JP5813758B2 - フランジとカウンターフランジを形成する繊維構造体 - Google Patents

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Description

本発明は、一般的にプリフォームと呼ばれる繊維構造体において、フランジとカウンターフランジを有する複合材料部品を製造するために使用され、フランジとカウンターフランジのいずれもが繊維構造体から製作される、繊維構造体に関する。具体的には、本発明はタービンエンジンまたはターボジェット用の部品を製造するための繊維構造体に関する。
従来の機械構造では、部品はフランジとカウンターフランジを使用して一緒に連結されることが多い。通例、フランジは、部品の端部から一定の角度でその円周の全てまたは一部に沿って延在する部位であり、フランジにボルトを通して前記部品をボルト締めすることによって他の部品に接合するために使用される。カウンターフランジは、フランジと同じ全体形状を有する強化用部品であり、ボルトヘッドとフランジの間に配設される。カウンターフランジの機能は、部品を保持する力をフランジ全体に分配することである。カウンターフランジがない場合、それらの力はフランジ上でボルトヘッド近傍内に集中され、それによってフランジを脆弱化させる。カウンターフランジの機能を適正に実施するために、カウンターフランジはフランジの表面にぴったりと合わなければならない。
部品が複合材料で製作されるとき(このような部品は一般的に「複合材料部品」と呼ばれる)、部品の一部位を形成するフランジも同様に同じ複合材料で製作される。カウンターフランジは一般的に異なった材料で製作される。より最近の複合材料部品は、繊維(炭素、ケブラー、ガラスなどの)を使用して三次元製織されてポリマーで高密度化された繊維構造体から製作されている。このように、複合材料部品では、繊維構造体は固体のポリマーマトリックス内に埋め込まれる。このマトリックスは繊維構造体によって強化される。
一例として、このような高密度化を実施する1つの知られている技法に、液体を使用した含浸がある。これはインフュージョンとインジェクションに区別され、これらの技法のいずれについても別の場所で説明がなされている。
このように、上述の技法を使用して製造された複合材料部品から開始して、フランジとカウンターフランジがぴったりと合うことを保証するために、様々な解決法が可能である。
フランジがカウンターフランジの表面とぴったり合うように、カウンターフランジと接触するフランジの領域を機械加工することから成る解決法は、受け入れ難い。これは、そのような機械加工は繊維構造体の繊維を切断することになり、これによって、フランジの機械的強度をもたらすのが繊維であることから機械的完全性を損なうからである。
過去に使用された解決法は、複合材料フランジの表面とぴったり合う金属、例えばチタニウムからカウンターフランジを製造することにある。この場合フランジとカウンターフランジは別々の系統として製造される。複合材料部品はそれぞれ独自のものであり、具体的には、同じ型および同じ技法を使用して製造された他の部品ともしばしば異なる外側表面を有することが留意されるべきである。1つの複合材料部品と別の複合材料部品のこうしたばらつきは、フランジとカウンターフランジの間の接触不良を生み出し、結果的にその後に損傷を引き起こすリスクを冒す。さらに、フランジの繊維と金属製カウンターフランジの間の潜在的な点接触も、その後に損傷を引き起こすリスクを冒す。同様に、フランジとカウンターフランジの間で樹脂のポケットを形成する残遺区域があると、これもその後に損傷を引き起こすリスクを冒す。さらに、金属は、複合材料と比較して高重量の材料であり、約3倍の密度を有する。これによってターボジェットおよびタービンエンジンの重量を最適化するという背景においても欠点を有する。
本発明の目的は、実質的に上述の欠点を改善することである。
