RU2503757C2 - Гибридные трехмерные тканые/слоистые распорки для применения с композитными конструкциями - Google Patents

Гибридные трехмерные тканые/слоистые распорки для применения с композитными конструкциями Download PDF

Info

Publication number
RU2503757C2
RU2503757C2 RU2010117968/12A RU2010117968A RU2503757C2 RU 2503757 C2 RU2503757 C2 RU 2503757C2 RU 2010117968/12 A RU2010117968/12 A RU 2010117968/12A RU 2010117968 A RU2010117968 A RU 2010117968A RU 2503757 C2 RU2503757 C2 RU 2503757C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
woven
fibers
layers
central part
warp
Prior art date
Application number
RU2010117968/12A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010117968A (ru
Inventor
Джонатан ГЕРИНГ
Брайан КОФФЕНБЕРРИ
Original Assignee
Олбэни Энджиниред Композитс, Инк.
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 Олбэни Энджиниред Композитс, Инк. filed Critical Олбэни Энджиниред Композитс, Инк.
Publication of RU2010117968A publication Critical patent/RU2010117968A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2503757C2 publication Critical patent/RU2503757C2/ru

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D25/00—Woven fabrics not otherwise provided for
    • D03D25/005—Three-dimensional woven fabrics
    • 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
    • B29C70/06—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
    • B29C70/24—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 three directions forming a three dimensional structure
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D11/00—Double or multi-ply fabrics not otherwise provided for
    • D03D11/02—Fabrics formed with pockets, tubes, loops, folds, tucks or flaps
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D13/00—Woven fabrics characterised by the special disposition of the warp or weft threads, e.g. with curved weft threads, with discontinuous warp threads, with diagonal warp or weft
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D13/00—Woven fabrics characterised by the special disposition of the warp or weft threads, e.g. with curved weft threads, with discontinuous warp threads, with diagonal warp or weft
    • D03D13/002—With diagonal warps or wefts
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D15/00—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
    • D03D15/20—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads
    • D03D15/242—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads inorganic, e.g. basalt
    • D03D15/267—Glass
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D15/00—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
    • D03D15/20—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads
    • D03D15/242—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads inorganic, e.g. basalt
    • D03D15/275—Carbon fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D3/00—Woven fabrics characterised by their shape
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D3/00—Woven fabrics characterised by their shape
    • D03D3/06—Fabrics of varying width
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • D05B75/00—Frames, stands, tables, or other furniture adapted to carry sewing machines
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2101/00—Inorganic fibres
    • D10B2101/02—Inorganic fibres based on oxides or oxide ceramics, e.g. silicates
    • D10B2101/06—Glass
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2101/00—Inorganic fibres
    • D10B2101/02—Inorganic fibres based on oxides or oxide ceramics, e.g. silicates
    • D10B2101/08—Ceramic
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2101/00—Inorganic fibres
    • D10B2101/10—Inorganic fibres based on non-oxides other than metals
    • D10B2101/12—Carbon; Pitch
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2201/00—Cellulose-based fibres, e.g. vegetable fibres
    • D10B2201/01—Natural vegetable fibres
    • D10B2201/02—Cotton
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2201/00—Cellulose-based fibres, e.g. vegetable fibres
    • D10B2201/20—Cellulose-derived artificial fibres
    • D10B2201/22—Cellulose-derived artificial fibres made from cellulose solutions
    • D10B2201/24—Viscose
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2321/00—Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D10B2321/02—Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds polyolefins
    • D10B2321/021—Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds polyolefins polyethylene
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2331/00—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products
    • D10B2331/02—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyamides
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2331/00—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products
    • D10B2331/02—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyamides
    • D10B2331/021—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyamides aromatic polyamides, e.g. aramides
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2331/00—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products
    • D10B2331/04—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyesters, e.g. polyethylene terephthalate [PET]
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2505/00—Industrial
    • D10B2505/02—Reinforcing materials; Prepregs
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24132—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including grain, strips, or filamentary elements in different layers or components parallel
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24479—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including variation in thickness
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3065—Including strand which is of specific structural definition
    • Y10T442/3089—Cross-sectional configuration of strand material is specified
    • Y10T442/3114—Cross-sectional configuration of the strand material is other than circular
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3179—Woven fabric is characterized by a particular or differential weave other than fabric in which the strand denier or warp/weft pick count is specified
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3179—Woven fabric is characterized by a particular or differential weave other than fabric in which the strand denier or warp/weft pick count is specified
    • Y10T442/3195—Three-dimensional weave [e.g., x-y-z planes, multi-planar warps and/or wefts, etc.]
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3472—Woven fabric including an additional woven fabric layer
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3472—Woven fabric including an additional woven fabric layer
    • Y10T442/3528—Three or more fabric layers
    • Y10T442/3569—Woven fabric layers impregnated with a thermosetting resin
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3472—Woven fabric including an additional woven fabric layer
    • Y10T442/3528—Three or more fabric layers
    • Y10T442/3594—Woven fabric layers impregnated with a thermoplastic resin [e.g., vinyl polymer, etc.]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Woven Fabrics (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

