RU2603605C2 - Многослойная плетеная волокнистая конструкция, содержащая полую трубчатую деталь, способ ее производста и композиционная деталь, содержащая ее - Google Patents

Многослойная плетеная волокнистая конструкция, содержащая полую трубчатую деталь, способ ее производста и композиционная деталь, содержащая ее Download PDF

Info

Publication number
RU2603605C2
RU2603605C2 RU2013138742/12A RU2013138742A RU2603605C2 RU 2603605 C2 RU2603605 C2 RU 2603605C2 RU 2013138742/12 A RU2013138742/12 A RU 2013138742/12A RU 2013138742 A RU2013138742 A RU 2013138742A RU 2603605 C2 RU2603605 C2 RU 2603605C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layers
weft
threads
warp
yarns
Prior art date
Application number
RU2013138742/12A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013138742A (ru
Inventor
Тьерри ГОДОН
Брюно Жак Жерар ДАМБРИН
Original Assignee
Снекма
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 Снекма filed Critical Снекма
Publication of RU2013138742A publication Critical patent/RU2013138742A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2603605C2 publication Critical patent/RU2603605C2/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • D03D3/00—Woven fabrics characterised by their shape
    • D03D3/02—Tubular fabrics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B1/00—Layered products having a non-planar shape
    • B32B1/08—Tubular products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/024—Woven fabric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/06—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer characterised by a fibrous or filamentary layer mechanically connected, e.g. by needling to another layer, e.g. of fibres, of paper
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D11/00—Double or multi-ply fabrics not otherwise provided for
    • 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
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D3/00—Woven fabrics characterised by their shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B11/00—Making preforms
    • B29B11/14—Making preforms characterised by structure or composition
    • B29B11/16—Making preforms characterised by structure or composition comprising fillers or reinforcement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/103—Metal fibres
    • 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
    • D10B2101/20—Metallic fibres
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/40—Weight reduction
    • 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
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Woven Fabrics (AREA)
  • Braiding, Manufacturing Of Bobbin-Net Or Lace, And Manufacturing Of Nets By Knotting (AREA)

Abstract

Волокнистая конструкция (100) изготавливается целиком при помощи многослойного плетения, используя способ, в котором: сплетают основные нити по меньшей мере первого набора (110) слоев основных нитей с уточными нитями, включающими в себя по меньшей мере некоторые (T1, T2), которые сплетены с дополнительной длиной с тем, чтобы иметь в наличии концевые части основных нитей, которые простираются за пределы зоны плетения, где концевые части основных нитей возвращают для сплетания с основными нитями путем повторной вставки в слои основных нитей, а полая, в частности трубчатая, часть формируется сгибанием петлей первого сплетенного набора (110) слоев основных нитей обратно на себя и прикладыванием к концам повторно вставляемых уточных нитей тягового усилия, чтобы получать целиком волокнистую заготовку для детали, включающей в себя полую часть. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 38 ил.

Description

Область техники
Изобретение относится к изготовлению волокнистой конструкции при помощи многослойного плетения, а конкретно - к волокнистой конструкции, включающей в себя по меньшей мере одну полую часть, в частности часть, которая является трубчатой или по существу трубчатой.
Областью применения, в частности, является изготовление волокнистых конструкций для обеспечения волокнистых заготовок для деталей из композиционных материалов, которые получают уплотнением волокнистых заготовок матрицей, или деталей, которые получают при помощи горячего изостатического прессования или штамповки и диффузионной сварки, заготовок, сделанных из металлических волокон, и, в частности, но не исключительно, деталей для авиационных турбинных двигателей. Примерами являются:
детали с по меньшей мере одной трубчатой частью, прикрепленной к другой части, такой как панель или пластина, где трубчатая часть обеспечивает возможность поддерживания, направления или шарнирного крепления элемента возле панели; и
детали, как, например, полые опорные рычаги или каналы, которые в некоторых случаях могут быть перегорожены в продольном направлении для формирования множества проходов.
Предшествующий уровень техники
Уже делались предложения по изготовлению волокнистой заготовки целиком из многослойной плетеной конструкции, чтобы формировать деталь из композиционного материала, которая имеет сложную форму.
Термины «многослойное плетение» или «трехмерное плетение» используются в этой заявке для обозначения процесса сплетания множества слоев основных нитей и набора уточных нитей, причем по меньшей мере некоторые из уточных нитей связывают основные нити, принадлежащие разным слоям основных нитей. Можно использовать несколько видов многослойных переплетений, например интерлочные переплетения, в которых уточные нити в данном столбике утка движутся одинаково в плоскости переплетения, или еще множественное атласное, множественное полотняное или множественное саржевое переплетения. Ссылка может быть сделана на документ WO 2006/136755.
