。
如图19中所示，通过示例性方法114生产的飞机116可包括具有多个系统134的机身132并包括内部136。高级系统134的实例包括推进系统138、电力系统140、液压系统142和环境系统144中的一个或多个。可包括任意数量的其他系统。尽管示出了航空航天实例，然而，本公开的原理可适用于其他行业，诸如，海运和汽车行业等。
本文中体现的系统和方法可在生产和保养方法114的任何一个或多个阶段过程中采用。例如，对应于部件生产过程122和124的部件或子组件可以类似于飞机116在使用128时生产的部件或子组件的方式生产或制造。此外，一个或多个装置实施方式、方法实施方式或其组合可在生产阶段122和124过程中利用，例如通过显著加快飞机116的组装或降低飞机组装的成本。类似地，一个或多个装置实施方式、方法实施方式或其组合可在飞机116在使用时利用，例如但不限于维护和保养130。
如本文中所使用的，当关于列表中的各项使用短语“至少一个”时意指可使用所列项中的一个或者多个的组合，并且可仅需要列表中的每个项中的一项。例如，“项A、项B、以及项C中的至少一个”可包括但不限于项A、项A和项B、或项B。该实例还可包括项A、项B、以及项C或者项B和项C。该项可以是具体的对象、事物或者类别。换言之，至少一个意指可使用列表中的任意组合项和多个项，但不需要列表中的全部项。
因此，总之，根据本发明的第一方面，提供了：
A1.一种制造成型复合层压加强件的方法，包括：
组装基本上平坦的复合层压装料；
将复合层压装料形成为具有期望的截面形状的基本上笔直的加强件；
在具有内侧半径和外侧半径的加强件中形成轮廓；以及
在轮廓的形成期间减小内侧半径上的压缩应变。
A2.还提供了根据段落A1的方法，其中，组装复合层压装料包括搁置每个均具有0°纤维取向的预浸料层板段。
A3.还提供了根据段落A2的方法，其中，搁置预浸料层板段包括重叠层板段。
A4.还提供了根据段落A1的方法，其中，在加强件中形成轮廓包括：
将笔直的加强件放置到弯曲的工具表面上，
将压实机放置到笔直的加强件上，以及
使用压实机将加强件压紧在弯曲的工具表面上。
A5.还提供了根据段落A4的方法，其中，减小内侧半径上的压缩应变包括增大压实机的外侧半径上的拉伸应变。
A6.还提供了根据段落A5的方法，其中，通过在压实机的外侧半径中形成一系列狭缝来执行增大压实机的外侧半径上的拉伸应变。
A7.还提供了根据段落A4的方法，其中，通过使用压实机将拉伸施加至复合层压加强件的外端来执行减小复合层压加强件的内侧半径上的压缩应变。
根据本发明的另一方面，提供了：
B1.一种制造成型复合层压帽形加强件的方法，包括：
将基本上平坦的复合层压装料形成为具有帽状截面的基本上笔直的加强件；
使用压实机在加强件中形成轮廓；以及
当压实机在加强件中形成轮廓时允许压实机延伸。
B2.还提供了根据段落B1的方法，其中：
轮廓具有内侧半径和外侧半径，以及