Тканая заготовка, используемая для армирования композитной конструкции, содержащая центральную часть (6, 10), имеющую переплетенные слои. Заготовка также содержит первую и вторую концевые части (4, 12), имеющие независимые тканые слои (50), которые сотканы за единое целое с переплетенными слоями в центральной части (6, 10) и которые проходят вдоль всей длины заготовки. Между независимыми ткаными слоями (50) в первой и второй концевых частях вплетены диагональные прослойки (26). Первая и вторая концевые части могут иметь проходящее по всей толщине армирование (71), содержащее армирующие волокна, которые пересекают независимые тканые слои и диагональные прослойки, сцепляя их вместе. 18 н. и 40 з.п. ф-лы, 10 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к геометрической конфигурации трехмерных тканых заготовок для армированных композитных конструкций, имеющих квазиизотропное или мультинаправленное армирование на одном или большем количестве концов конструкции и приблизительно однонаправленное армирование во всех других областях. Заготовки имеют дополнительное сквозное армирование по толщине, обеспеченное вставлением армирующих волокон в направлении толщины.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Использование армированных композитных материалов для производства конструктивных элементов теперь широко распространено, особенно в применениях, где необходимы такие их характеристики, как малый вес, прочность, жесткость, теплостойкость, автономность и адаптируемость к приданию формы. Такие элементы используются, например, в аэронавигационной, космической и спутниковой промышленности, а также для использования в устройствах для отдыха и спорта, например в спортивных лодках и автомобилях, и в бесчисленных других применениях. Трехмерная ткань в целом состоит из волокон, ориентированных в трех направлениях, причем каждое волокно проходит в перпендикулярном направлении относительно других волокон, т.е. вдоль X, Y и Z осевых направлений.
Как правило, элементы, выполненные из таких тканей, состоят из армированных материалов, внедренных в связующие материалы. Армирующий элемент может быть выполнен из материалов, таких как стекло, углерод, керамика, арамид (например, "KEVLAR®" от E.I.Dupont), полиэтилен и/или другие материалы, которые имеют требуемые физические, тепловые, химические и/или другие свойства, основное среди которых большая прочность против разрушающих напряжений. С помощью таких армированных материалов, которые, в конечном итоге, становятся составляющим элементом законченного элемента, требуемые характеристики армированных материалов, такие как очень высокая прочность, передаются законченному композитному элементу. Армирующие материалы составляющей могут обычно быть сотканы, связаны или иным образом ориентированы в требуемые конфигурации и формы для армированных заготовок. Обычно, особое внимание обращается на то, чтобы гарантировать оптимальное использование свойств, для которых были выбраны эти армирующие материалы составляющей. В целом, такие армированные заготовки объединены со связующим материалом, чтобы сформировать требуемые законченные элементы или изготовить рабочую заготовку для окончательного изготовления законченных элементов.
После того, как требуемая армированная заготовка создана, связующий материал может быть введен и объединен с заготовкой так, чтобы армированная заготовка стала полностью заключенной в связующий материал таким образом, чтобы связующий материал заполнил промежуточные области между элементами составляющей армированной заготовки. Связующий материал может быть любым материалом из большого разнообразия материалов, таких как эпоксидная смола, полиэфир, винилэфир, керамика, углерод и/или другие материалы, которые также имеют требуемые физические, тепловые, химические и/или другие свойства. Материалы, выбранные для использования в качестве связующего материала, могут быть, а могут и не быть тем же самым материалом, что и материал армированной заготовки, и могут иметь, а могут и не иметь сопоставимые физические, химические, тепловые или другие свойства. Как правило, однако, связующий материал выполняют не из тех же самых материалов, из которых выполняют армированную заготовку, или же он имеет несопоставимые с армированной заготовкой физические, химические, тепловые или другие свойства, так как обычная цель при использовании композитных объектов в первую очередь состоит в достижении комбинации характеристик в готовом изделии, которые не достижимы с помощью использования одного только материала составляющей.
Армированная заготовка и связующий материал, объединенные вместе, могут затем быть подвержены отверждению и стабилизированы в той же самой операции термической усадки или другими известными способами, а затем подвергнуты другим операциям для производства требуемого элемента. При этом существенно заметить, что, будучи так подвержены отверждению, последующие отвержденные массы связующего материала обычно имеют очень сильную адгезию к армирующему материалу (например, армированной заготовке). В результате напряжение на готовом элементе, особенно через его связующий материал, действующий как адгезив между волокнами, может быть эффективно передано материалу составляющей армированной заготовки и восприниматься им.
Как правило, простые, двумерные тканые материалы или однонаправленные волокна изготавливаются поставщиком материалов, а затем поставляются клиенту, который вырезает шаблоны и укладывает готовую часть слой за слоем. Самые простые тканые материалы являются плоскими, по существу двумерными структурами с волокнами, проходящими только в двух направлениях. Они сформированы путем чередования двух наборов нитей, перпендикулярных друг другу. В двумерном переплетении нити, проходящие под углом 0°, называются волокнами или нитями основы, а нити, проходящие под углом 90°, называются волокнами или нитями утка или волокнами или нитями заполнения. Для литьевого прессования ряд тканых материалов может быть объединен с образованием пакета из сухих слоев, который помещают в форму и вводят туда смолу. Эти ткани могут быть предварительно сформированы, используя либо "подшивание", либо термическую формовку и "прихватывание" с использованием связующей смолы.
Двумерные тканые конструкции, однако, имеют ограничения. Этап предварительного формирования требует большой ручной работы в пакете. Двумерные тканые конструкции не являются столь прочными или стойкими к растяжению, кроме разве вдоль направлений в 0° и 90°, особенно под углами, далекими от осей волокон. Один способ уменьшения этого возможного ограничения заключается в добавлении диагональных волокон к плетению, т.е. волокон, которые сотканы так, что они проходят через ткань под промежуточным углом, предпочтительно под углом в 45° к оси волокон заполнения.
Простые тканые заготовки также имеют один единственный слой. Это ограничивает возможную прочность материала. Одно возможное решение состоит в том, чтобы увеличить размер волокна. Другое решение заключается в использовании большого количества слоев или прослоек. Дополнительное преимущество использования большого количества слоев состоит в том, что некоторые слои могут быть ориентированы таким образом, чтобы оси основы и утка различных слоев были направлены в различных направлениях, действуя, таким образом, как ранее упомянутые диагональные волокна. Если эти слои представляют собой пакет одиночных слоев, ламинированных вместе со смолой, то, тем не менее, возникает проблема расслоения. Если слои сшиты вместе, то многие из сотканных волокон могут быть повреждены во время процесса сшивки, при этом полная прочность на растяжение может пострадать. Кроме того, как для ламинирования, так и для сшивания большого количества прослоек, обычно необходима ручная операция по укладке в пакеты, чтобы выровнить слои. В качестве альтернативы, слои могут быть вплетены как часть текстильного процесса. Создание большого количества переплетенных слоев ткани, особенно с интегральными диагональными волокнами, до настоящего времени было трудной проблемой.
Одним примером того, где используются композитные материалы, чтобы изготовить конструктивные элементы, является изготовление распорок и скоб. Распорки и скобы обычно содержат центральный стержень, имеющий крепежный конец на каждом конце конструкции. Эти крепежные концы могут иметь либо охватываемую, либо охватывающую (серьга) конфигурацию и используются для крепления распорки или скобы к конструкции, которую она армирует или окружает. Как было ранее отмечено, чтобы достигнуть увеличенной прочности композитной конструкции, для крепежных концов и стержней распорок, и скоб используется большое количество слоев или прослоек. Хотя использование большого количества слоев выгодно, поскольку индивидуальные слои могут быть ориентированы так, чтобы обеспечить армирование в направлениях в 0° и 90°, а также они могут быть ориентированы в диагональном направлении, чтобы обеспечить армирование в дополнительных направлениях, таком как ±45°, если они ламинированы вместе со смолой, расслаивание слоев может быть проблематичным.
Существует много примеров слоистых крепежных концов, в некоторых из которых используются гибридные материалы (т.е. чередующиеся слои углерода и титана), но слоистые крепежные концы до сих пор не объединялись с трехмерным тканым стержнем. Эффективность слоистого композитного крепежного конца для очень сильно нагруженных конструкций была продемонстрирована в нескольких финансируемых правительством программах. Однако насколько известно Заявителю, ни одна из этих программ не рассматривала использование трехмерных тканых заготовок.
Таким образом, требуются трехмерные заготовки для использования в распорках и скобах, имеющие ламинированные крепежные концы или части и монолитный трехмерный тканый центральный стержень. Преимущества использования трехмерной конструкции в центральной части заготовки состоят в том, что такая конструкция позволяет уменьшить трудозатраты, требуемые для вырезания и составления всех прослоек, необходимых для толстого композитного объекта, и при этом обеспечивает лучшие допустимые повреждения, по сравнению с обычными слоистыми композитными объектами. Преимущество независимых слоев на конце состоит в том, что ламинат может быть специально изготовлен так, чтобы он имел определенные свойства. Конкретно, часть или вся заготовка целиком могут быть армированы в направлении толщины путем вставления армирующих волокон под одним или большим количество углов.