Известно, как изготовлять многослойную плетеную конструкцию, которая после придания ей формы позволяет получать заготовку, имеющую форму, близкую к форме детали из композиционного материала, которую нужно сделать. Ссылка может быть сделана на документы US 7241112 и WO 2010/061139, которые относятся к созданию лопаток из композиционного материала для турбинных двигателей.
Сущность изобретения
Задача изобретения состоит в разработке способа изготовления конструкции, сплетенной целиком при помощи многослойного плетения, которая обеспечивает возможность получения волокнистой заготовки для детали из композиционного материала, имеющей по меньшей мере одну полую часть, в частности часть, которая является трубчатой или по существу трубчатой и которая обладает высокой механической прочностью.
По первому аспекту способа, способ содержит этапы, на которых:
сплетают основные нити по меньшей мере первого набора слоев основных нитей с уточными нитями, включающими в себя по меньшей мере несколько уточных нитей, которые прокладываются на расстояние, которое больше ширины первого набора слоев основных нитей, измеряемой в направлении утка, чтобы иметь в наличии концевые части уточных нитей, которые простираются за пределы зоны плетения;
возвращают концевые части упомянутых уточных нитей с тем, чтобы сплести их с основными нитями путем повторной их вставки в слои основных нитей; и
формируют упомянутую полую часть, сгибая петлю из первого сплетенного набора слоев основных нитей назад на себя же и прикладывая тяговое усилие к концам повторно вставленных уточных нитей.
Свободные концевые части уточных нитей можно повторно вставлять в слои основных нитей второго набора слоев основных нитей, причем первый и второй наборы слоев основный нитей расположены один над другим и соединены вместе в направлении утка лишь на протяжении доли ширины первого набора основных нитей.
Как вариант, свободные концевые части уточных нитей можно вставлять в слои основных нитей первого набора слоев основных нитей в местах, которые смещены в направлении основы относительно мест их первоначальной вставки.
По второму аспекту способа, чтобы обеспечивать плетеную конструкцию с перегороженной в продольном направлении полой частью, способ содержит этапы, на которых:
сплетают основные нити первого набора слоев основных нитей с уточными нитями, включающими в себя по меньшей мере несколько, которые вставляются в слои основных нитей первого набора основных нитей, и при этом прокладывают на расстояние, которое больше протяженности первого набора слоев основных нитей, измеряемой в направлении утка, чтобы иметь в наличие концевые части уточных нитей, которые простираются за пределы зоны плетения;
сплетают основные нити второго набора слоев основных нитей с уточными нитями, включающими в себя по меньшей мере несколько, которые вставляются в слои основных нитей второго набора слоев основных нитей, и при этом прокладывают на расстояние, которое больше протяженности второго набора слоев основных нитей, измеряемой в направлении утка, чтобы иметь в наличии концевые части уточных нитей, которые простираются за пределы зоны плетения, причем первый и второй наборы слоев основных нитей размещены один над другими и связаны в направлении утка лишь на протяжении доли их ширины;
возвращают упомянутые концевые части уточных нитей с тем, чтобы сплести их с основными нитями путем повторной их вставки в слои основных нитей; и
формируют упомянутую перегороженную полую часть, сгибая петли из первого и второго наборов слоев основных нитей назад на себя же и прикладывая тяговое усилие к концам повторно вставленных уточных нитей.
Упомянутые концевые части уточных нитей можно повторно вставлять в слои основных нитей третьего набора слоев основных нитей, причем первый, второй и третий наборы основных нитей расположены один над другим, первый и второй наборы слоев основных нитей связаны с третьим набором слоев основных нитей в направлении утка лишь на протяжении доли их ширины.
Как вариант, упомянутые концевые части уточных нитей можно вставлять в слои основных нитей первого и второго наборов слоев основных нитей в местах, которые смещены в направлении основы относительно мест их первоначальной вставки.
В любом случае полую часть можно сформировать на протяжении лишь доли длины плетеной конструкции в направлении основы.
Таким образом, изобретение состоит в том, что в по меньшей мере части плетеной конструкции, из которой будет сформирована полая часть, набор основных нитей сплетается с уточными нитями, обладающими большей длиной, обеспечивающей возможность их повторной вставки в основу для сплетания их еще раз с основными нитями. В результате, этот набор основных нитей можно сгибать петлей обратно на самого себя для формирования полой части, в которой уточные нити простираются непрерывно вокруг полой части, придавая тем самым прочные механические свойства полой части детали, которую получают после того, как плетеной конструкции придали форму и уплотнили.