本発明は、マトリックスを備えた複合材料部品を製造するための繊維構造体にして、三次元製織によって製作され、主要部位と主要部位に隣接した辺縁部とを有し、前記マトリックスを強化する繊維構造体であって、前記辺縁部は、主要部位の厚みよりも大きい厚みを有し、辺縁部は、主要部位と連続するように配置された第1部位と第1部位上に重ね合わされた第2部位とを備え、前記辺縁部はこのようにして、前記第1部位と第2部位がそれぞれに前記部品を固定するためのフランジとカウンターフランジを形成するように、第2部位に向けて折り曲げられるように構成される、繊維構造体を提供することによって、この目的を達成する。
複合材料部品が繊維構造体を使用して製造されるとき、繊維構造体の主要部位は複合材料部品の本体を形成し、辺縁部は、フランジとカウンターフランジを備えた、複合材料部品の一体的な部位を形成するアセンブリを形成することが理解されることが可能である。フランジは第1部位から製作され、カウンターフランジは第2部位から製作される。第2部位は第1部位上に重ね合わされ、したがって余分の厚みをもたらす。
繊維構造体の辺縁部を折り曲げることは、フランジと複合材料部品の本体との間に屈曲部位をもたらす働きがある。辺縁部が主要部位を延長するとき、第1部位上に配置された第2部位は、主要部位の厚みを画定する平面の1つから突出する。辺縁部の第1部位は、主要部位の厚み以下の厚みを有し、第2部位の厚みは、第1部位と第2部位の厚みの合計に対応する辺縁部の厚みが、主要部位の厚みよりも大きくなるようなものであるということが理解されることが可能である。このように、辺縁部が折り曲げられる前に、即ち辺縁部が未だ主要部位を延長しているとき、第2部位は肩部を形成する。
「連続した」という用語の使用は、部位が他の部位から続いているが、これらの2つの部位は必ずしも同じ平面内に存在しないことを意味するものとして理解されるべきであることに留意されたい。「延長する」という用語は、部位が他の部位から続いており、両方の部位が同じ平面内に存在することを意味するのに用いられる。
このように、辺縁部を第2部位に向けて折り曲げることによって、即ち辺縁部の第2部位を主要部位に向けて持ってゆくことによって、繊維構造体は、フランジとカウンターフランジを備えたアセンブリの、部品の本体に対する最終形状を与えられる。この折り曲げ中、第2部位によって形成された肩部は主要部位に向けて移動されることが理解されることが可能である。有利には、この肩部は主要部位と接触する。
第1と第2部位は主要部位に直接連結される単一体を形成することも理解されることが可能である。同様に、複合材料部品が製造された後は、フランジとカウンターフランジは単一体を形成する。この単一体は複合材料部品の本体に直接接合され、それと連続している。
このように、本発明の繊維構造体によって、カウンターフランジは複合材料部品の製造中に製作され、フランジに対して直接位置決めされる。この結果、従来技術では直面されることになるカウンターフランジの調整および機械加工の作業がもはや必要なくなる。このことは、複合材料部品およびカウンターフランジ製造中の時間の節約を達成する。複合部品とは別個のカウンターフランジを提供する必要も、カウンターフランジを機械加工する必要ももはやないことから、これは大幅なコスト削減も達成する。さらに、複合材料部品とは別個のカウンターフランジを定位置に配置する必要がもはやないことから、複合材料部品をその状況、例えばタービンエンジン内で組み立てることがより簡単に行われる。
最後に、カウンターフランジを複合材料から製造することによって重量の節約が得られる。一般的に使用される複合材料は、チタニウムの密度よりも低い密度と、従来技術のカウンターフランジが製造されたチタニウムが材料である場合と同等のヤング率とを有し、その結果、同等の寸法について、複合材料のカウンターフランジはより軽重量でありながら、とりわけ剛性の点では同等の機械的特性を有する。本発明の繊維構造体によって、従来技術の技法を使用して製造されてきた部品と取り換えるのに適した複合材料部品において、フランジとカウンターフランジのアセンブリが同じ厚みおよび同じ機械的特性を有する複合材料部品を製造することが可能になることが理解されることが可能である。例えば、繊維構造体は炭素繊維から製作されてよく、樹脂はエポキシ樹脂であってよい。