Соответственно, имеется потребность в тканой заготовке, которая имеет полностью тканую трехмерную центральная часть с армированными слоистыми крепежными концами, составленными из независимых тканых слоев.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, основной целью изобретения является создание трехмерной тканой заготовки, имеющей вплетенную стержневую часть и пакет индивидуально сотканных тканей на крепежных концах для использования в композитной конструкции.
Еще одной целью изобретения является создание тканой заготовки для толстой композитной конструкции, которая имеет квазиизотропное или мультинаправленное армирование на одном или двух концах и почти однонаправленное армирование во всех других областях.
Еще одной целью изобретения является создание тканой заготовки, имеющей армирование толщины на одном или обоих крепежных концах, чтобы увеличить предел допустимых повреждений и улучшить свойства по толщине.
Еще одна цель изобретения заключается в создании композитной конструкции, которая может использоваться для выдерживания больших сконцентрированных нагрузок.
Эти и другие цели и преимущества обеспечиваются настоящим изобретением. В этом отношении настоящее изобретение направлено на тканую заготовку, которая используется для армирования композитной конструкции, и на способ производства такой заготовки. Тканая заготовка содержит центральную часть с большим количеством слоев, которые сотканы вместе. Заготовка содержит первую концевую часть, имеющую большое количество независимо сотканных слоев, которые целиком сотканы с большим количеством вплетенных слоев в центральной части и которые проходят вдоль всей длины заготовки. Заготовка также содержит вторую концевую часть, имеющую большое количество независимо сотканных слоев, которые целиком сотканы с большим количеством вплетенных слоев в центральной части и которые проходят вдоль всей длины заготовки. Между большим количеством независимо сотканных слоев в первой и второй концевых частях вплетены диагональные прослойки. Кроме того, тканая заготовка, имеющая один крепежный конец и стержневой конец, может быть изготовлена в соответствии с любым из раскрытых здесь вариантов выполнения.
Другой аспект настоящего изобретения направлен на трехмерную тканую заготовку, имеющую сквозное армирование по толщине, добавленное к независимо сотканным слоям и диагональным прослойкам в первой и второй концевых частях. Такое армирование по толщине приводит к увеличению прочности заготовки на сжатие путем уменьшения количества локального изгиба, который изменяет микромеханику и вызывает преждевременный отказ. Кроме того, благодаря армированию по толщине можно увеличить предел допустимых повреждений части композитных объектов путем ограничения степени расслаивания, связанного с повреждением от удара, а также увеличить прочность по толщине и жесткость, и напряжение сдвига.
Еще один аспект настоящего изобретения направлен на трехмерную армированную композитную конструкцию, изготовленную с использованием описанной здесь тканой заготовки. Армированная композитная конструкция содержит центральную часть, которая имеет однонаправленное армирование, и первую и вторую концевые части, которые являются квазиизотропно армированными или армированными во многих направлениях. В качестве альтернативы, первая и вторая части могут иметь армирование по толщине, включающее армирующие волокна, вставленные под углом в направлении толщины заготовки. Может также быть создана армированная композитная конструкция, имеющая стержневую часть на одном конце и крепежную часть на другом конце.
Различные отличительные по новизне признаки, которые характеризуют изобретение, специально отмечены в пунктах формулы изобретения, которая приложена к этому описанию и является его частью. Для лучшего понимания изобретения, его функциональных преимуществ и конкретных целей, достигаемых при его использовании, ссылка делается на сопроводительное подробное описание, в котором предпочтительные варианты выполнения изобретения проиллюстрированы на сопроводительных чертежах, на которых соответствующие элементы обозначены одними и теми же номерами позиций.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Последующее детальное описание, данное посредством примера и не предназначенное для ограничения настоящего изобретения исключительно этим примером, будет лучше всего оценено вместе с сопроводительными чертежами, на которых одинаковые номера позиций обозначают одинаковые элементы и части и на которых:
Фиг.1 представляет собой вид сверху композитной конструкции, содержащей стержневую часть с крепежными концами и имеющей охватываемую конфигурацию;
Фиг.2 представляет собой вид сверху композитной конструкции, содержащей стержневую часть с крепежными концами и имеющей охватывающую конфигурацию или конфигурацию скобы;
Фиг.3 представляет собой вид сверху заготовки, изготовленной в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения;
Фиг.4А представляет собой вид сверху заготовки, имеющей крепежные концы с симметричной конфигурацией, изготовленной в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения;
Фиг.4В представляет собой вид сверху заготовки, имеющей крепежные концы с симметричной конфигурацией, изготовленной в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения;
Фиг.4С представляет собой вид сверху заготовки, имеющей крепежные концы с асимметричной конфигурацией, изготовленной в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения;
Фиг.4D представляет собой вид сверху заготовки, имеющей крепежные концы с асимметричной конфигурацией, изготовленной в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения;
Фиг.5А и 5В представляют собой виды сверху заготовок, имеющих охватывающие крепежные концы, выполненные в соответствии с вариантами выполнения настоящего изобретения;
Фиг.6А-6В представляют собой увеличенные виды сверху заготовки, показывающие армирующие волокна, пересекающие слои заготовки. Фиг.6А изображает крепежный конец, в котором армирующие волокна проходят перпендикулярно к плоскости слоев, в соответствии с одним аспектом изобретения, а Фиг.6В изображает крепежный конец, в котором армирующие волокна проходят под углом к перпендикуляру к плоскости слоев, в соответствии с одним аспектом изобретения;
Фиг.7 представляет собой трехмерный вид композитной конструкции, содержащей стержневую часть с крепежными концами, имеющими охватываемую конфигурацию и сквозные круглые отверстия, в соответствии с одним аспектом изобретения;
Фиг.8 представляет собой трехмерный вид композитной конструкции, содержащей стержневую часть с крепежными концами, имеющими охватывающую конфигурацию или конфигурацию скобы и сквозные круглые отверстия, в соответствии с одним аспектом изобретения;
Фиг.9 представляет собой увеличенный вид сверху крепежного конца заготовки, имеющей армирование по толщине, причем армирующие волокна равномерно распространены по крепежному концу в соответствии с одним аспектом изобретения; и
Фиг.10 представляет собой увеличенный вид сверху крепежного конца заготовки, имеющей армирование по толщине, причем армирующие волокна сконцентрированы вокруг края сквозного отверстия в крепежном конце, в соответствии с одним аспектом изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ
Настоящее изобретение ниже описано более полно со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых показаны предпочтительные варианты выполнения изобретения. Это изобретение может, однако, быть выполнено во многих различных формах и не должно рассматриваться как ограниченное описанными в этом документе иллюстративными вариантами выполнения. Скорее эти иллюстративные варианты выполнения приведены, чтобы описание изобретения было полным и завершенным и полностью бы передавало специалистам в этом уровне техники объем изобретения.
В последующем описании одинаковые номера позиций обозначают одинаковые или соответствующие части на всех чертежах. Кроме того, в последующем описании подразумевается, что такие термины как "верхний", "нижний", "верх" и "низ" и т.п. приведены для удобства и не должны рассматриваться как ограничивающие термины.
Настоящее изобретение определяет концепцию заготовки для композитной конструкции или балки, у которой имеется квазиизотропное или мультинаправленное армирование на одном или двух концах и почти однонаправленное армирование во всех других областях. Такая конфигурация нужна конструкциям, которые должны выдерживать большие сконцентрированные нагрузки, таким как распорки и скобы. Квазиизотропно или мультинаправленно армированные концы обеспечивают хорошие свойства опоры и лучше сбалансированные напряжения на растяжение, сжатие и сдвиг, делая их хорошим выбором для крепежных концов конструкции. Эти крепежные концы могут иметь либо охватываемую, либо охватывающую (скоба) конфигурацию. Однонаправленная часть обеспечивает высокую осевую жесткость, которая хороша для предотвращения деформации стержня или изгиба, делая ее хорошим выбором для основной стержневой части распорки или скобы. На Фиг.1 изображена распорка или скоба 2, которая имеет крепежные концы 4 и трехмерную основную стержневую часть 6. Концы 4 на Фиг.1 имеют охватываемую конфигурацию. На Фиг.2 изображена распорка или скоба 8 с трехмерной основной стержневой частью 10 и крепежными концами 12, имеющими охватывающую конфигурацию или конфигурацию скобы.
Преимущества использования трехмерной конструкции в центральной части заготовки состоят в том, что такая конструкция уменьшает усилия, необходимые для вырезания и составления всех прослоек, требуемых для толстого композитного объекта, и это обеспечивает лучший предел допустимых повреждений, чем обычные слоистые композитные объекты. Преимущество независимых слоев на концах конструкции состоит в том, что ламинат может быть приспособлен, чтобы иметь определенные свойства. Как уже упомянуто, крепежные концы, как полагают, квазиизотропны или мультинаправлено армированы, но они могли иметь фактически любую слоистую конфигурацию.