Изобретением также обеспечивается плетеная волокнистая конструкция, которую получают целиком при помощи многослойного плетения и которая содержит по меньшей мере одну полую часть, которая полностью определяется многослойной плетеной стенкой, состоящей из множества слоев нитей, связанных посредством плетения во всей толщине этой стенки.
В одном варианте осуществления волокнистая конструкция содержит полую часть вместе с другой частью, расположенной рядом с полой частью и связанной с ней при помощи плетения.
В еще одном варианте осуществления полая часть перегорожена в продольном направлении.
Изобретением обеспечивается также деталь из композиционного материала, обладающая по меньшей мере одной полой частью, в частности частью, которая является трубчатой или по существу трубчатой, причем деталь содержит волокнистую армирующую конструкцию, определенную выше или получаемую способом, описанным выше, где волокнистая армирующая конструкция уплотняется матрицей.
Краткое описание чертежей
Изобретение в дальнейшем поясняется нижеследующим описанием неограничительных вариантов его осуществления, приводимого со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 изображает схематичный вид в изометрии первой детали, сделанной из композиционного материала, содержащей волокнистое армирование, уплотняемое матрицей;
фиг.2-4 изображают схемы, на которых показаны последовательные этапы изготовления многослойной плетеной волокнистой конструкции для формирования волокнистого армирования детали, имеющей показанный на фиг.1 тип, в первом варианте осуществления изобретения;
фиг.5A-5D - последовательные плоскости утка в части волокнистой конструкции на этапе по фиг.2;
фиг.6A-6D - последовательные плоскости утка в другой части волокнистой конструкции на этапе по фиг.2;
на фиг.7 показан вариант переплетения;
фиг.8 и 9 изображают схематичные виды в изометрии многослойной плетеной волокнистой конструкции и соответствующей детали, сделанной из композиционного материала, в первом варианте осуществления;
фиг.10 и 11 - схематичные виды в изометрии многослойной плетеной волокнистой конструкции и соответствующей детали из композиционного материала в другом аспекте первого варианта осуществления;
фиг.12 изображает схематичный вид в изометрии второй детали, сделанной из композиционного материала, содержащей волокнистое армирование, уплотняемое матрицей;
фиг.13 - схематичное изображение, на котором показан этап изготовления многослойной плетеной волокнистой конструкции для формирования волокнистого армирования детали, имеющей показанный на фиг.12 тип, во втором варианте осуществления;
на фиг.14, 15 и 16 показаны плоскости утка в разных частях волокнистой конструкции на этапе по фиг.13;
фиг.17 изображает схематичный вид этапа изготовления многослойной плетеной волокнистой конструкции во втором варианте осуществления;
фиг.18 - схематичный вид в изометрии третьей детали, выполненной из композиционного материала, содержащей волокнистое армирование, уплотняемое матрицей;
фиг.19, 20 и 21 - схематичные изображения последовательных этапов изготовления многослойной плетеной волокнистой конструкции для формирования волокнистого армирования детали показанного на фиг.18 типа в третьем варианте осуществления;
на фиг.22 и 23 показаны плоскости утка в двух разных частях волокнистой конструкции на этапе по фиг.19;
фиг.24 - схематичный вид в изометрии четвертой детали, выполненной из композиционного материала, содержащей волокнистое армирование, уплотняемое матрицей;
фиг.25, 26 и 27 - схематичные изображения последовательных этапов изготовления многослойной плетеной волокнистой конструкции для формирования волокнистого армирования детали, показанного на фиг.24 типа, в четвертом варианте осуществления;
на фиг.28A-28D показаны последовательные плоскости утка в волокнистой конструкции на этапе по фиг.25; и
фиг.29 - схематичный вид в изометрии пятой детали, выполненной из композиционного материала, содержащей волокнистое армирование, уплотняемое матрицей.
На фиг.2, 13, 19 и 25 не сплетенные части волокнистой конструкции не показаны.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
На фиг.1 показана деталь 10 из композиционного материала, имеющая волокнистое армирование, уплотняемое матрицей. Часть 10 содержит трубчатую полую часть 11, образующую кольцо, прикрепленное к пластине 12, где трубчатая часть 11 присоединена к пластине 12 на протяжении части ее периферии и по всей ее длине. К примеру, часть 10 можно использовать как опорную или крепежную деталь для элемента, вставляемого в трубчатую часть 11, причем пластину 12 возможно крепить к стене, например, шурупами.
Далее следует описание варианта осуществления волокнистой конструкции, сплетенной целиком при помощи многослойного плетения таким образом, чтобы формировать после придания формы волокнистую заготовку, подходящую для образования волокнистого армирования детали 10, при этом описание было сделано со ссылкой на фиг.2, 3, 4, 5A-5D и 6A-6D.