使用压实机形成轮廓包括使加强件压紧在具有基本上匹配内侧半径的弯曲的工具表面的工具上。
B3.还提供了根据段落B2的方法，进一步包括：
通过在外侧半径处产生减小加强件的内侧半径的区域中的压缩应变的拉伸应变来减少加强件的内侧半径的区域中的加强件的平面外翘曲。
B4.还提供了根据段落B3的方法，其中：
产生拉伸应变包括在压实机中形成一系列狭缝，当压实机将加强件形成在弯曲的工具表面时，这一系列狭缝允许压实机的外侧半径延伸。
B5.还提供了根据段落B3的方法，进一步包括：
固化加强件，并且
其中在加强件的整个固化中继续产生拉伸应变。
B6.还提供了根据段落B3的方法，其中，产生拉伸应变包括将拉伸施加于加强件的内侧半径。
B7.还提供了根据段落B6的方法，其中，将拉伸施加于加强件的内侧半径包括使用压实机施加拉伸，其中，压实机是成型的并且具有的曲率大于弯曲的工具表面的曲率。
根据本发明的另一方面，提供了：
C1.一种用于形成成型复合层压加强件的装置，包括：
成型的压实机，适配为将复合层压加强件形成并且压紧在工具表面上，压实机具有的曲率大于工具表面的曲率。
C2.还提供了根据段落C1的装置，其中，压实机是可延伸的并且被配置为当加强件形成在工具表面上时将拉伸施加于加强件。
C3.还提供了根据段落C2的装置，其中：
压实机具有帽状截面，帽状截面包括盖部、一对凸缘部、连接盖部和凸缘部的一对腹板部，并且
盖部在其中包括一系列间隔开的狭缝。
C4.还提供了根据段落C1的装置，其中：
压实机包括内侧半径区段和外侧半径区段，并且
内侧半径区段在其中包括一系列狭缝，允许压实机挠曲。
根据本发明的另一方面，提供了：
D1.一种用于形成具有帽状截面的成型复合层压加强件的装置，包括：
压实机，适配为将复合层压加强件形成到弯曲的工具表面上，压实机包括盖部、一对凸缘部以及连接盖部与凸缘部的一对腹板部，压实机进一步在其中包括一系列间隔开的狭缝，这一系列狭缝延伸通过凸缘部并至少部分地进入腹板部中，用于当加强件形成到弯曲的工具表面上时为复合层压加强件赋予拉伸应变。
D2.还提供了根据段落D1的装置，进一步包括：
垫板，适配为覆盖并将成形力传递至凸缘部。
D3.还提供了根据段落D2的装置，其中，垫板由基本上柔性的材料形成。
D4.还提供了根据段落D2的装置，其中，垫板在其中包括多个狭缝，在压实机将复合层压加强件形成到弯曲的工具表面上时允许垫板挠曲并与凸缘部相符。
出于说明和描述的目的已呈现对不同的示例性实施方式的描述，而并非旨在穷尽所有实施方式或者将实施方式限于所公开的形式。对于本领域的普通技术人员而言，许多变型和修改将是显而易见的。此外，不同的示例性实施方式可提供与其它示例性的实施方式相比不同的优点。为了最好地说明实施方式的原理、实际应用，并且为了能够使本领域的普通技术人员理解具有各种变型以适于预期的特定用途的本公开，选择并描述了所选的实施方式。