Эта заготовка состоит из трехмерной тканой части, состоящей из большого количества слоев и подобного числа независимых диагональных слоев. В центральной части или в стержневой части трехмерной тканой части все слои переплетены или сотканы целиком, вместе формируя монолитный блок тканого материала. Архитектура волокон, используемая в этой части, может представлять собой любой обычный узор для толстой заготовки, включая, но не ограничиваясь, от слоя к слою, через всю толщину, соединением под углом или ортогональной архитектурой. На концах конструкции индивидуальные слои переплетаются независимо друг от друга, чтобы сформировать пакет тканей с армированием в направлениях в 0° и 90°, где 0° - направление вдоль длины конструкции. Диагональные слои или прослойки, которые изготовлены отдельно, обеспечивают армирование в дополнительных направлениях к направлениям 0°/90°, таком как направление в ±45°, которые внедрены между слоями с тканью в 0°/90°, чтобы сформировать обычную слоистую конструкцию. Диагональные слои или прослойки могут быть сотканы с использованием волокон утка или основы, или же они могут быть неткаными, связанными или просто представлять собой набор волокон с ориентацией в 0° или 90°. На приведенных далее чертежах направление основы вдоль 0° или вдоль конструкции, как обозначено стрелкой 100.
Все слои, которые содержат заготовку, включая центральную часть или стержневую часть, сотканы с волокнами или нитями основы и волокнами или нитями утка или заполнения, используя жаккардовый станок и фиксируемый челнок; однако, чтобы соткать слои, может использоваться любой обычный метод текстильного производства. Волокна или нити могут быть как синтетическими, так и натуральными материалами, такими как, но не ограничиваясь, углерод, нейлон, искусственный шелк, полиэфир, стекловолокно, хлопок, стекло, керамика, арамид и полиэтилен. Законченную тканую заготовку затем перерабатывают в тканую/слоистую композитную структуру с введением связующего материала, такого как, но не ограничиваясь, эпоксидную смолу, полиэфир, винилэфир, керамику, углерод и/или другие материалы, которые также проявляют требуемые физические, тепловые, химические и/или другие свойства, используя традиционные методики, такие как, но не ограничиваясь, литьевое формование или химическая пропитка в паровой фазе.
В соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения Фиг.3 изображает сегмент конструкции 14, имеющей толстую центральную часть 16, которая выполнена за одно целое с двумя более тонкими охватываемыми крепежными концами 18, которые расположены с обеих сторон центральной части 16. Как может быть видно из Фиг.3, толстая центральная часть 16 является монолитным, трехмерным тканым стержнем, составленным из большого количества тканых слоев 50, которые переплетены или сотканы вместе. Чтобы сформировать более тонкие охватываемые крепежные концы 18, слои волокон основы от толстой центральной стержневой части 16 выплетают из заготовки, чтобы обеспечить клиновидный переход 22 от стержня 16 к более тонким крепежным концам 18.
Как только требуемое число слоев волокна основы выплетено из заготовки, чтобы сузить стержень до требуемой толщины крепежной части, дополнительные слои волокон основы выплетают из заготовки в более тонких крепежных концах 18, чтобы обеспечить промежуток или пространство для диагональных прослоек ткани. Остающиеся волокна основы в более тонких концах 18, которые целиком сотканы с большим количеством слоев 50 в стержне или центральной части 16 и которые непрерывны вдоль конструкции, формируют индивидуальные слои прослоек 24, которые сотканы независимо от друг друга. Этот пакет прослоек или тканей обеспечивает армирование в более тонких концах 18 в направлениях в 0° и 90°. Поскольку прослойки 24, имеющие направление в 0°/90°, не переплетены друг с другом, в промежутках между 0°/90° прослойками 24 могут быть внедрены диагональные прослойки 26, которые обеспечивают армирование в дополнительных направлениях, таких как направления в ±45°, формируя пакет тканей, который, когда использован связующий материал, образует слоистую конструкцию, которая обеспечивает квазиизотропное или мультинаправленное армирование в более тонких концах 18. Кроме того, как изображено на Фиг.3, конструкция имеет непрерывное поверхностное волокно 28, которое является наиболее удаленным волокном основы толстого стержня 16.
Если требуется, в отличие от конструкции для этого варианта выполнения, у которой на каждой стороне центральной части 16 имеется по одному более тонкому концу 18, как описано выше, в соответствии с раскрытым здесь вариантом выполнения может быть создана конструкция, имеющая только один более тонкий конец 18. В таком случае конструкция будет содержать один конец, подобный монолитной, трехмерной тканой центральной части 16, и один более тонкий конец 18, как описано выше. Конструкция, изготовленная этим способом, более близко напоминает конструкцию, изображенную на Фиг.3.
Другой вариант выполнения настоящего изобретения изображен на Фиг.4А-4D, которые показывают сегмент конструкции 30, содержащей два крепежных конца 32, которые являются более толстыми, чем монолитная трехмерная тканая центральная стержневая часть 34 конструкции 30. Как имеет место в предыдущем варианте выполнения, центральная стержневая часть 34 состоит из большого количества тканых слоев 35, которые переплетены или сотканы вместе. В этой конструкции, однако, нет никакой необходимости выплетать волокна 36 основы из стержневой части 34, чтобы сформировать более толстые крепежные концы 32. Вместо этого все волокна 36 основы, которые обычно использовались для создания стержня 34, используются для создания более толстых концов 32. Волокна 36 основы стержня 34, однако, не переплетены друг с другом на более толстых концах 32. Это обеспечивает возможность внедрения диагональных прослоек 38 между волокнами 40 основы в более толстых концах 32, которые являются прослойками, которые обеспечивают армирование в направлении 0°/90°. Поэтому, более толстые концы 32 имеют пакет тканей, состоящих из ориентированных под углом в 0°/90° прослоек или тканей, и отдельно изготовленные прослойки, ориентированные в направлениях, отличных от 0°/90°, например в направлениях в ±45° так, что, когда применен связующий материал, это приводит к созданию слоистого крепежного конца, имеющего квазиизотропное или мультинаправленное армирование. Кроме того, как можно видеть из Фиг.4А-4D, у конструкций, изготовленных в соответствии с этим вариантом выполнения, имеется ступенчатый переход 42 от слоистого более толстого конца 32 к монолитной стержневой части 34, улучшая, тем самым, передачу нагрузки от одной части к другой.
Как можно видеть из Фиг.4А-4D, длина и расположение диагональных прослоек 38 изменяется от чертежа к чертежу. На Фиг.4А и 4В изображен конец 32, имеющий симметричную конфигурацию. Таким образом, длина и расположение диагональных прослоек 38 на конце 32 симметричны относительно средней линии или продольной оси А-А. На Фиг.4А изображена симметричная конфигурация, в которой длина последовательных диагональных прослоек 38 увеличивается в верхней половине 39 и в нижней половине 41 конца 32 при движении от средней линии А-А к верхней поверхности 43 и нижней поверхности 45 конца 32. На Фиг.4В изображена симметричная конфигурация, в которой длина последовательных диагональных прослоек 38 уменьшается в обеих половинах 39 и 41 конца 32 при движении от средней линии А-А к верхней поверхности 43 и нижней поверхности 45 конца 32.
На Фиг.4С и 4D изображен крепежный конец 32, имеющий асимметричную конфигурацию. Таким образом, длина последовательных диагональных прослоек 38 в конце 32 только увеличивается или уменьшается при движении от нижней поверхности 45 к верхней поверхности 43 конца 32. На Фиг.4С показана асимметричная конфигурация, в которой длина последовательных диагональных прослоек 38 в конце 32 увеличивается при движении от нижней поверхности 45 к верхней поверхности 43 конца 32. Как показано на Фиг.4D, конец 32 может также быть изготовлен с длиной последовательных диагональных прослоек 38, уменьшающейся при движении от нижней поверхности 45 к верхней поверхности 43 конца 32.
Если требуется, в отличие от ранее описанных конструкций для этого варианта выполнения, у которых есть центральная часть 34 с двумя более толстыми концами 32, по одному на каждой ее стороне, в соответствии с раскрытым здесь вариантом выполнения может быть создана конструкция, имеющая только один более толстый конец 32. В таком случае конструкция будет содержать один конец, подобный монолитной, трехмерной тканой центральной части 34, и один более толстый конец 32, как описано выше. Конструкция, изготовленная этим способом, более близко напоминает конструкции, изображенные на Фиг.4А-4D.
В другом варианте выполнения настоящего изобретения на Фиг.5А изображен сегмент конструкции 44, имеющей монолитную трехмерную тканую центральную стержневую часть 46 с двумя охватывающими крепежными концами или скобами 48. Как можно видеть из Фиг.5А, охватывающий крепежный конец 48 может быть повернут относительно центрального стержня 46 так, что охватывающий конец 48 находится не на одной линии или не коллинеарен центральному стержню 46. В другом варианте выполнения настоящего изобретения монолитная трехмерная тканая центральная часть 46 параллельна двум охватывающим крепежным концам или скобам 48. Аналогично предыдущим вариантам выполнения, центральный стержень 46 состоит из большого количества тканых слоев 50, которые переплетены или сотканы вместе. Чтобы сформировать охватывающие крепежные концы или скобы 48, монолитный стержень 46 ткут таким образом, что он раздваивается 52, чтобы сформировать обе половины скоб. Слои 54, имеющие направление в 0°/90°, в первой или угловой части 56 каждой половины скоб продолжают переплетаться вместе.