На фиг.2 показана волокнистая конструкция 100 на этапе плетения, до придания формы. Волокнистая конструкция 100 содержит первую плетеную часть 110, которая должна формировать часть волокнистого армирования, которая соответствует трубчатой части 11, как только ей придадут форму путем сгибания петли на нее саму, и вторую плетеную часть 120, которая должна формировать часть волокнистого армирования, которая соответствует пластине 12. На фиг.5A-5D для примера показаны четыре последовательные плоскости утка в части 110, а на фиг.6A-6D для примера показаны четыре последовательные плоскости утка в части 120.
Плетение выполняется с первым набором 112 слоев C1, C2, C3 основных нитей для части 110 и вторым набором 122 слоев C4, C5, C6 основных нитей для второй части 120. В части 110 слои основных нитей простираются в направлении утка (стрелка T) на расстояние, соответствующее по существу разработанной длине окружности трубчатой части 11. В части 120 слои основных нитей простираются в направлении утка на расстояние, соответствующее по существу ширине пластины 12. Наборы слоев основных нитей 112 и 122 размещены один над другим.
Две соответствующие первые кромки 112a и 122a частей 110 и 120, простирающиеся в направлении основы (стрелка C), находятся по существу в одной и той же плоскости, тогда как противоположная вторая кромка 122b части 110 расположена за пределами противоположной второй кромки 122b части 120.
Для ясности на фиг.2 показаны только очертания плетеных частей 110 и 120, упомянутых выше. Не показаны, в частности, не сплетенные основные нити первого набора 112 слоев основных нитей, при этом плетеная часть 110 простирается в направлении основы на расстояние, которое по существу равно продольному размеру трубчатой части 11 и в показанном примере меньше длины пластины 12.
Как показано на фиг.5A-5D, плетение выполняется в части 110 с использованием переплетения интерлочного типа, в котором слои основных нитей связываются в каждой плоскости утка уточными нитями T1, T2 в общем столбике уточных нитей. Уточные нити T1, T2 вставляют с избыточной длиной, чтобы обеспечивать концевые части, которые простираются за пределы зоны плетения, т.е. за пределы кромки 112b. Эти концевые части имеют достаточную длину для обеспечения возможности возвращения к кромке 122a и повторной вставки в слои основных нитей для сплетания с основными нитями. Таким образом, уточная нить T1 после связывания основных нитей слоев C1 и C2 используется повторно для связывания основных нитей слоя C4 в наборе 122 с основными нитями слоя C3 набора 112, соединяя тем самым вместе части 110 и 120. После связывания основных нитей слоев C2 и C3 уточная нить T2 используется повторно для связывания основных нитей слоев C4 и C5. Возвращение концевых частей уточных нитей, изначально сплетенных с избыточной длиной, показано на фиг.2 только для двух нитей T1 и T2 в одной плоскости утка.
Как показано на фиг.6A-6D, плетение в части 120 выполняется, к примеру, с использованием того же переплетения интерлочного типа, в котором слои основных нитей связываются в каждой плоскости утка уточными нитями T3, T4. Каждой нитью T3 связываются основные нити слоев C4 и C5, тогда как каждой нитью T4 связываются основные нити слоев C5 и C6.
На фиг.5A-5D видно, как уточной нитью T4 связываются основные нити слоев C5 и C6.
Плоскости по фиг.5A-5D можно вывести одну из другой, перемещаясь со сдвигом в направлении утка через расстояние, соответствующее одному шагу между столбиками основных нитей. То же самое относится и к плоскостям, показанным на фиг.6A-6D.
Естественно, количество слоев основных нитей в наборах 110 и 120 может отличаться от трех, при этом количество слоев уточных нитей корректируется соответствующим образом.
Кроме этого, для частей 110 и 120 и/или в самих этих частях могут быть выбраны различные схемы интерлочного переплетения.
Следует отметить, что лишь некоторые из уточных нитей, связывающих основные нити в части 110, нужно плести с большей длиной, чтобы повторно вставлять их в основу, в то время как другие уточные нити можно плести традиционным образом, не более ширины части 110, так что их не вставляют повторно в часть 120. Также возможно менять количество основных нитей в столбике основных нитей в части 110, чтобы увеличивать толщину в определенном месте.
После плетения и удаления не сплетенных частей нитей плетеной конструкции 100 придается форма, показанная на фиг.3, сгибая петлей часть 110 на саму себя, оказывая, вместе с тем, на концы повторно вставляемых уточных нитей T1, T2 тяговое усилие. Форму части 110 можно придавать путем скатывания ее на сердечник. В результате этого получают полую часть, которая полностью определена многослойной плетеной стенкой, содержащей множество слоев нитей, связанных посредством плетения во всей толщине этой стенки.