有利には、辺縁部は自由端部を有し、第1部位は、辺縁部の自由端部の傍で部分的に第2部位から分離している。
このように、辺縁部は自由端部を有し、自由端部は、辺縁部に関して、辺縁部が主要部位に連結された側の反対側に位置付けられることが理解されることが可能である。このように、主要部位は、辺縁部の自由端部の傍で第2部位から分離し、第1部位と第2部位は、辺縁部と主要部位の間の接合部で結合されている。好ましくは、第1部位と第2部位は、辺縁部の厚みを画定する平面のうちの1つと実質的に平行な平面に沿って分離している。有利には、第1部位と第2部位は、辺縁部の自由端部と主要部位に連結された辺縁部の側との間の間隔の約80%の長さにわたって分離している。
辺縁部の折り曲げ中、この部分的な分離(または剥離)は、第1部位が第2部位に対して接線方向に滑動することを可能にし、それによって折り曲げ作業をし易くする。さらに、折り曲げが容易であることから、繊維構造体は折り曲げ部の角部にほとんどまたは全く不規則性を形成しない。回避される必要のあるこれらの不規則性は、例えば繊維同志が互いに押圧されているところの皺によって、かつ/あるいは繊維が牽引力を受けているところで伸ばされることによって引き起こされる場合がある。このように、第1部位と第2部位を部分的に剥離することによって、辺縁部が折り曲げられた後、繊維構造体内の製織の規則性が、とりわけ折り曲げ部の角部で向上され、その結果、完成複合材料部品のフランジとカウンターフランジの機械的特性が向上される。
このように、繊維構造体内で第1部位は第2部位から部分的に分離しているが、部品が製造された後は、フランジとカウンターフランジはポリマーマトリックス内で完全に結合された単一体を形成することが理解されることが可能である。
有利には、第1部位の厚みは第2部位の厚みとは異なる。
これは、各部位の厚みを所望の機械的特性に応じて調整することを可能にする。
有利には、第2部位は第1部位の縦糸繊維よりも短い縦糸繊維を有する。
縦糸繊維は、主要部位から辺縁部に向かって、即ち辺縁部に対して実質的に垂直方向に延在する繊維である。縦糸繊維は、辺縁部の折り曲げに対して最も大きな抵抗力を有する繊維である。したがって、第2部位内の縦糸繊維を短くすることによって、辺縁部の折り曲げが容易にされる。
好ましくは、主要部位は縦方向と横方向に延在し、第1部位は主要部位と連続して縦方向に延在し、第1部位の繊維の大部分は縦方向に配向され、第2部位の繊維の大部分は横方向に配向される。
縦方向繊維は縦糸繊維であり、横方向繊維は横糸繊維であることが理解されることが可能である。「大部分」とは50%を超えるものを意味する。
複合材料部品を支持する働きをするフランジを形成することになる第1部位は有利には、縦方向繊維、即ち主要部位から第1部位に向かって延在する繊維の大部分を有する。これらの縦方向繊維は、第1部位と主要部位のいずれにも共通であることが理解されることが可能である。フランジによる複合材料部品の固定力のほとんどはこれらの縦方向繊維によって保証される。その結果、この縦方向繊維の大部分によって、フランジの機械的保持性が向上される。
カウンターフランジを形成することになる第2部位は、フランジを強化する機能を実施する。この機能を提供するために、横方向繊維の存在が好適である。これらの横方向繊維はカウンターフランジの横方向の範囲全体にわたって延在して、これらの横方向繊維が、縦方向繊維によって付与される強度および剛性よりも大きな機械的強度、とりわけ曲げ剛性を付与するようにする。さらに、上述のように、縦方向繊維は、辺縁部の折り曲げに対して最も大きな抵抗力をもたらす繊維である。その結果、第2部位に横方向繊維の大部分を縦方向繊維全体にわたってもたらすことによって、折り曲げられるべき辺縁部の容量を制限せずにカウンターフランジの機械的強度が向上される。
本発明は、本発明の繊維構造体によって強化されたマトリックスを備えた複合材料部品であって、前記繊維構造体の第1部位と第2部位によってそれぞれ形成された固定用フランジと固定用カウンターフランジとを有する複合材料部品も提供する。
一実施形態では、複合材料部品は案内羽根を形成し、フランジとカウンターフランジは前記案内羽根の根元部の近傍内に位置付けられる。