Чтобы обеспечить зазор между армированными слоями 58, имеющими направление в 0°/90°, для диагональных прослоек 60 ткани в параллельных или концевых частях 62 скобы, волокна основы выплетают из угловых частей 56 заготовки. Остающиеся волокна основы в концах 48, которые сотканы за одно целое с большим количеством тканых слоев 50 в центральном стержне 46 и угловых частях 54, формируют индивидуальные слои, которые сотканы независимо друг от друга и обеспечивают армирование в скобе 48 в направлениях 0° и 90°. Поскольку слои 58, имеющие направление в 0°/90°, не переплетены друг с другом, армирование в направлениях, кроме направления 0°/90°, например, ±45°, обеспечивается с помощью диагональных прослоек 60, которые внедрены между слоями 58, имеющими направление в 0°/90°, формируя пакеты ткани в скобах, которые обеспечивают квазиизотропное или мультинаправленное армирование, когда связующий материал добавлен в заготовку.
На Фиг.5В в качестве альтернативы изображен вариант выполнения конструкции 44, имеющей монолитную трехмерную тканую центральную стержневую часть 46 с двумя охватывающими крепежными концами или скобами 48. Однако, в отличие от варианта выполнения, изображенного на Фиг.5А, волокна 55 основы заготовки, показанной на Фиг.5В, не выплетают из стержня 46 для формирования охватывающего крепежного конца или скобы 48. Вместо этого все волокна 55 основы, обычно используемые для создания стержня 46, используются для создания концов 48. Волокна 55 основы из стержня 46, однако, не переплетены друг с другом в концах 48. Это обеспечивает возможность внедрения диагональных прослоек 60 между волокнами 58 основы на концах 48, которые являются прослойками, обеспечивающими армирование в направлениях 0°/90°. Поэтому, более толстые концы 48 содержат пакет тканей, состоящих из прослоек или тканей, ориентированных в направлении 0°/90°, и отдельно изготовленных прослоек, ориентированных в других направлениях, кроме направлений в 0°/90°, например, прослоек или тканей, ориентированных в направлении ±45° так, что, когда использован связующий материал, результатом является слоистый крепежный конец, имеющий квазиизотропное или мультинаправленное армирование.
Если требуется, в отличие от ранее раскрытой конструкции для этого варианта выполнения, у которой есть центральная часть 46 с двумя охватывающими крепежными концами или скобами 48, по одному на каждой стороне центральной части 46, в соответствии с раскрытым вариантом выполнения может быть изготовлена конструкция, имеющая только один охватывающий конец 48. В этом случае конструкция будет содержать один конец, аналогичный монолитной, трехмерной тканой центральной части 46, и один охватывающий конец или скобу 48, как описано выше. Конструкция, изготовленная этим способом, более близко напоминает конструкцию, изображенную на Фиг.5А или 5В.
Во всех раскрытых вариантах выполнения после того, как диагональные прослойки вставлены в крепежные концы, тканая заготовка может быть оплетена сверху слоем из стеклянного материала, чтобы улучшить сопротивление заготовки трению.
Во всех раскрытых вариантах выполнения крепежные концы могут также иметь армирование по всей толщине, чтобы зафиксировать вместе независимо сотканные 0°/90°-слои и ±45° - диагональные прослойки. Армирование обеспечивается армирующими волокнами, которые пересекают независимо сотканные слои и диагональные прослойки на крепежных концах. Армирующие волокна могут быть расположены перпендикулярно плоскости слоев на крепежных концах или могут быть расположены под одним или под несколькими углами к перпендикуляру, как, например, под углом в 60°. Перпендикулярное армирование усиливает до максимума свойства на растяжение и сжатие по всей толщине, тогда как внеосевое армирование улучшает свойства сдвига по всей толщине. На Фиг.6А-В изображен крепежный конец 70, имеющий армирование по всей толщине, в котором армирующие волокна 71 пересекают слои 72 крепежного конца. В частности, Фиг.6А показывает армирующие волокна 71, которые перпендикулярны плоскости слоев 72, тогда как Фиг.6В показывает армирующие волокна 71, которые расположены под углом к перпендикуляру к плоскости слоев 72. В целом, армирующие волокна могут быть равномерно распределены по крепежным концам заготовки.
Методики, обеспечивающие армирование по всей толщине, включают простегивание или сшивание, и известны в уровне техники. Простегивание/сшивание фиксирует вместе слои, ориентированные в направлениях 0°/90° и ±45°, путем вставления армирующих волокон. Эти волокна могут состоять из различных материалов, таких как углеродные волокна. Например, волокна могут состоять из 6К-углеволоконных жгутов, т.е. быть составленными из пучка нитей, содержащих 6000 нитей углеволокна.
Способ простегивания/сшивания может быть выполнен с использованием игл, которые вставляют армирующие волокна параллельно/под углом к перпендикуляру к слоям заготовки. Например, игла, используемая для вставления армирующих волокон, может быть пустотелой покрытой керамикой иглой, в которой точка прокалывания не удаляет сердцевину и находится в центре иглы. Произвольно, игла может быть отклоненной, чтобы ориентировать точку прокалывания в центре. Игла может быть также обработана с использованием электролитического осаждения (EDM) так, чтобы изменить иглу, чтобы та имела пятку основания EDM.
Процесс простегивания или сшивания может дополнительно вовлекать другие элементы, чтобы поддерживать заготовку и препятствовать вытягиванию материала заготовки из заготовки иглой. Например, покрытая латексом пластина из пенополистирола, имеющая то же самое очертание, что и заготовка, может быть помещена рядом с заготовкой во время процесса простегивания/сшивания.
В зависимости от толщины заготовки во время простегивания/сшивания могут быть откорректированы скорость вставления, глубина вставления, расстояние между иглами, число игл, требования фиксации и число раз смачивания дистиллированной водой.
Как должно быть очевидно для специалистов, описанные выше конструкции могут иметь большое количество форм, в дополнение к уже раскрытым здесь конструкциям. Например, конструкции могут иметь толстый монолитный трехмерный тканый стержень с охватывающими крепежными концами или концами в виде скобы. Конструкция может также иметь толстый монолитный трехмерный тканый стержень с охватываемым крепежным концом на одном конце и охватывающим крепежным концом на другом конце. Кроме того, конструкция может иметь тонкий монолитный трехмерный тканый стержень с охватывающим крепежным концом на каждом конце или с охватываемым крепежным концом на одном конце и охватывающим крепежным концом на другом конце. Наконец, все конструкции могут иметь: оба крепежных конца, расположенных на одной линии или коллинеарные основной части стержня; оба крепежных конца, расположенных под углом относительно основной части стержня; или один крепежный конец может быть коллинеарен основной части, а один крепежный конец может быть повернут относительно основной части. Хотя, как раскрыто выше, крепежные концы должны быть квазиизотропно или мультинаправленно армированными, они могут иметь фактически любую слоистую конструкцию. Поэтому, настоящие конструкции, например распорка или скоба, могут быть выполнены такими, чтобы иметь различные конструкции для обеспечения различных типов армирования или крепления, основываясь на конкретной потребности конструкции или требуемом использовании.
Дополнительно, раскрытые выше конструкции могут иметь одно или большее количество отверстий на крепежных концах. В случае, в котором крепежные концы имеют охватывающую конфигурацию или конфигурацию скобы, отверстия могут быть расположены в одном или в обоих из раздвоенных элементов. Отверстия могут пересекать крепежные концы в направлении, коллинеарном с основной частью стержня, перпендикулярном к основной части стержня, или под углом к основной части стержня. Кроме того, эти отверстия могут иметь любую форму, например, круглую, овальную, многоугольную, квадратную, прямоугольную и т.д. На Фиг.7 изображена распорка или скоба 75, которая содержит трехмерную основную стержневую часть 76 и крепежные концы 77, причем концы 77 имеют охватываемую конфигурацию и круглые отверстия 78, которые проходят через крепежные концы. На Фиг.8 изображена распорка или скоба 80, которая содержит трехмерную основную стержневую часть 81 и крепежные концы 82, причем концы 82 имеют охватывающую конфигурацию или охватываемую конфигурацию и круглые отверстия 83, которые проходят через крепежные концы. Отверстия могут быть выполнены во время изготовления заготовки или после изготовления с использованием сверла или подобного инструмента.
В варианте выполнения, в котором имеются отверстия, проходящие через крепежные концы, армирующие волокна могут быть равномерно распределены или, в качестве альтернативы, могут быть сконцентрированы вокруг отверстия. Фиг.9 иллюстрирует, в качестве примера, половину распорки или скобы 85, имеющей трехмерную основную стержневую часть 86 и крепежный конец 87, причем также показаны независимые слои и диагональные прослойки. Конец 87 имеет отверстие 88 и армирован армирующими волокнами 89, которые пересекают независимые слои и диагональные прослойки. В этом случае армирующие слои равномерно распределены по крепежным концам. Фиг.10 иллюстрирует, в качестве примера, половину распорки или скобы 90, имеющей трехмерную основную стержневую часть 91 и крепежный конец 92, причем также показаны независимые слои и диагональные прослойки. Конец 92 имеет отверстие 93 и армирован армирующими волокнами 94, которые проходят через независимые слои и диагональные прослойки. На Фиг.10 армирующие волокна 94 сконцентрированы вокруг краев отверстия 93.
Хотя предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения и его модификации были здесь описано подробно, следует понимать, что это изобретение не ограничено этим точным вариантом выполнения и его модификациями и что специалистами в этой области техники могут быть осуществлены другие модификации и изменения, не отступая от сущности и объема изобретения, как оно определено в приложенной формуле изобретения.