В трубчатой части, образуемой сгибанием петлей части 110, кромка 112a формирует ступень 115. Ее можно устранить удалением нескольких основных нитей и отрезанием частей уточных нитей, которые остаются потом не сплетенными, так что внутренняя поверхность трубчатой части, образованная сгибанием петлей части 110, плавно сходит до уровня, соответствующего верхней поверхности части 120 (фиг.4). Как вариант, вместо удаления основных нитей после плетения, возможно было бы формировать набор слоев основных нитей для части 110 с числом слоев, которое постепенно возрастает от кромки 112a, и на расстоянии в направлении утка, которое соответствует ширине набора 120. Если необходимо, эта техника изменения толщины может применяться в любом месте в частях 110 и 120.
На фиг.7 показана для примера плоскость утка, в которой часть 110 волокнистой конструкции имеет переплетение типа множественного сатинового, отличного от интерлочного переплетения по фиг.5A-5D и 6A-6D.
В описанном выше варианте исполнения уточные нити, изначально сплетенные с дополнительной длиной, повторно вставляют в основу в той же плоскости утка, куда они были вставлены первоначально. Как вариант, повторная вставка уточных нитей, изначально сплетенных с дополнительной длиной, могла бы выполняться в другую следующую плоскость утка, необязательно расположенную непосредственно рядом с плоскостью утка, соответствующей их первоначальной вставке.
Во время плетения концевые части уточных нитей, сплетенных с дополнительной длиной, могут быть возвращены, например, вручную к стороне прокладки уточных нитей, чтобы быть впоследствии вставленными и сплетенными, как другие уточные нити. Плетение выполняется посредством жаккардового ткацкого станка, который приспособлен для многослойного плетения, где такой ткацкий станок сам по себе хорошо известен.
В зависимости от предполагаемого применения деталь, в которой многослойная плетеная конструкция формирует волокнистое армирование, может быть изготовлена из композиционного материала из волокна и органического полимера, или она может быть изготовлена из термоструктурного композиционного материала.
В первом типе материала волокнами плетеной конструкции могут быть, в частности, углеродные волокна, стеклянные волокна, арамидные волокна или керамические волокна, тогда как матрицей может быть органическая смола, например эпоксидная смола, бисмалеимидный или полиимидный полимер. Смолой прекурсора матрицы можно пропитывать непосредственно после плетения (на этапе по фиг.2), до придания формы плетеной конструкции, где потом предварительно пропитанной плетеной конструкции придается форма путем скатывания части 110 вокруг сердечника и сохранения желаемой формы с помощью формообразующей оснастки, пока смола полимеризуется. Как вариант, можно придавать форму сухой плетеной конструкции путем скатывания части 110 вокруг сердечника, а затем ее можно сохранять в нужной форме посредством формообразующей оснастки, в которую посредством способа литьевого прессования смолы (RTM) вводится смола. Оба этих процесса хорошо известны.
В композиционном материале термоструктурного типа волокна плетеной конструкции могут быть из углерода или керамики, наряду с тем, что матрица может быть из углерода или керамики. Для деталей, которые должны использоваться в горячих частях авиационного турбинного двигателя, предпочтительно выбирать композиционный материал с керамической матрицей. Хорошо известно, как изготавливать детали сложной формы из термоструктурного материала. Первый этап укрепления первой матричной фазой может выполняться, используя смолу, которая является прекурсором укрепляющей матрицы из углерода или керамики. Пропитка может выполняться сразу после плетения (на этапе по фиг.2) и до придания формы или может выполняться после придания формы, где потом форму плетеной конструкции поддерживают в оснастке. После того как смола была полимеризована и пиролизована, получают укрепленную плетеную конструкцию, которая сохраняет свою форму без необходимости в поддерживающей оснастке. Уплотнение затем можно продолжать, используя жидкостную технику (пропитку смолой, являющейся прекурсором углерода или керамики, полимеризацию и пиролиз) или метод химической инфильтрации из паровой фазы. Возможно также формировать межфазное покрытие между волокном и матрицей заранее. Ссылка может быть, в частности, на документы US 2010/015428 и WO 2010/061139.
Также возможно изготавливать деталь из плетеной конструкции, выполненной из проволоки и/или жгутов из металла или металлического сплава, например из титана или титанового сплава, или использовать композиционные нити, содержащие центральный керамический сердечник, например из волокон на основе карбида кремния SiC, и покрытые металлом или металлическим сплавом, например титаном, или титановым сплавом, или бором.