ターボジェットまたはタービンエンジンの案内羽根、具体的には入口案内羽根または出口案内羽根(IGVまたはOGV)は軸方向に延在することと、羽根根元部は羽根の軸方向端部の近傍内に位置付けられることとが留意されるべきである。羽根は、羽根根元部の近傍内の羽根支持体、一般的には羽根車に固定される。
他の実施形態では、複合材料部品は円形断面の円筒状部分を形成し、円筒状部分は軸方向に沿って延在し、フランジとカウンターフランジは環状であり、円筒状部分の軸方向端部の近傍内に位置付けられる。有利には、円筒状部分はフェルールを形成する。
本発明は、繊維構造体によって強化されたマトリックスを備えた複合材料部品を製造するための前記繊維構造体を製造する方法であって、繊維構造体は本発明によるものであり、三次元製織によって製作される、方法も提供する。
有利には、第2部位を製作するために、繊維構造体の製織中に浮揚物が加えられる。
浮揚物は、第2部位の製織中に挿入される追加の繊維であることが理解されることが可能である。
有利には、第2部位のごく一部が第1部位から外される。
好ましくは、製織中、繊維は第2部位の縦糸面から第1部位の縦糸面を少なくとも部分的に分離する。
本発明は、繊維構造体によって強化されたマトリックスを備えた複合材部品を製造する方法であって、本発明の繊維構造体を提供するステップと、前記部品を固定するためのフランジとカウンターフランジを備えたアセンブリを形成するために前記繊維構造体の辺縁部を折り曲げるステップと、前記繊維構造体をポリマーで高密度化するステップにおいて、前記繊維構造体の繊維はポリマーによって形成されたマトリックス内に埋め込まれるステップとを備える方法も提供する。
有利には、辺縁部の自由端部は、第1部位の自由端部と第2部位の自由端部とが互いに連続して位置するようなやり方に機械加工される。
非制限的な実施例としてここに掲げられる本発明の様々な実施形態についての以下の詳しい説明を読めば、本発明およびその利点がより充分に理解されることが可能である。説明は添付図面のシートを参照する。
辺縁部が主要部位を延長するように配置された繊維構造体の第1実施形態の部分断面図である。 辺縁部が折り曲げられた第1実施形態の部分断面図である。 辺縁部が主要部位を延長するように配置された繊維構造体の第2実施形態の部分断面図である。 辺縁部が折り曲げられた第2実施形態の部分断面図である。 図2の繊維構造体を使用して得られた複合材料部品の部分断面図である。 複合材料案内羽根を示す図である。 複合材料フェルールを示す図である。
図1は、主要部位12と主要部位12に隣接した辺縁部14とを有する繊維構造体10の第1実施形態を示す。繊維構造体10は部分断面図で示され、辺縁部14が主要部位12を延長するように配置される。図1では矢印Lが縦方向を示し、矢印Eが厚み方向を表わす。横方向は図1に対して垂直方向に延び(即ち縦方向および厚み方向のいずれに対しても垂直方向に)、それは矢印Tによって表わされる。
辺縁部14は、互いに接合された第1部位16と第2部位18とを有する。主要部位12の端面12aを超えたところに一点鎖線で画かれた平面Pは第1部位16と第2部位18の間の境界を示す。この第1実施形態で、この境界は記号的に表わされていることが留意されるべきである。第2部位18は主要部位12から突出し、それは肩部18aを形成する。厚み方向Eに一点鎖線で画かれ、肩部18aと同じ高さに配置された平面Vは、主要部位12と第1部位16の間の境界を記号的に表わす。
この第1実施形態では、主要部位12は厚みE1を有し、第1部位16は厚みE2(この実施例ではE1=E2)を有し、第2部位18は厚みE3を有する。第2部位18は、余分の厚みを形成するように第1部位16に重なることから、辺縁部14は、主要部位12の厚みE1よりも大きな厚みE4を有し、この厚みE4は、第1と第2部位16と18の厚みの合計と等しい(E4=E2+E3)。