Claims (17)

1.一种制造成型复合层压加强件的方法，包括：
组装基本上平坦的复合层压装料；
将所述复合层压装料形成为具有期望的截面形状的基本上笔直的加强件；
在具有内侧半径和外侧半径的所述加强件中形成轮廓；以及
在所述轮廓的形成过程中减小所述内侧半径上的压缩应变，
其中，减小所述内侧半径上的压缩应变包括增大压实机的外侧半径上的拉伸应变，
其中，在所述轮廓的形成过程中，通过在所述压实机的外侧半径中形成的一系列狭缝的宽度变化来执行增大所述压实机的外侧半径上的拉伸应变。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，组装复合层压装料包括搁置每个均具有0°纤维取向的预浸料层板段。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，搁置预浸料层板段包括重叠所述预浸料层板段。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述加强件中形成轮廓包括：
将所述笔直的加强件放置到弯曲的工具表面上，
将压实机放置到所述笔直的加强件上，以及
使用所述压实机将所述加强件压紧到所述弯曲的工具表面上。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，通过使用所述压实机将拉伸施加至所述加强件的外端来执行减小所述加强件的所述内侧半径上的压缩应变。
6.一种制造成型复合层压帽形加强件的方法，包括：
将基本上平坦的复合层压装料形成为具有帽状截面的基本上笔直的加强件；
使用压实机在所述加强件中形成轮廓；
当所述压实机在所述加强件中形成所述轮廓时允许所述压实机延伸；以及
通过在外侧半径处产生减小所述加强件的内侧半径的区域中的压缩应变的拉伸应变来减少所述加强件的所述内侧半径的区域中的所述加强件的平面外翘曲，
其中，产生拉伸应变包括使在所述压实机中形成的一系列狭缝的宽度变化，所述一系列狭缝的宽度变化在所述压实机将所述加强件形成到弯曲的工具表面上时允许所述压实机的外侧半径延伸。
7.根据权利要求6所述的方法，其中：
所述轮廓具有内侧半径和外侧半径，并且
使用压实机形成轮廓包括将所述加强件压紧在具有基本上匹配所述内侧半径的弯曲的工具表面的工具上。
8.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：
固化所述加强件，并且
其中，在所述加强件的整个固化中继续产生拉伸应变。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，产生拉伸应变包括将拉伸施加至所述加强件的所述内侧半径。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，将拉伸施加至所述加强件的所述内侧半径包括使用所述压实机施加拉伸，其中，所述压实机是成型的并且具有的曲率大于所述弯曲的工具表面的曲率。
11.一种用于形成成型复合层压加强件的装置，包括：
成型的压实机，适配为将复合层压加强件形成并压紧在工具表面上，所述压实机具有的曲率大于所述工具表面的曲率，
其中，所述压实机包括内侧半径区段和外侧半径区段，并且
所述内侧半径区段在所述内侧半径区段中包括一系列狭缝，在形成所述复合层压加强件时所述一系列狭缝的宽度变化以允许所述压实机挠曲。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述压实机是能延伸的并被配置为当所述加强件形成在所述工具表面上时将拉伸施加于所述加强件。
13.根据权利要求12所述的装置，其中：
所述压实机具有帽状截面，所述帽状截面包括盖部、一对凸缘部、连接所述盖部和所述凸缘部的一对腹板部，并且
所述盖部在所述盖部中包括一系列间隔开的狭缝。
14.一种用于形成具有帽状截面的成型复合层压加强件的装置，包括：
压实机，适配为将所述复合层压加强件形成到弯曲的工具表面上，所述压实机包括盖部、一对凸缘部以及连接所述盖部与所述凸缘部的一对腹板部，所述压实机进一步在所述压实机中包括一系列间隔开的狭缝，所述一系列狭缝延伸通过所述凸缘部并至少部分地进入所述腹板部中，当所述加强件形成到所述弯曲的工具表面上时所述一系列狭缝的宽度变化以便为所述复合层压加强件赋予拉伸应变。
15.根据权利要求14所述的装置，进一步包括：
垫板，适配为覆盖所述凸缘部并将成形力传递至所述凸缘部。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述垫板由基本上柔性的材料形成。
17.根据权利要求15所述的装置，其中，所述垫板在所述垫板中包括多个狭缝，在所述压实机将所述复合层压加强件形成到所述弯曲的工具表面上时允许所述垫板挠曲并与所述凸缘部相符。
CN202010490777.6A 2015-10-06 2016-09-28 制造成型复合层压加强件的方法 Active CN111619188B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/876,475 US10399283B2 (en) 2015-10-06 2015-10-06 Method and device for producing contoured composite laminate stiffeners with reduced wrinkling
US14/876,475 2015-10-06
CN201610861728.2A CN106985488B (zh) 2015-10-06 2016-09-28 制造成型复合层压加强件的方法

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610861728.2A Division CN106985488B (zh) 2015-10-06 2016-09-28 制造成型复合层压加强件的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111619188A CN111619188A (zh) 2020-09-04
CN111619188B true CN111619188B (zh) 2022-02-08