Claims (58)

1. Тканая заготовка, используемая для армирования композитной конструкции, содержащая:
центральную часть, имеющую переплетенные слои,
первую концевую часть, имеющую независимо сотканные слои, и
вторую концевую часть, имеющую независимо сотканные слои,
при этом прослойки указанных независимо сотканных слоев проходят по всей длине заготовки и в указанной центральной части сотканы как единое целое с формированием трехмерной тканой конструкции,
в указанных концевых частях указанные прослойки переплетены независимо друг от друга с формированием пакета ткани,
при этом между указанными независимо сотканными слоями в указанных первой и второй концевых частях помещены диагональные прослойки, и
первая и/или вторая концевые части имеют армирование по всей толщине, содержащее армирующие волокна, которые пересекают независимо сотканные слои и диагональные прослойки.
2. Тканая заготовка по п.1, в которой указанная центральная часть содержит слои, которые проходят по всей длине указанной тканой заготовки, и слои, которые проходят частично вдоль указанной тканой заготовки.
3. Тканая заготовка по п.2, в которой указанные частично проходящие слои образованы волокнами или нитями основы, которые выплетены из указанной тканой заготовки и образуют переход от центральной части к первой и второй концевым частям.
4. Тканая заготовка по п.2, в которой промежутки для диагональных прослоек между указанными независимыми ткаными слоями в первой и второй концевых частях являются результатом выплетения волокон или нитей основы из тканой заготовки.
5. Тканая заготовка по п.1, в которой указанная первая и/или вторая концевая часть представляет собой крепежный конец, имеющий охватываемую или охватывающую конфигурацию.
6. Тканая заготовка по п.1, в которой указанная первая и/или вторая концевая часть коллинеарна с указанной центральной частью или расположена под углом к ней.
7. Тканая заготовка по п.3, в которой указанный переход между указанной стержневой частью и первой и второй концевыми частями представляет собой гладкий клиновидный переход или ступенчатый переход.
8. Тканая заготовка по п.1, в которой центральная часть раздвоена на своем конце.
9. Тканая заготовка по п.8, в которой раздвоенный конец образует две половины охватывающего крепежного конца или скобы.
10. Тканая заготовка по п.1, в которой центральная часть является более толстой, чем первая и вторая концевые части.
11. Тканая заготовка по п.1, в которой центральная часть является более тонкой, чем первая и вторая концевые части.
12. Тканая заготовка по п.1, в которой первая концевая часть, вторая концевая часть и/или указанные слои центральной части сотканы из волокон или нитей основы или утка.
13. Тканая заготовка по п.1, в которой указанная центральная часть имеет волоконную архитектуру, выбранную из группы, состоящей из: от слоя к слою, через всю толщину, соединением под углом или ортогональной архитектурой.
14. Тканая заготовка по п.12, в которой указанные волокна или нити основы или утка выбраны от группы синтетических или натуральных материалов, состоящей из углерода, нейлона, искусственного шелка, полиэфира, стекловолокна, хлопка, стекла, керамики, арамида и полиэтилена.
15. Тканая заготовка по п.12, в которой указанные волокна или нити основы или утка содержат стекловолокно.
16. Тканая заготовка по п.1, которая оплетена слоем из стекла.
17. Тканая заготовка по п.1, в которой армирующие волокна ориентированы перпендикулярно направлению слоев.
18. Тканая заготовка по п.1, в которой армирующие волокна ориентированы в направлении под углом к перпендикуляру к слоям.
19. Тканая заготовка по п.1, в которой армирующие волокна представляют собой углеродный жгут.
20. Тканая заготовка по п.1, в которой армирующие волокна простеганы или прошиты в концевые части заготовки.
21. Тканая заготовка по п.1, в которой первая и/или вторая концевая часть имеет отверстие, которое проходит по всей толщине концевой части.
22. Тканая заготовка по п.21, в которой отверстие имеет круглую, овальную, квадратную, прямоугольную или многоугольную форму.
23. Тканая заготовка по п.21, в которой армирование по толщине равномерно распределено по всей концевой части.
24. Тканая заготовка по п.21, в которой армирование по толщине сконцентрировано вокруг края отверстия.
25. Трехмерная композитная структура, армированная тканой заготовкой по п.1.
26. Тканая заготовка, используемая для армирования композитной конструкции, содержащая:
стержневую часть, имеющую переплетенные слои, и
крепежную концевую часть, имеющую независимо сотканные слои, прослойки которых проходят по всей длине указанной заготовки и сотканы как единое целое в указанной стержневой части, формируя трехмерную тканую конструкцию,
причем в указанной концевой части указанные прослойки переплетены независимо друг от друга, формируя пакет ткани,
при этом между указанными независимо сотканными слоями в крепежной концевой части помещены диагональные прослойки, и
крепежная концевая часть имеет армирование по всей толщине, содержащее армирующие волокна, которые пересекают независимо сотканные слои и диагональные прослойки.
27. Способ изготовления тканой заготовки, используемой для армирования композитной конструкции, включающий:
переплетение вместе слоев с образованием монолитной центральной части,
переплетение независимых слоев с образованием первой концевой части,
переплетение независимых слоев с образованием второй концевой части,
при этом прослойки указанных независимо сотканных слоев проходят по всей длине заготовки и в указанной центральной части их ткут как единое целое с формированием трехмерной тканой конструкции,
а в указанных концевых частях указанные прослойки переплетают независимо друг от друга с формированием пакета ткани,
помещение диагональных прослоек между указанными независимыми сотканными слоями в первой и второй концевых частях, и
простегивание или сшивание независимых слоев и диагональных прослоек с использованием армирующих волокон в указанных первой и/или второй концевых частях.
28. Способ по п.27, в котором дополнительно выплетают волокна или нити основы из указанной тканой заготовки для создания перехода от указанной центральной части к первой и второй концевым частям.
29. Способ по п.27, в котором дополнительно выплетают волокна или нити основы из указанной тканой заготовки для создания независимых тканых слоев в указанных первой и второй концевых частях с обеспечением, тем самым, пространства между указанными независимыми ткаными слоями для указанных диагональных прослоек.
30. Способ по п.27, в котором указанная первая концевая часть представляет собой крепежный конец, имеющий охватываемую или охватывающую конфигурацию.
31. Способ по п.27, в котором указанная вторая концевая часть представляет собой крепежный конец, имеющий охватываемую или охватывающую конфигурацию.
32. Способ по п.27, в котором указанная первая концевая часть коллинеарна с указанной центральной частью или расположена под углом к ней.
33. Способ по п.27, в котором указанная вторая концевая часть коллинеарна с указанной центральной частью или расположена под углом к ней.
34. Способ по п.28, в котором указанный переход между указанной стержневой частью и указанными первой и второй концевыми частями представляет собой гладкий клиновидный переход или ступенчатый переход.
35. Способ по п.27, в котором указанную центральную часть ткут с раздвоением на ее конце.
36. Способ по п.35, в котором указанный раздвоенный конец образует две половины охватывающего крепежного конца или скобы.
37. Способ по п.27, в котором центральная часть является более толстой, чем первая и вторая концевые части.
38. Способ по п.27, в котором центральная часть является более тонкой, чем первая и вторая концевые части.
39. Способ по п.27, в котором центральную часть, первую концевую часть и вторую концевую часть ткут из волокон или нитей основы или утка.
40. Способ по п.27, в котором центральную часть ткут с получением волоконной архитектуры, выбранной из группы, состоящей из, но не ограниченной: от слоя к слою, через всю толщину, соединением под углом или ортогональной архитектурой.
41. Способ по п.27, в котором указанные волокна или нити основы или утка выбирают из группы синтетических или натуральных материалов, состоящей из углерода, нейлона, искусственного шелка, полиэфира, стекловолокна, хлопка, стекла, керамики, арамида и полиэтилена.
42. Способ по п.27, в котором указанную тканую заготовку оплетают слоем из стекла.
43. Способ по п.27, в котором дополнительно выполняют одно или большее количество отверстий, которые проходят по всей толщине первой и/или второй концевых частей.
44. Способ по п.27, в котором указанные волокна или нити основы или утка содержат стекловолокно.
45. Тканая заготовка, используемая для армирования композитной конструкции, содержащая:
трехмерную центральную часть, имеющую волокна основы, переплетенные с волокнами утка,
первую концевую часть и
вторую концевую часть,
причем одно или более волокон основы указанной центральной части, расположенных на внешней поверхности указанной заготовки, проходят по всей длине заготовки,
при этом указанная тканая заготовка содержит одно или более волокон основы, которые проходят по всей ее длине, и волокна основы, которые выплетены из указанной тканой заготовки и образуют переход от указанной центральной части к по меньшей мере одной из указанных первой и второй концевых частей.
46. Способ изготовления тканой заготовки, используемой для армирования композитной конструкции, включающий:
переплетение волокон основы с волокнами утка с образованием трехмерной центральной части,
переплетение волокон основы с волокнами утка с образованием трехмерной первой концевой части,
переплетение волокон основы с волокнами утка с образованием трехмерной второй концевой части,
причем одно или более волокон основы указанной центральной части, расположенных на внешней поверхности указанной заготовки, ткут с обеспечением их прохождения по всей длине заготовки,
при этом указанная тканая заготовка содержит одно или более волокон основы, которые проходят по всей ее длине, и волокна основы, которые выплетены из указанной тканой заготовки и образуют переход от указанной центральной части к по меньшей мере одной из указанных первой и второй концевых частей.
47. Тканая заготовка, используемая для армирования композитной конструкции, содержащая:
трехмерную центральную часть, имеющую волокна основы, переплетенные с волокнами утка,
причем указанная центральная часть содержит одно или более волокон основы, расположенных на внешней поверхности указанной заготовки и проходящих по всей длине заготовки,
при этом два или более волокон основы в смежных слоях изменяют свое положение через всю толщину центральной части с образованием раздвоения на конце указанной центральной части.
48. Способ изготовления тканой заготовки, используемой для армирования композитной конструкции, включающий:
переплетение волокон основы с волокнами утка с образованием трехмерной центральной части так, что одно или более волокон основы, расположенных на внешней поверхности указанной заготовки, проходят по всей длине заготовки,
при этом два или более волокон основы в смежных слоях ткут с изменением их положения через всю толщину центральной части с образованием раздвоения на конце указанной центральной части.
49. Тканая заготовка, используемая для армирования композитной конструкции, содержащая:
трехмерно сотканную центральную часть, имеющую
первые нити, проходящие в направлении основы,
вторые нити, проходящие в направлении утка, причем первые и вторые нити образуют в центральной части переплетенные слои,
при этом количество вторых нитей в первой области сотканной центральной части превышает их количество во второй области сотканной центральной части.
50. Способ изготовления тканой заготовки, используемой для армирования композитной конструкции, включающий:
переплетение волокон основы с волокнами утка с образованием трехмерно сотканной центральной части в первой области заготовки,
выборочное выплетение вторых нитей во второй области заготовки с уменьшением толщины трехмерно сотканной центральной части в указанной второй области.
51. Тканая заготовка, используемая для армирования композитной конструкции, содержащая:
трехмерно сотканную центральную часть, имеющую
нити основы, переплетенные с нитями утка, причем одна или более нитей основы проходят по всей длине указанной заготовки и одна или более нитей основы проходят менее чем по всей длине указанной заготовки.
52. Тканая заготовка, используемая для армирования композитной конструкции, содержащая трехмерно сотканную центральную часть, имеющую нити основы, переплетенные с нитями утка, причем одна или более нитей основы, расположенных на внешней стороне указанной заготовки, проходят по всей длине заготовки.
53. Способ изготовления тканой заготовки, используемой для армирования композитной конструкции, включающий переплетение волокон основы с волокнами утка с образованием трехмерной центральной части, при этом одну или более нитей основы, расположенных на внешней стороне указанной заготовки, ткут с обеспечением их прохождения по всей длине заготовки.
54. Тканая заготовка, используемая для армирования композитной конструкции, содержащая трехмерную центральную часть, имеющую волокна основы, переплетенные с волокнами утка, причем два или более волокон основы пересекают друг друга с образованием раздвоения на конце указанной центральной части.
55. Способ изготовления тканой заготовки, используемой для армирования композитной конструкции, включающий:
переплетение волокон основы с волокнами утка с образованием трехмерной центральной части,
причем два или более волокон основы ткут с обеспечением их пересечения друг с другом с образованием раздвоения на конце указанной центральной части.
56. Тканая заготовка, используемая для армирования композитной конструкции, содержащая:
трехмерно сотканный стержень, имеющий
первые нити, проходящие в направлении основы,
вторые нити, проходящие в направлении утка, причем количество вторых нитей в первой области сотканного стержня превышает их количество во второй области сотканного стержня.
57. Способ изготовления тканой заготовки, используемой для армирования композитной конструкции, включающий:
переплетение волокон основы с волокнами утка с образованием трехмерно сотканного стержня в первой области заготовки,
выборочное выплетение вторых нитей во второй области заготовки с уменьшением толщины трехмерно сотканного стержня в указанной второй области.
58. Тканая заготовка, используемая для армирования композитной конструкции, содержащая:
трехмерно сотканный стержень, имеющий
нити основы, переплетенные с нитями утка, причем одна или более нитей основы проходят по всей длине указанной заготовки и одна или более нитей основы проходят менее чем по всей длине указанной заготовки.
RU2010117968/12A 2007-11-09 2008-10-23 Гибридные трехмерные тканые/слоистые распорки для применения с композитными конструкциями RU2503757C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/937,802 2007-11-09
US11/937,802 US7943535B2 (en) 2005-11-17 2007-11-09 Hybrid three-dimensional woven/laminated struts for composite structural applications
PCT/US2008/080941 WO2009064594A2 (en) 2007-11-09 2008-10-23 Hybrid three-dimensional woven/laminated struts for composite structural applications