В плетеной конструкции, выполненной из металлических жгутов и/или проволоки или выполненной из нитей, покрытых металлическим материалом, изготовление детали может включать в себя начальный этап горячего изостатического прессования или начальный этап изотермической штамповки в вакууме. Применение тепла наряду с давлением устраняет в плетеной конструкции пустые пространства вследствие пластической деформации, или ползучести, металла проволоки или покрытия нитей. В конце концов, деталь формируется при помощи диффузионной сварки в вакууме, где сам такой процесс, объединяющий горячее изостатическое прессование или изотермическую вакуумную штамповку с диффузионной сваркой в вакууме, применяемый к плетеной структуре из металлической проволоки или нитей, покрытых металлом, известен.
В описанном выше варианте исполнения многослойная плетеная конструкция сделана для производства детали, которая представляет собой пластину, прикрепленную к полой трубчатой части, простирающейся лишь на протяжении доли длины пластины.
На фиг.8 показана многослойная плетеная волокнистая конструкция на этапе плетения, которая отличается от многослойной плетеной волокнистой конструкции по фиг.2 тем, что у нее помимо части 110 есть аналогичная ей плетеная часть 110a, причем плетеные части 110 и 110a расположены вдоль части 120 на расстоянии друг от друга. После того как части 110 и 110a были согнуты петлями сами на себя, получается волокнистая заготовка для детали типа 10a, показанного на фиг.9, которая представляет собой пластину 12, прикрепленную к двум трубчатым полым частям 11 и 11a, которые расположены друг от друга на расстоянии и по одной прямой, например. Естественно, возможно формировать более двух полых частей, являющихся трубчатыми и/или имеющих формы, которые могут быть другими.
На фиг.10 показана многослойная плетеная конструкция на этапе плетения, которая отличается от многослойной плетеной конструкции по фиг.2 тем, что части 110 и 120 простираются в направлении основы на одну и ту же длину. После того как часть 110 была согнута петлей на себя, получается волокнистая заготовка (фиг.11), которая обладает по существу трубчатой полой формой, которая полностью определена многослойной плетеной стенкой, имеющей множество слоев нитей, связанных при помощи плетения во всей толщине этой стенки. Такую заготовку можно, к примеру, использовать для формирования полого рычага промежуточного корпуса в авиационном турбинном двигателе.
На фиг.12 показана другая деталь 20, содержащая полую трубчатую часть, образующую кольцо 21, прикрепленное к пластине 22, и пригодная для использования для тех же целей, что и деталь 10 по фиг.1, например. Следует отметить, что торцевые поверхности трубчатой части 12 не перпендикулярны продольному направлению части 22.
Ниже со ссылкой на фиг.13-16 описывается вариант осуществления волокнистой структуры, сплетенной целиком при помощи многослойного плетения и образующей, после придания формы, волокнистую заготовку для детали 20.
На фиг.13 показана волокнистая конструкция 200 на этапе плетения, до придания формы. Волокнистая конструкция 200 содержит две плетеные части 210 и 220. Часть 220 должна образовать часть волокнистой заготовки, которая соответствует пластине 22, и она обладает противоположными кромками 222a и 222b в направлении основы (стрелка C). Часть 210 простирается в направлении утка (стрелка T) от кромки 222a до противоположной кромки 212b на расстояние, которое позволяет ей, после сгибания петлей, объединяться с сегментом части 220 для формирования части волокнистой заготовки, которая соответствует кольцевой части 21. Часть 210 простирается в направлении основы на расстояние, которое меньше части 220. На фиг.13 показаны только очертания плетеных частей 210 и 220.
На фиг.14 показана плоскость утка в части 220, перед частью 210. Плетение выполняется с набором 212 слоев основных нитей C1-C4, которые связываются уточными нитями T1, T2 и T3 в заданном столбике уточных нитей, при этом переплетение имеет, к примеру, интерлочный тип.
На фиг.15 показана плоскость утка в части 210. Плетение выполняется в направлении утка на всем расстоянии соприкасающихся частей 210 и 220, например, используя уточные нити T4, T5 и T6, связывающие основные нити слоев C1-C4 посредством такого же интерлочного переплетения, как показанное на фиг.14. Нити T4, T5 и T6 плетутся с дополнительной длиной, чтобы обеспечивать концевые части, которые простираются за пределы зоны плетения. Эти концевые части имеют достаточную длину для обеспечения возможности возвращения к кромке 222a и повторной вставки в основу для сплетания с основными нитями.