縦方向繊維20Lは縦方向Lに延在する。第1部位14の縦方向繊維20Lは、少なくとも部分的には、主要部位12の縦方向繊維20Lと共通である。即ち第1部位16の縦方向繊維20Lの全てまたは一部は主要部位12にも延在する。横方向繊維20Tおよび20T2が横方向Tに延在する。第1部位16には、横方向繊維20Tよりも多くの縦方向繊維20Lが存在する。反対に、第2部位18には、縦方向繊維20Lよりも多くの横方向繊維20T2が存在する。第2タイプの繊維の数に対してそれよりも大きい、または小さい第1タイプの繊維(具体的には縦方向繊維20L)のこの数は、繊維構造体10を図式的に二次元で示す図面では必ずしも見ることができないことが留意されるべきである。全体としての繊維構造体10を三次元で考察することが必要である。
さらに、第2部位18の縦方向繊維20Lは、第1部位16の縦方向繊維20Lに対して縦糸方向に短くされる。したがって、辺縁部14が第1部位12を延長するように配置されるとき、それらは辺縁部14の自由端部14aのところまでは、または言い換えると第2部位18の自由端部18bのところまでは延在しない。言い換えると、第2部位18の縦糸繊維(または縦方向繊維20L)は、第1部位16の縦糸繊維よりも短い。第2部位18の縦糸繊維は自由端部18bから後退されている。
この実施例では、第2部位18を製織するために、主要部位12の縦方向20L(縦糸繊維)が外され、追加の横方向繊維20T2(横糸繊維)が挿入される。これらの横方向繊維20T2は浮揚物を構成する。その結果、これらの追加の横方向繊維20T2を導入すると浮揚物を追加することになる。当然ながら、外される縦方向繊維20Lは横方向Tで選択される。例えば横方向Lで数えて3つ毎に1つの縦方向繊維20Lが外されて、横方向繊維20T2を追加することによって、第2部位18の製織を形成する。
この実施形態では、第2部位18の縦方向繊維20Lは、少なくとも部分的には、主要部位12の縦方向繊維20Lのごく一部と共通している。一変化形態では、第2部位18のこれらの縦方向繊維20Lは第2部位12の繊維20Lとは別個であり、それから独立している。
説明を明確にするために、繊維は極めて図式的に示されていることが留意されるべきである。それでもなお、読者は、三次元製織の結果、縦方向繊維20Lは、実際には厚み方向Eと縦方向Lの両方に延在することを理解するであろう。同様に、横方向繊維20Tおよび20T2も、実際には厚み方向Eと横方向Tの両方に延在する。
図2は、辺縁部14が第2部位18の側に矢印Aの方向に折り曲げられた後の図1の繊維構造物10を示す。肩部18aは主要部位12の外側面12aと接触している。複合材料部品を形成するために繊維構造体10がポリマー内に埋め込まれると、第1部位16はフランジを形成し、第2部位18はカウンターフランジを形成する。この実施例では、主要部位の面12aは外側の面である。当然ながら、一変化形態では、面12aは複合材料部品の内側面であってよい。辺縁部14の折り曲げられた位置のために、縦糸方向に短くされた第2部位18の縦方向繊維20Lは、辺縁部の自由端部14aに、または言い換えれば第2部位18の自由端部18bに延在することが留意されるべきである。
図3は、第1実施形態の繊維構造体10に類似の繊維構造体10’の第2実施形態を示す。唯一の相違点は、第1部位16が部分的に第2部位18から相対的に分離しているということである。第1実施形態と第2実施形態の間で類似する要素についてはここで再度説明がなされず、それらには同じ参照符号が与えられることが留意されるべきである。
境界22は平面P内で縦方向Lおよび横方向Tに位置する。この境界22は辺縁部14の自由端部14a内に通じる。第2部位18は辺縁部14内で、肩部18aの傍で第1部位16に連結される。この境界22は、第1部位16の縦糸繊維を第2部位18の縦糸繊維から離れた状態にすることによって、繊維構造体の製織中に非相互連結することによって得られる。
図4は、辺縁部14が、矢印Aによって表わされるように第2部位18の側に向けて折り曲げられた後の図3の繊維支持体10’を示す。境界22は、第2部位18が主要部位12から離れて接線方向に矢印Bに沿って、第1部位16に対して滑動することを可能にする。この繊維構造体10’では、第2部位18全体が接線方向に第1部位16に対して滑動する。したがって、縦糸方向に短くされた第2部位18の縦方向繊維20Lは、第1実施形態の繊維構造体10の辺縁部14を折り曲げる際に起こるように、辺縁部14の自由端部14aに到達することが可能ではない。