Family

ID=56507450

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610861728.2A Active CN106985488B (zh) 2015-10-06 2016-09-28 制造成型复合层压加强件的方法
CN202010490777.6A Active CN111619188B (zh) 2015-10-06 2016-09-28 制造成型复合层压加强件的方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610861728.2A Active CN106985488B (zh) 2015-10-06 2016-09-28 制造成型复合层压加强件的方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10399283B2 (zh)
EP (1) EP3162544B1 (zh)
CN (2) CN106985488B (zh)
ES (1) ES2760944T3 (zh)
PT (1) PT3162544T (zh)
RU (1) RU2727627C2 (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10392132B2 (en) * 2016-07-29 2019-08-27 The Boeing Company Curved aircraft substructure repair systems and methods
US11104113B2 (en) * 2017-04-19 2021-08-31 The Boeing Company Systems and methods for assembling elongate composite structures
WO2019189873A1 (ja) * 2018-03-30 2019-10-03 日本製鉄株式会社 成形品の製造方法
ES2880625T3 (es) * 2018-09-11 2021-11-25 Airbus Operations Sl Métodos para la fabricación de larguerillos curvos en omega y larguerillos en forma de Z de material compuesto y para la fabricación de un panel rigidizado de material compuesto con curvatura
US11358345B2 (en) 2019-01-02 2022-06-14 The Boeing Company Internal tooling for composite parts
US20200254702A1 (en) * 2019-02-07 2020-08-13 The Boeing Company Apparatus and method to tailor fiber distortion in composite parts
US11426957B2 (en) * 2019-10-14 2022-08-30 The Boeing Company Flexible caul and method of making the same
US11518121B2 (en) 2019-10-14 2022-12-06 The Boeing Company Constrained creep forming of contoured composite stiffeners
EP4046787A4 (en) * 2020-03-31 2023-06-07 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha PROCESS FOR MANUFACTURE OF AN INTERMEDIATE AIRCRAFT COMPONENT AND AIRCRAFT PART
CN114193688A (zh) * 2020-09-17 2022-03-18 波音公司 包含平面外特征的复合桁条的净形状形成
EP3970938A1 (en) 2020-09-17 2022-03-23 The Boeing Company Tool and method for forming contoured composite stringers having reduced wrinkling
EP4035877B1 (en) 2021-01-29 2024-05-01 The Boeing Company Forming system and method for forming a contoured composite structure
US11806954B2 (en) 2021-12-14 2023-11-07 The Boeing Company Wrinkle mitigation in contoured composite stiffeners
EP4360858A1 (en) * 2022-10-28 2024-05-01 Airbus Operations, S.L.U. Structural element for aircrafts and method for manufacturing said structural element