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010117968A RU2010117968A (ru) 2011-12-20
RU2503757C2 true RU2503757C2 (ru) 2014-01-10

Family

ID=40585568

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010117968/12A RU2503757C2 (ru) 2007-11-09 2008-10-23 Гибридные трехмерные тканые/слоистые распорки для применения с композитными конструкциями

Country Status (13)

Country Link
US (1) US7943535B2 (ru)
EP (1) EP2222906A2 (ru)
JP (1) JP5232240B2 (ru)
KR (1) KR20100096117A (ru)
CN (2) CN103266398B (ru)
AU (1) AU2008321257B2 (ru)
BR (1) BRPI0819226B1 (ru)
CA (1) CA2704966C (ru)
MX (1) MX2010005051A (ru)
RU (1) RU2503757C2 (ru)
TW (1) TWI485296B (ru)
WO (1) WO2009064594A2 (ru)
ZA (1) ZA201003114B (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU219979U1 (ru) * 2022-11-14 2023-08-17 Общество с ограниченной ответственностью "СмартСервис" Конструкционная многослойная тканая преформа интегральной панели летательного аппарата
US12000069B2 (en) 2019-05-22 2024-06-04 Albany Engineered Composites, Inc. Three-dimensional woven support beam and method of making thereof

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7943535B2 (en) * 2005-11-17 2011-05-17 Albany Engineered Composites, Inc. Hybrid three-dimensional woven/laminated struts for composite structural applications
US7655581B2 (en) * 2005-11-17 2010-02-02 Albany Engineered Composites, Inc. Hybrid three-dimensional woven/laminated struts for composite structural applications
US8414724B2 (en) 2006-12-02 2013-04-09 The Boeing Company Composite tube having cobonded end fittings and method of making same
US7960298B2 (en) * 2007-12-07 2011-06-14 Albany Engineered Composites, Inc. Method for weaving closed structures with intersecting walls
US7712488B2 (en) * 2008-03-31 2010-05-11 Albany Engineered Composites, Inc. Fiber architecture for Pi-preforms
FR2932408B1 (fr) * 2008-06-11 2010-05-28 Aircelle Sa Preforme destinee a former une piece mecanique structurante creuse
US20090309260A1 (en) * 2008-06-12 2009-12-17 Kenneth Herbert Keuchel Method of delivering a thermoplastic and/or crosslinking resin to a composite laminate structure
US8127802B2 (en) * 2008-10-29 2012-03-06 Albany Engineered Composites, Inc. Pi-preform with variable width clevis
US8079387B2 (en) * 2008-10-29 2011-12-20 Albany Engineered Composites, Inc. Pi-shaped preform
FR2939153B1 (fr) * 2008-11-28 2011-12-09 Snecma Propulsion Solide Realisation d'une structure fibreuse a epaisseur evolutive par tissage 3d
WO2010109496A1 (en) 2009-03-23 2010-09-30 Bioloren S.A.S. Di Ratti Andrea Alessandro E C. Semi -worked piece for production of dental/odontoiatric devices, namely for posts, stumps and dental crowns
GB0912015D0 (en) * 2009-07-10 2009-08-19 Airbus Operations Ltd Stringer
US9296174B2 (en) 2011-01-12 2016-03-29 Compagnie Chomarat Composite laminated structures and methods for manufacturing and using the same
DE102011084438B3 (de) 2011-10-13 2012-11-29 Airbus Operations Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Komponente zur Verbindung von Strukturen, Verfahren zum Herstellen einer Strukturanordnung sowie Vorrichtung zum Herstellen einer Komponente zur Verbindung von Strukturen
DE102011084472B3 (de) 2011-10-13 2013-01-03 Airbus Operations Gmbh Strukturanordnung, Luft- oder Raumfahrzeug sowie Verfahren zum Herstellen einer Strukturanordnung
DE102011084441A1 (de) 2011-10-13 2013-04-18 Airbus Operations Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Komponente zur Verbindung von Strukturen, Komponente sowie Strukturanordnung
WO2013063703A1 (en) * 2011-11-03 2013-05-10 Groupe Ctt Inc. Method of manufacturing weaved preform with oriented weft yarns
WO2013088038A2 (fr) * 2011-12-14 2013-06-20 Snecma Structure fibreuse de renfort de pieces en materiau composite a portion d'epaisseur reduite
EP2791473B1 (fr) * 2011-12-14 2019-02-06 Safran Aircraft Engines Structure fibreuse tissée en une seule pièce par tissage 3d et application à la fabrication de pièce en matériau composite
JP6092244B2 (ja) * 2011-12-14 2017-03-08 サフラン・エアクラフト・エンジンズ 可変量の糸を有する繊維構造体
US9604389B2 (en) 2012-02-17 2017-03-28 Albany Engineered Composites, Inc. Pi-shaped preform with bias fibers
JP5910268B2 (ja) * 2012-04-13 2016-04-27 株式会社豊田自動織機 繊維構造体、繊維強化複合材料、繊維構造体の製造方法、及び繊維強化複合材料の製造方法
FR3000916B1 (fr) * 2013-01-11 2015-02-20 Aircelle Sa Renforcement d'une chape en composites et orifice d'assemblage
US10696008B2 (en) * 2013-03-15 2020-06-30 Rolls-Royce Corporation Textile material joining technique
AU2013399916B2 (en) * 2013-09-04 2019-05-02 Biteam Ab Method and means for weaving a 3D fabric, 3D fabric items thereof and their use
CN103552170B (zh) * 2013-10-25 2016-03-23 中航复合材料有限责任公司 一种热塑性树脂纤维单向带增韧单向预浸料的制备方法
CN104880351B (zh) * 2015-05-27 2017-11-03 南京航空航天大学 一种单向陶瓷基复合材料平板试件及其制备方法
CN107735244B (zh) * 2015-06-12 2020-02-28 3M创新有限公司 浮力模块
JP6524880B2 (ja) * 2015-10-15 2019-06-05 株式会社豊田自動織機 多層織物
JP2019502073A (ja) * 2016-01-15 2019-01-24 シェフラー テクノロジーズ アー・ゲー ウント コー． カー・ゲーＳｃｈａｅｆｆｌｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＧ ＆ Ｃｏ． ＫＧ ステータとインペラとの間に異なる軸方向厚さのスラストワッシャを有するトルクコンバータ
EP3423619B1 (en) 2016-03-04 2021-06-16 Bauer Hockey Ltd. 3d weaving material and method of 3d weaving for sporting implements
US11471736B2 (en) 2016-03-04 2022-10-18 Bauer Hockey, Llc 3D braiding materials and 3D braiding methods for sporting implements
US10626884B2 (en) * 2016-12-09 2020-04-21 Hamilton Sundstrand Corporation Systems and methods for making airfoils
FR3064524B1 (fr) * 2017-04-03 2019-04-05 Coriolis Group Procede et realisation de pieces en materiaux composite a partir de preformes aiguilletees en presence d'agent lubrifiant.
GB2563870B (en) * 2017-06-28 2022-11-02 Qinetiq Ltd Products comprising reinforcing fibres and shape memory alloy wires and methods of making thereof
CN108314879B (zh) * 2018-03-15 2023-04-11 浙江大学 一种平面内全方位零膨胀复合材料层压板
WO2019236323A1 (en) * 2018-06-07 2019-12-12 Ocv Intellectual Capital, Llc Systems for and methods of forming structural components
US20230192568A1 (en) * 2021-12-17 2023-06-22 Raytheon Technologies Corporation Reinforcing fibers for use in ceramic matrix composites, methods of manufacture and articles comprising the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU952642A1 (ru) * 1981-02-13 1982-08-23 Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Кровельных И Гидроизоляционных Материалов И Изделий Способ изготовлени армированных рулонных материалов и устройство дл его осуществлени
US4622254A (en) * 1981-08-31 1986-11-11 Toray Industries, Inc. Fiber material for reinforcing plastics
RU2071513C1 (ru) * 1989-04-26 1997-01-10 Е.И.Дюпон Де Немур Энд Компани Способ изготовления жгута и жгут
WO2007061586A1 (en) * 2005-11-17 2007-05-31 Albany Engineered Composites, Inc. Hybrid three-dimensional woven/laminated struts for composite structural applications