第2部位18が第1部位16に対して滑動したとき、第1部位16と第2部位18の自由端部16aと18bを有する辺縁部14aは、自由端部16aと18bが互いに一致して位置するように機械加工される。この実施例では、第1部位16の自由端部16aによって画定された切断平面Cを超えて突出した第2部位18の長さ分が切り取られる。一変化形態では、この機械加工は、複合材料部品が製造された後、即ち繊維構造体10’がポリマーマトリックス内に埋め込まれた後に実施されてよいことが留意されるべきである。
図5は、繊維構造体10を使用して製作された複合材料部品24の部分断面図である。当然ながら、一変化形態では、この部品24は繊維構造体10’から製造されることも可能である。
部品24では、繊維構造体10はポリマーマトリックス26内に埋め込まれる。第1部位16と第2部位18は点線によって記号的に分離されている。当然ながら、部品24が繊維構造体10から製造されていても、繊維構造体10’から製造されていても、第1部位16と第2部位18の両方がマトリックス26内に埋め込まれ、単一体(即ち単一のブロック)を形成する。このように、部品24では、部位16がフランジ28を形成し、第2部位18がカウンターフランジ30を形成する。部品24では、主要部位12が部品24の本体32を形成する。
図5は、部品24が固定されるボルト34および支持体36も点線で示す。フランジ28は支持体36の傍らに配置され、カウンターフランジ30はボルト34のヘッド34aの傍に配置される。このように、カウンターフランジ30はボルト34のヘッド34aによって生成された局所的な力を取り上げ、それらをフランジ28の全体に分配する。図1から図4を参照して先に述べられた通りの繊維の製織は、有利には、ボルト34のヘッド34aと協働するカウンターフランジ30に起因する局所的な力に耐えるカウンターフランジ30を形成する働きがあり、それによって、部品24の本体32を支持体34に確実に保持するフランジ28を形成することが留意されるべきである。
一変化形態では、フランジとカウンターフランジが類似の対称的な内部構造物を有するように、第1部位16と第2部位18は類似の織りを有する。したがって、ボルトのヘッドはフランジ28の傍でもカウンターフランジ30の傍でも同等にうまく配置されることができる。他の変化形態では、第1部位16と第2部位18の製織が、繊維構造体10および繊維構造体10’についての上述の説明に関して逆にされ、そのようにしてフランジとカウンターフランジの位置が図5に示された位置に対して互いに入れ替えられ、これによってアセンブリが図5に示されたものと比較して逆にされることを可能にする。支持体36はボルト34のヘッド34aの位置に配置され、ボルト34のヘッド34aは支持体36の位置に配置される。
図6は、繊維構造体10または10’と類似の繊維構造体から製作された案内羽根40を示す。材料内の影付きセクションは図5のセクションを表わす。羽根40は軸方向Xに延在する。羽根根元部42は、図5を参照して先に述べられた通りのフランジ28とカウンターフランジ30のアセンブリを有する。当然ながら、他の変化形態では、羽根は羽根ヘッド44の近傍内にも羽根根元部42のアセンブリと類似のフランジとカウンターフランジのアセンブリを有する。
図7は、繊維構造体10または10’に類似の繊維構造体を使用して製作された、軸方向Xに延在するフェルール50を示す。材料内の影付きセクションは図5のセクションを表わす。フェルール50の軸方向端部52は、図5を参照して先に述べられた通りのフランジ28とカウンターフランジ30を備えたアセンブリを有する。当然ながら、一変化形態では、フェルール50は、その第2軸方向端部54の近傍内にも第1軸方向端部52のアセンブリと類似のフランジとカウンターフランジのアセンブリを有する。フェルール50は円形断面の円筒部分を構成する。

Claims (13)