Свободные концевые части уточных нитей, плетеные с дополнительной длиной, повторно вставляются в слои основных нитей C1-C4 набора 212 в соответствующих местах, которые смещены в направлении основы назад. Как показано на фиг.13, концевые части уточных нитей первой плоскости утка плетеной части 210 вставляют повторно в слои основных нитей, например, для формирования первой плоскости утка части 220, следующей за последней плоскостью утка в части 210. Процедуру повторяют аналогичным образом для уточных нитей (не показанных на фиг.13) всех остальных плоскостей утка части 210. На фиг.16 показана такая плоскость утка в части 210 с основными нитями, переплетенными уточными нитями T4, T5 и T6 по фиг.15. В этом примере смещение концевых частей уточных нитей, которые вставляют повторно, в направлении основы осуществлено на расстояние, которое соответствует размеру части 210 в направлении основы. В частности, благодаря возможности части 210 деформироваться во время сгибания ее петлей, это смещение может быть выполнено на другое расстояние, например более короткое расстояние. В последнем случае первые уточные нити, сплетенные с дополнительной длиной в части 210, повторно вставляют в эту же часть, а дополнительные длины определяют соответствующим образом.
Естественно, количество слоев основных нитей в наборе 210 и 220 может отличаться от четырех, при этом количество слоев уточных нитей корректируется соответствующим образом.
После плетения не сплетенные части нитей удаляют, плетеной конструкции 200 придают форму посредством сгибания петлей части 210 таким образом, чтобы совмещать ее кромку 212b с кромкой 222a части 220, прикладывая, в то же время, к концам повторно вставляемых уточных нитей тяговое усилие. В результате этого получается волокнистая заготовка с формой, похожей на форму детали 20 и имеющей полую часть, которая полностью определена многослойной плетеной стенкой, содержащей множество слоев нитей, которые связаны посредством плетения во всей толщине стенки. Придание формы волокнистой конструкции 200 с помощью оснастки для получения волокнистой заготовки для детали 20 и обработка волокнистой заготовки для получения желаемой детали могут выполняться так же, как описано выше для первого варианта исполнения.
В варианте исполнения по фиг.13 концевые части уточных нитей, которые сплетены с дополнительной длиной в части 210, повторно вставляются в слои основных нитей в местах, которые смещены в направлении основы назад.
Как вариант, эта повторная вставка может выполняться в местах, смещенных в направлении основы вперед.
Еще как вариант, и как показано на фиг.17, часть 210 может состоять из двух наложенных друг на друга плетеных составных частей 210a и 210b, которые не соединены вместе. Концы уточных нитей T4, T5 и T6, связывающих слои основных нитей в части 210a и сплетенных с дополнительной длиной, повторно вставляют в слои основных нитей в местах, которые смещены в направлении основы назад. Концы уточных нитей T7, T8 и T9, изначально расположенных в той же плоскости, что и нити T4, T5 и T6, связывающих слои основных нитей в части 210b и сплетенных с дополнительной длиной, повторно вставляют в слои основных нитей в местах, которые смещены в направлении основы вперед. После плетения составные части 210a и 210b загибают для формирования двух петель, расходящихся друг от друга в направлении основы из общего места происхождения вдоль кромки 222b части 220.
На фиг.18 показана еще одна деталь 30 с двумя трубчатыми полыми частями 31, образующими два кольца, прикрепленных к панели 32 возле ее кромки, трубчатые части расположены друг от друга на расстоянии и имеют по существу одну и ту же ось. Деталь 30 можно использовать, например, как дверцу или колпачок, который вращается вокруг штыря, введенного в трубчатые части 31.
Ниже со ссылкой на фиг.19, 20, 21, 22 и 23 описывается вариант осуществления волокнистой конструкции, сплетенной целиком при помощи многослойного плетения, которая служит для формирования, после придания формы, волокнистой заготовки для детали 30.
На фиг.19 показана волокнистая конструкция 300 на этапе плетения, до придания формы. Волокнистая конструкция 300 имеет две первые плетеные части 310, которые после придания формы путем сгибания петлей обратно на них самих должны формировать часть волокнистого армирования, соответствующую трубчатым частям 31, и вторую плетеную часть 320, которая должна формировать часть волокнистого армирования, соответствующую панели 32. Для большей ясности на фиг.19 показаны только очертания плетеных частей. Часть 320 обладает в направлении основы (стрелка C) двумя противоположными продольными кромками 322a и 322b. Каждая часть 310 наложена на часть 320 и обладает продольными кромками 312a, 312b. Кромки 312a по существу совпадают с кромкой 322a, тогда как кромки 312b отодвинуты от кромки 322b, при этом части 310 простираются в направлении утка (стрелка T) на расстояние, которое соответствует разработанной длине окружности трубчатой части 31, где это расстояние в показанном примере меньше размера части 320. Следует также отметить, что каждая часть 310 соединена с частью 320 лишь на доле d ее размера в направлении утка от кромок 312a, 322a, так что между каждой частью 310 и частью 320 находится не связанная зона 313.