Family Cites Families (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2497839A1 (fr) * 1981-01-12 1982-07-16 Brochier Fils J Tissu tridimensionnel pour le renforcement de materiaux stratifies et elements en forme obtenus a partir d'un tel tissu
JPS58117160A (ja) * 1981-12-28 1983-07-12 東レ株式会社 桁材
JPH076110B2 (ja) * 1985-11-18 1995-01-25 三菱重工業株式会社 三差部を有する複合材の強化部材
JPH07113176B2 (ja) * 1985-11-18 1995-12-06 三菱重工業株式会社 複合材の強化部材用又はその芯体用異形織物
DE3812909A1 (de) 1987-09-26 1989-04-13 Vorwerk Co Interholding Aus mehrlagengewebe bestehender vor-formling
JPH0791725B2 (ja) * 1988-02-29 1995-10-04 三菱重工業株式会社 異形断面の三次元織物
JPH02191743A (ja) 1989-01-18 1990-07-27 Toyota Autom Loom Works Ltd 三次元織物の製造方法
US4992968A (en) * 1989-02-17 1991-02-12 Digital Equipment Corporation Division method and apparatus including use of a Z--Z plot to select acceptable quotient bits
JPH02229239A (ja) * 1989-02-27 1990-09-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 複合材用強化部材
US5263516A (en) 1990-05-07 1993-11-23 Schuylenburch Derck W P F Van Three-dimensional woven structure
JPH04100948A (ja) 1990-08-20 1992-04-02 Toyota Autom Loom Works Ltd 三次元織物
FR2687173B1 (fr) 1992-02-11 1995-09-08 Aerospatiale Procede pour la realisation d'une armature de fibres pour piece de matiere composite, et piece composite comportant une telle armature.
GB9300304D0 (en) * 1993-01-08 1993-03-03 Short Brothers Plc A three dimensional yarn structure
US5465760A (en) * 1993-10-25 1995-11-14 North Carolina State University Multi-layer three-dimensional fabric and method for producing
EP1944398B1 (en) 1995-03-08 2012-12-19 Toray Industries, Inc. Method and apparatus for manufacturing a reinforcing woven fabric
FR2732406B1 (fr) * 1995-03-29 1997-08-29 Snecma Aube de turbomachine en materiau composite
US5804277A (en) 1995-11-30 1998-09-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Three-dimensional fiber weave with cubic symmetry and no zero valued shear moduli
JPH09157993A (ja) 1995-12-01 1997-06-17 Nippon Oil Co Ltd テーパ部を有する三次元織物
US5800514A (en) 1996-05-24 1998-09-01 Meadox Medicals, Inc. Shaped woven tubular soft-tissue prostheses and methods of manufacturing
DE19628388A1 (de) * 1996-07-13 1998-01-15 Inst Polymerforschung Dresden Kraftflußgerechter, multiaxialer, mehrlagiger Faservorformling mit zumindest bereichsweiser Z-Achsen-Verstärkung und ein Verfahren zu seiner Herstellung
CA2267790C (en) * 1996-10-18 2007-10-16 E.I. Du Pont De Nemours And Company Rapid fabric forming
JP2878259B1 (ja) 1998-02-23 1999-04-05 株式会社豊田自動織機製作所 三次元繊維構造体及びその製造方法
US6103337A (en) 1998-07-09 2000-08-15 Albany International Techniweave, Inc. Fiber-reinforced composite materials structures and methods of making same
JP2000355849A (ja) 1999-06-10 2000-12-26 Murata Mach Ltd 立体構造材の作製方法およびその基布
US6447886B1 (en) 2000-03-20 2002-09-10 3Tex, Inc. Base material for a printed circuit board formed from a three-dimensional woven fiber structure
US6742547B2 (en) * 2000-09-20 2004-06-01 Bally Ribbon Mills Three-dimensional woven forms with integral bias fibers and bias weaving loom
EP1335681B1 (en) 2000-11-15 2006-12-20 McMURRAY FABRICS INCORPORATED Soft-tissue tubular prostheses with seamed transitions
US6283168B1 (en) 2000-11-28 2001-09-04 3Tex, Inc. Shaped three-dimensional engineered fiber preforms with insertion holes and rigid composite structures incorporating same, and method therefor
GB0100560D0 (en) 2001-01-09 2001-02-21 Lamination Technologies Ltd Clothing
US6555211B2 (en) * 2001-01-10 2003-04-29 Albany International Techniweave, Inc. Carbon composites with silicon based resin to inhibit oxidation
US6849150B1 (en) 2001-01-16 2005-02-01 Lockheed Martin Corporation System and method of forming structural assemblies with 3-D woven joint pre-forms
FR2821867B1 (fr) 2001-03-09 2003-10-03 Euro Shelter Procede de raccordement de les de tissu a trois dimensions doue de propreites electromagnetiques
US6712099B2 (en) 2001-06-15 2004-03-30 Lockheed Martin Corporation Three-dimensional weave architecture
US6446675B1 (en) * 2001-07-05 2002-09-10 Albany International Techniweave, Inc. Minimum distortion 3D woven preforms
ITMI20011665A1 (it) * 2001-07-31 2003-01-31 Mamiliano Dini Tessuto tetrassiale e macchina per la sua produzione
WO2003023104A1 (en) 2001-09-12 2003-03-20 Lockheed Martin Corporation Woven preform for structural joints
JP2003225914A (ja) * 2002-01-31 2003-08-12 Mitsubishi Electric Corp 繊維体補強樹脂成形品
JP2003342856A (ja) * 2002-05-23 2003-12-03 Murata Mach Ltd 三次元織物の製造方法及び製造装置
DE10250330A1 (de) * 2002-10-29 2004-05-13 Degussa Ag Biegeelement mit drehsinnabhängigem Verhalten
FR2861143B1 (fr) * 2003-10-20 2006-01-20 Snecma Moteurs Aube de turbomachine, notamment aube de soufflante et son procede de fabrication
US20050146076A1 (en) * 2003-11-19 2005-07-07 Bogdanovich Alexander 3-D fabrics and fabric preforms for composites having integrated systems, devices, and/or networks
US7077167B2 (en) * 2004-06-14 2006-07-18 Massachusetts Institute Of Technology Bias weaving machine
US7713893B2 (en) * 2004-12-08 2010-05-11 Albany Engineered Composites, Inc. Three-dimensional woven integrally stiffened panel
CN100491618C (zh) * 2005-02-23 2009-05-27 天津工业大学 变截面预成型制件的三维编织方法及其制件
US7413999B2 (en) * 2005-11-03 2008-08-19 Albany Engineered Composites, Inc. Corner fitting using fiber transfer
US7943535B2 (en) * 2005-11-17 2011-05-17 Albany Engineered Composites, Inc. Hybrid three-dimensional woven/laminated struts for composite structural applications
US7960298B2 (en) * 2007-12-07 2011-06-14 Albany Engineered Composites, Inc. Method for weaving closed structures with intersecting walls
US7964520B2 (en) * 2007-12-21 2011-06-21 Albany Engineered Composites, Inc. Method for weaving substrates with integral sidewalls
US8440276B2 (en) * 2008-02-11 2013-05-14 Albany Engineered Composites, Inc. Multidirectionally reinforced shape woven preforms for composite structures
US7712488B2 (en) * 2008-03-31 2010-05-11 Albany Engineered Composites, Inc. Fiber architecture for Pi-preforms
US8079387B2 (en) * 2008-10-29 2011-12-20 Albany Engineered Composites, Inc. Pi-shaped preform
US8127802B2 (en) * 2008-10-29 2012-03-06 Albany Engineered Composites, Inc. Pi-preform with variable width clevis
US8859083B2 (en) * 2008-12-30 2014-10-14 Albany Engineered Composites, Inc. Quasi-isotropic three-dimensional preform and method of making thereof
US8846553B2 (en) * 2008-12-30 2014-09-30 Albany Engineered Composites, Inc. Woven preform with integral off axis stiffeners

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU952642A1 (ru) * 1981-02-13 1982-08-23 Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Кровельных И Гидроизоляционных Материалов И Изделий Способ изготовлени армированных рулонных материалов и устройство дл его осуществлени
US4622254A (en) * 1981-08-31 1986-11-11 Toray Industries, Inc. Fiber material for reinforcing plastics
RU2071513C1 (ru) * 1989-04-26 1997-01-10 Е.И.Дюпон Де Немур Энд Компани Способ изготовления жгута и жгут
WO2007061586A1 (en) * 2005-11-17 2007-05-31 Albany Engineered Composites, Inc. Hybrid three-dimensional woven/laminated struts for composite structural applications

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2809028C2 (ru) * 2019-05-22 2023-12-06 Олбэни Энджиниред Композитс, Инк. Трехмерная тканая опорная балка и способ ее изготовления
US12000069B2 (en) 2019-05-22 2024-06-04 Albany Engineered Composites, Inc. Three-dimensional woven support beam and method of making thereof
RU219979U1 (ru) * 2022-11-14 2023-08-17 Общество с ограниченной ответственностью "СмартСервис" Конструкционная многослойная тканая преформа интегральной панели летательного аппарата

Also Published As

Publication number Publication date
US20080261474A1 (en) 2008-10-23
AU2008321257A1 (en) 2009-05-22
EP2222906A2 (en) 2010-09-01
JP2011503377A (ja) 2011-01-27
ZA201003114B (en) 2011-07-27
BRPI0819226A2 (pt) 2017-05-02
BRPI0819226B1 (pt) 2019-07-09
US7943535B2 (en) 2011-05-17
AU2008321257B2 (en) 2015-03-19
WO2009064594A3 (en) 2009-07-02
RU2010117968A (ru) 2011-12-20
CA2704966C (en) 2015-08-11
CN101918630A (zh) 2010-12-15
TW200938672A (en) 2009-09-16
CN103266398B (zh) 2015-09-23
MX2010005051A (es) 2010-09-30
WO2009064594A2 (en) 2009-05-22
CA2704966A1 (en) 2009-05-22
CN101918630B (zh) 2014-01-01
CN103266398A (zh) 2013-08-28
TWI485296B (zh) 2015-05-21
JP5232240B2 (ja) 2013-07-10
KR20100096117A (ko) 2010-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2503757C2 (ru) Гибридные трехмерные тканые/слоистые распорки для применения с композитными конструкциями
RU2415976C2 (ru) Комбинированные трехмерные тканые многослойные стойки для композитных конструкций
EP2814648B1 (en) Pi-shaped preform with bias fibers
JP5618447B2 (ja) 一体的な軸外れスチフナを伴う織りプリフォーム
EP2242880B1 (en) Method for weaving substrates with integral sidewalls
CA2720143C (en) Improved fiber architecture for pi-preforms
JP5406850B2 (ja) 交差壁を伴う閉じ構造を織る方法
JP5547210B2 (ja) 準等方性の三次元プリフォームおよびその製造方法
JP7196126B2 (ja) 車両構造用の接続部材
MX2008006454A (en) Hybrid three-dimensional woven/laminated struts for composite structural applications