  1. マトリックス(26)を備えた複合材料部品(24)を製造するための繊維構造体(10、10’)にして、三次元製織によって製作され、主要部位(12)と主要部位(12)に隣接した辺縁部(14)とを有し、前記マトリックスを強化する繊維構造体であって、
    前記辺縁部(14)は主要部位(12)の厚み(E1)よりも大きな厚み(E4)を有することと、辺縁部(14)は主要部位(12)と連続するように配置された第1部位(16)と第1部位(16)上に重ね合わされた第2部位(18)とを備え、前記辺縁部(14)はこのようにして、前記第1部位(16)と第2部位(18)がそれぞれに前記部品(24)を固定するためのフランジ(28)とカウンターフランジ(30)を形成するように第2部位(18)に向けて折り曲げられるように構成されることを特徴とする、繊維構造体(10、10’)。
  2. 辺縁部(14)が自由端部(14a)を有し、第1部位(16)は辺縁部(14)の自由端部(14a)の傍で部分的に第2部位(18)から分離している、請求項1に記載の繊維構造体(10、10’)。
  3. 第1部位(16)の厚み(E2)が第2部位(18)の厚み(E3)とは異なる、請求項1または請求項2に記載の繊維構造体(10、10’)。
  4. 第2部位(18)が、第1部位(16)の縦糸繊維よりも短い縦糸繊維を有する、請求項1から3のいずれか一項に記載の繊維構造体(10、10’)。
  5. 主要部位(12)が縦方向(L)と横方向(T)に延在し、第1部位(16)は縦方向(L)に主要部位(12)と連続して延在し、第1部位(16)の繊維の大部分は縦方向(L)に配向され、第2部位(18)の繊維の大部分は横方向(T)に配向される、請求項1から4のいずれか一項に記載の繊維構造体(10、10’)。
  6. 請求項1から5のいずれか一項に記載の、複合材料部品を製造するための繊維構造体(10、10’)によって強化されたマトリックスを備えた複合材料部品(24)であって、前記繊維構造体(10、10’)の第1部位(16)と第2部位(18)によってそれぞれ形成されたフランジ(28)とカウンターフランジ(30)を有することを特徴とする、複合材料部品(24)。
  7. 前記複合材料部品(24)が案内羽根(40)を形成し、フランジ(28)とカウンターフランジ(30)は前記案内羽根(40)の根元部(42)の近傍内に位置付けられる、請求項6に記載の複合材料部品(24)。
  8. 円形断面の円筒状部分(50)を形成し、円筒状部分は軸方向(X)に沿って延在し、フランジ(28)とカウンターフランジ(30)は環状であり、円筒状部品(50)の軸方向端部(52)の近傍内に位置付けられる、請求項6に記載の複合材料部品(24)。
  9. 繊維構造体(10、10’)によって強化されたマトリックスを備えた複合材料部品(24)を製造するための前記繊維構造体(10、10’)を製造する方法であって、繊維構造体(10、10’)は、請求項1から5のいずれか一項に記載のものであり、三次元製織によって製作される、方法。
  10. 第2部位(18)を製作するために、繊維構造体(10、10’)の製織中に追加の繊維(20T2)が加えられる、請求項9に記載の繊維構造体(10、10’)を製造する方法。
  11. 第2部位(18)のごく一部が第1部位(16)から外される、請求項9または請求項10に記載の繊維構造体(10、10’)を製造する方法。
  12. 繊維構造体(10、10’)によって強化されたマトリックスを備えた複合材料部品(24)を製造する方法であって、
    請求項1から5のいずれか一項に記載の繊維構造体(10、10’)を提供するステップと、
    前記部品(24)を固定するためのフランジ(28)とカウンターフランジ(30)を備えたアセンブリを形成するように前記繊維構造体(10、10’)の辺縁部(14)を折り曲げるステップと、
    前記繊維構造体(10、10’)をポリマー(26)で高密度化するステップにおいて、前記繊維構造体(10、10’)の繊維(20L、20T、20T2)は、ポリマー(26)によって形成されたマトリックス内に埋め込まれる、ステップと、
    を備える方法。