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0245110A (ja) * 1988-08-08 1990-02-15 Piramitsudo:Kk 巻癖を付けた末加硫ゴム部材の巻取用ライナーおよびその製造方法
US5114654A (en) * 1989-08-28 1992-05-19 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Method for forming a product having waved surface by bending a composite material sheet
US5468331A (en) * 1993-06-08 1995-11-21 General Electric Company Apparatus for making a bonded laminated article bend portion
CN1946541A (zh) * 2004-02-25 2007-04-11 波音公司 利用弹性网膜加工复合部件的装置和方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4790898A (en) 1982-07-19 1988-12-13 The Boeing Company Method and apparatus for fiber lamination
US4861406A (en) 1987-08-17 1989-08-29 The Boeing Company Method and apparatus for handling plies of composite material
DE3905520A1 (de) 1989-02-23 1990-08-30 Ullrich Lippert Sicherheitsvorrichtung und verfahren zur bereitstellung von betaetigungseinheiten
US6045651A (en) 1993-09-07 2000-04-04 The Boeing Company Hand assisted lamination system
US5700347A (en) 1996-01-11 1997-12-23 The Boeing Company Thermoplastic multi-tape application head
US7137182B2 (en) 2002-11-22 2006-11-21 The Boeing Company Parallel configuration composite material fabricator
US7357166B2 (en) 2004-11-24 2008-04-15 The Boeing Company Flexible mandrel for highly contoured composite stringer
ES2267367B1 (es) * 2004-12-30 2009-05-01 Airbus España S.L. Procedimiento y util para el encintado de moldes de piezas curvas.
DE102005044823B3 (de) 2005-09-20 2007-05-16 Airbus Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen dünner Materiallagen auf eine Reliefform
DE102006031326B4 (de) 2006-07-06 2010-09-23 Airbus Deutschland Gmbh Formkern und Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils für die Luft- und Raumfahrt
US7814644B2 (en) 2006-10-17 2010-10-19 The Boeing Company Positioning assembly for composite structure
US7788784B2 (en) 2006-10-17 2010-09-07 The Boeing Company Method of assembling composite structure
US7644491B2 (en) 2006-10-17 2010-01-12 The Boeing Company Device for assembling composite structure incorporating flipper assemblies
FR2928295B1 (fr) 2008-03-07 2017-12-08 Duqueine Rhone Alpes Procede et dispositif de moulage d'une piece courbe en materiau composite,et piece correspondante.
DE102009029575B4 (de) 2009-09-18 2011-06-22 Airbus Operations GmbH, 21129 Verfahren zur Versteifung eines Faserverbundbauteils und Anordnung zur Herstellung eines versteiften Faserverbundteils
US8997642B2 (en) 2011-08-08 2015-04-07 The Boeing Company Method for transporting, placing and compacting composite stiffeners
US9931807B2 (en) 2011-08-08 2018-04-03 The Boeing Company Flexible compactor with reinforcing spine
FR2991624B1 (fr) 2012-06-12 2015-03-06 Airbus Operations Sas Procede de realisation d'un profile courbe en materiau composite a partir d'une preforme rectiligne de nappes de fibres
US9649809B2 (en) * 2012-11-02 2017-05-16 The Boeing Company Wrinkle diffuser system for composites
DE102014216160A1 (de) * 2014-08-14 2016-02-18 Airbus Operations Gmbh Formkern, Verfahren und System zur Herstellung gekrümmter Verbundkomponenten

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0245110A (ja) * 1988-08-08 1990-02-15 Piramitsudo:Kk 巻癖を付けた末加硫ゴム部材の巻取用ライナーおよびその製造方法
US5114654A (en) * 1989-08-28 1992-05-19 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Method for forming a product having waved surface by bending a composite material sheet
US5468331A (en) * 1993-06-08 1995-11-21 General Electric Company Apparatus for making a bonded laminated article bend portion
CN1946541A (zh) * 2004-02-25 2007-04-11 波音公司 利用弹性网膜加工复合部件的装置和方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3162544B1 (en) 2019-09-04
CN106985488A (zh) 2017-07-28
RU2727627C2 (ru) 2020-07-22
CN111619188A (zh) 2020-09-04
RU2016129734A (ru) 2018-01-25
PT3162544T (pt) 2019-11-25
US20170095983A1 (en) 2017-04-06
CN106985488B (zh) 2020-06-30
EP3162544A1 (en) 2017-05-03
ES2760944T3 (es) 2020-05-18
US10399283B2 (en) 2019-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111619188B (zh) 制造成型复合层压加强件的方法
KR102205337B1 (ko) 굴곡진 맨드렐 표면에 경화되지 않은 복합재 부재를 압착하는 방법
US11370159B2 (en) Apparatus for forming a contoured hat stiffener
US8465613B2 (en) Method and apparatus for fabricating variable gauge, contoured composite stiffeners
EP3015258B1 (en) Method and apparatus for vacuum forming composite laminates
US9254619B2 (en) Method and apparatus for fabricating variable gauge, contoured composite stiffeners
CN112721233B (zh) 有轮廓的复合加劲肋的受约束蠕变成形
US8961732B2 (en) Method and device for compressing a composite radius
KR20180002017A (ko) 성형된 복합 라미네이트들의 링클 감소

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant