JP5584620B2 - 複合曲線を有する複合梁及び製造方法 - Google Patents
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Description
また、本発明は以下に記載する態様を含む。
(態様1)
一方向カーボンファイバー複合層(152,153,156,157)から形成されるボディーを備える構造部材であって、
該ボディーが長軸及び長軸に垂直な断面を有し、該断面が少なくとも一つの均一な曲線及び少なくとも一つの複合曲線をボディーに提供するために長軸のポーションに沿って変化し、
均一な曲線を形成する複合層が長軸に沿って非連続的である構造部材。
(態様2)
断面がウェブ(124)及びウェブから延長される少なくとも一つのフランジ(120,122)を備える態様1の部材。
(態様3)
ファイバー複合層(152,153,156,157)が一方向浸透済みテープ材料を備える態様1の部材。
(態様4)
ボディーがウェブ(124)及び該ウェブから延長された対向するフランジ(120,122)を有する梁(104)、互いに平行に延びた対向するフランジのポーション、及び複合曲線を規定する互いに傾斜して延びるフランジのポーションを備える態様1の部材。
(態様5)
対向するウェブ(124)の一つは実質的に直線及び連続的である態様4の部材。
(態様6)
フランジ(120,122)が部分的に平行であり、他のフランジに対して部分的に傾斜している態様4の部材。
(態様7)
複合曲線を形成する少なくともいくつかの複合層(152,153,156,157)が長軸に沿って連続的であり、長軸に沿った一方向ファイバーのしわがなく複合曲線プロファイルが形成される態様1の部材。
(態様8)
複合曲線が:
第1の及び長軸に沿った均一な断面を有する第1の直線ポーション(126);
第2の及び長軸に沿った均一な断面を有する第2の直線ポーション(128)、第1の断面と異なる第2の断面;及び
第1及び第2の直線ポーションの間に延び、第3の長軸に沿って均一ではない断面を有する遷移部分(130)を備える態様1の部材。
(態様9)
ボディーが複数の一方向カーボンファイバー複合層(152,153,156,157)を備え、層内の複数のファイバーが互いに異なる方向を向いている態様1の部材。
(態様10)
ボディーは、線形プロファイル及び非線形プロファイルを規定するように配置された複数の一方向カーボンファイバー複合層(152,153,156,157)を備え、非線形曲線プロファイルを形成する複数の層が部材の長軸に沿った線形プロファイルを形成する複数の層とは異なり配置される態様1の部材。
(態様11)
一部に均一曲線及び一部に複合曲線を有する複合構造エレメントの製造方法であって、部材は一方向カーボンファイバー複合材料の層の平面チャージから形成され、
平面チャージを、0度ファイバーを有する層及び非0度ファイバーを有する層の別個の
スタックに分類すること、
平面チャージのスタックを並べて、それぞれ部材の均一及び複合曲線ポーションのための別個の層群を作成すること、
0度ファイバーを有する少なくともいくつかの層を部材の曲線及び非曲線ポーションに別々に適用すること、
を含む、方法。
(態様12)
また、平面チャージの非0度層の別個のスタックへの分類は、平面チャージの0度ファイバーに対して+45度及び−45度の角度に配向されたファイバーを有する層への分類を含む、態様11の方法。
(態様13)
部材が、一つの直線フランジ、ウェブ及び一つの非直線フランジを有するC型チャンネルとして形成される方法であって、さらに、
+45度の角度に配向されたファイバーを有する少なくとも一つの層及び−45度の角度に配向されたファイバーを有する少なくとも一つの層の、C型チャンネルの直線フランジ、ウェブ及び非直線フランジを包括する第1のドレープチャージを準備すること、
非直線フランジを覆う0度の角度に配向されたファイバーを有する層を含む第2のドレープチャージを準備すること、
+45度の角度に配向されたファイバーを有する少なくとも一つの層及び−45度の角度に配向されたファイバーを有する少なくとも一つの層の、C型チャンネルの直線フランジ、ウェブ及び非直線フランジを包括する第3のドレープチャージを準備すること、及び、
非直線フランジに適用される0度の角度に配向されたファイバーを有する層を含む第4のドレープを準備すること、
を含む、態様11の方法。
Claims (11)
- 複数の一方向性ファイバーの複合層から形成されるボディを含む構造部材であって、該ボディが長軸及び長軸に垂直な断面を有し、
前記ボディは、前記断面において、第1のフランジと前記第1のフランジに対向するように配置された第2のフランジと前記第1のフランジと前記第2のフランジの間に配置されたウェブとを備え、
前記断面において、前記第1のフランジ及び前記第2のフランジは前記ウェブに対して垂直になるように配置され、
前記第1のフランジは、前記長軸の長さ方向に沿った線形部分を有する均一な輪郭部分を形成し、前記第2のフランジは、前記長軸の長さ方向に沿った線形部分及び非線形部分を有する複合輪郭部分を形成するため、前記断面が前記長軸に沿って変化するようになっており、
前記複数の複合層は、前記長軸と平行に配向された一方向性ファイバーの複合層を含み、前記複合層は第1及び第2の複合層部分を備え、前記第1の複合層部分は前記均一な輪郭部分を含み、前記第2の複合層部分は前記複合輪郭部分を含む、構造部材。 - 前記一方向性ファイバーがカーボンファイバーである請求項1の構造部材。
- 前記複数の複合層が一方向浸透済みテープ材料を備える請求項1の構造部材。
- 前記ボディが前記ウェブ(124)及び前記第1及び第2のフランジ(120,122)を有する梁(104)を備える請求項1の構造部材。
- 前記第1及び第2のフランジ(120,122)が部分的に平行であり、前記第2のフランジが部分的に前記第1のフランジに対して傾斜している請求項1の構造部材。
- 前記複数の一方向性ファイバーの複合層はさらに、前記長軸に対して平行ではない角度で配向された一方向性ファイバーを有する複合層を備え、当該複合層は前記均一な輪郭部分及び前記複合輪郭部分の両方を形成する複合層を備える請求項1の構造部材。
- 前記複合輪郭部分が
前記長軸に沿った均一な第1の断面を有する第1の直線部分(126)と、
前記長軸に沿った均一な第2の断面を有し、前記第2の断面が前記第1の断面とは異なる第2の直線部分(128)と、
前記第1及び第2の直線部分の間に延び、前記長軸に沿って均一ではない第3の断面を有する遷移部分(130)を備える請求項1の構造部材。 - 前記長軸に対して平行ではない角度で配向された一方向性ファイバーを有する前記複合層は、前記長軸に対して+45度、−45度、+90度、及び−90度のうち少なくとも一つに配向された一方向性ファイバーを有する複合層を備える請求項6の構造部材。
- 複合構造部材の製造方法であって、前記構造部材は前記構造部材の長軸の長さ方向に沿った線形部分を有する均一な輪郭部分及び前記長軸の長さ方向に沿った線形部分及び非線形部分を有する複合輪郭部分を有し、前記構造部材は一方向性カーボンファイバー複合材料の層の平面チャージから形成され、前記方法は、
0度ファイバーを有する層及び非0度ファイバーを有する層の別個のスタックに前記平面チャージを分類するステップと、
前記平面チャージの前記スタックを順番付けし、前記部材の均一な輪郭部分及び前記複合輪郭部分のための別個の層グループを作成するステップと、
前記0度ファイバーを有する層の少なくともいくつかを前記均一な輪郭部分及び前記複合輪郭部分に別々に適用するステップと、
を含む、製造方法。 - 前記平面チャージを非0度層の別個のスタックへ分類するステップは、0度ファイバーに対して+45度及び−45度の角度に配向されたファイバーを有する層への分類をするステップを含む、請求項9の製造方法。
- 前記構造部材が、直線フランジ、ウェブ及び非直線フランジを有するC型チャンネルとして形成され、前記製造方法がさらに、
前記直線フランジ、ウェブ及び非直線フランジを包含する、+45度の角度に配向されたファイバーを有する少なくとも一つの層及び−45度の角度に配向されたファイバーを有する少なくとも一つの層の第1のドレープチャージを準備するステップと、
前記非直線フランジを覆う0度の角度に配向されたファイバーを有する層を含む第2のドレープチャージを準備するステップと、
前記直線フランジ、ウェブ及び非直線フランジを包含する、+45度の角度に配向されたファイバーを有する少なくとも一つの層及び−45度の角度に配向されたファイバーを有する少なくとも一つの層の第3のドレープチャージを準備するステップと、及び、
前記非直線フランジに適用される0度の角度に配向されたファイバーを有する層を含む第4のドレープチャージを準備するステップと、
を含む、請求項9の方法。
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