  13. 辺縁部(14)の自由端部(14a)が、第1部位(16)の自由端部(16a)と第2部位(18)の自由端部(18b)とが互いに連続して位置するように、機械加工される、請求項12に記載の複合材料部品(24)を製造する方法。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2746018B1 (en) * 2012-12-18 2017-03-01 Airbus Operations GmbH Method and apparatus for production of composite preform
CN104565615B (zh) * 2014-11-21 2016-12-07 中联重科股份有限公司 法兰和输送管道及制造方法、凸缘、管路连接结构和混凝土泵送设备
RU2754541C1 (ru) * 2020-09-16 2021-09-03 Общество с ограниченной ответственностью "Институт легких материалов и технологий" Деформируемый сплав на основе алюминия и изделие из него

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4065339A (en) * 1972-01-18 1977-12-27 Bayer Aktiengesellschaft Process for producing fibre reinforced plastic tubes with flanges
BE794065A (fr) * 1972-01-18 1973-07-16 Bayer Ag Tuyau de matiere synthetique renforce par des fibres et procedeet dispositif pour sa fabrication en
US4846908A (en) * 1987-04-03 1989-07-11 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for preparing a fiber reinforced resin matrix preform
US4900072A (en) * 1987-11-11 1990-02-13 Ameron, Inc. Fiber-reinforced pipe flange
JPH0879887A (ja) 1994-09-08 1996-03-22 Hideo Onishi 電気−音響変換用スピーカ・システムにおける低音域の平坦特性範囲の拡張と機械的制動の方法
JP3767510B2 (ja) * 2002-04-19 2006-04-19 日東紡績株式会社 Frp板の連続成形方法
WO2004016844A1 (ja) * 2002-08-12 2004-02-26 Shikibo Ltd. 繊維強化複合材料用プリフォーム前駆体、繊維強化複合材料用プリフォームおよびその製造方法
JP4063183B2 (ja) * 2003-09-22 2008-03-19 株式会社豊田自動織機 三次元繊維構造体の製造方法
FR2893532B1 (fr) * 2005-11-23 2008-02-15 Messier Dowty Sa Sa Procede de fabrication d'une chape sur un element structural en materiau composite, notamment une bielle
CN100436923C (zh) 2006-09-12 2008-11-26 武汉理工大学 复合材料低温力矩管的制备方法
FR2970897B1 (fr) * 2011-01-28 2014-09-19 Snecma Structure fibreuse formant une bride et une contre-bride

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