На фиг.22 показана плоскость утка в плетеной конструкции 300, где часть 310 наложена на часть 320. Плетение выполняется с первым набором 312 слоев основных нитей C1-C3 для части 310 и вторым набором 322 слоев основных нитей C4-C6 для части 320. Уточная нить T1 связывает основные нити слоев C1 и C2, а уточная нить T2 связывает основные нити слоев C2 и C3. Уточная нить T3 связывает основные нити слоев C3 и C4 только на расстоянии d с тем, чтобы оставлять не связанную зону 313.
Уточные нити T1 и T2 вставляют с дополнительной длиной, чтобы обеспечивать концевые части, которые простираются за пределы зоны плетения, т.е. за пределы кромки 312b. Эти концевые части имеют длину, достаточную для обеспечения возможности их возвращения к стороне кромки 322a и повторной вставки в основу для сплетания с основными нитями. Таким образом, уточная нить T1, после связывания основных нитей слоев C1 и C2, используется повторно для связывания основных нитей слоев C4 и C5 второго набора 322 слоев основных нитей. Аналогичным образом, уточная нить T2, после связывания основных нитей слоев C2 и C3, используется повторно для связывания основных нитей слоев C5 и C6 второго набора 322 слоев основных нитей. Показана только одна плоскость утка, другие можно вывести из нее смещением через один шаг между столбиками основных нитей. На фиг.19 показан возврат лишь двух уточных нитей T1 и T2.
На фиг.23 показана плоскость утка в части 320 плетеной конструкции вне ее перекрывания частью 310. Уточная нить T4 связывает основные нити слоев C4 и C5, а уточная нить T5 связывает основные нити слоев C5 и C6 так же, как повторно вставленные части нитей T1 и T2 на фиг.22. Показана одна плоскость утка, другие можно вывести из нее смещением на один шаг между столбиками основных нитей.
В показанных на фиг.22 и 23 примерах плетение выполняется с помощью интерлочного переплетения. Естественно, можно было бы использовать другие переплетения. Переплетения могут отличаться между, во-первых, частями 310, а во-вторых, частями 320, и они могут также отличаться между частями 310. Кроме этого, количество слоев основных нитей в частях 310 и 320 может, естественно, отличаться от трех, при этом количество слоев уточных нитей корректируется соответствующим образом. Следует отметить, что в части 310 всего лишь несколько из уточных нитей нужно изначально плести с дополнительной длиной.
После плетения не сплетенные части нитей удаляются, и плетеной конструкции может придаваться форма, показанная на фиг.20, сгибая петлей части 310 на самих себя, оказывая, вместе с тем, на концы повторно вставляемых уточных нитей T1 и T2 тяговое усилие. В результате этого получают полые части, каждая из которых полностью определена многослойной плетеной стенкой, имеющей множество слоев нитей, связанных посредством плетения во всей толщине этой стенки. В трубчатых частях, образованных сгибанием петлей части 310 назад, кромки 312a формируют ступеньки 315. Их можно убрать или не допускать так же, как описано выше со ссылкой на фиг.3 и 4, чтобы получить в итоге волокнистую заготовку показанного на фиг.21 типа.
Придание формы волокнистой конструкции 300 с помощью оснастки для получения волокнистой заготовки для детали 30 и обработка этой заготовки для получения желаемой детали могут выполняться так же, как описано выше для первого варианта исполнения.
На фиг.24 также показана другая деталь 40 с полой частью 41 по существу трубчатой формы с перегородкой 42, подразделяющей внутренний объем полой части 41 по всей ее длине. Такую перегороженную полую деталь можно использовать, например, в качестве рычага промежуточного корпуса в авиационном турбинном двигателе, который обладает двумя каналами для выполнения различных функций, например для радиального вала, передающего механическую энергию к коробке приводов агрегатов, с одной стороны перегородки 42 и для электрического соединения с другой стороны, или, в самом деле, в качестве труб для подачи текучей среды. Перегородка 42 может также служить просто для придания прочности детали 40.
Далее следует описание варианта осуществления волокнистой конструкции, сплетенной целиком при помощи многослойного плетения, которая после придания формы образует волокнистую заготовку для детали 40, описание приводится со ссылкой на фиг.25, 26, 27 и 28A-28D.
На фиг.25 показана волокнистая конструкция 400 на этапе плетения, до придания формы. Волокнистая конструкция 400 содержит первую плетеную часть 410, которая должна формировать после придания ей формы путем сгибания петлей назад на себя основную долю части волокнистого армирования, которая соответствует трубчатой части 41, вторую плетеную часть 420, которая должна формировать после придания ей формы путем сгибания петлей назад на себя часть волокнистого армирования, которая соответствует перегородке 42, и третью плетеную часть 430.
Для примера на фиг.28A-28D показаны четыре последовательные плоскости утка в плетеной конструкции 400.
Плетение выполняется с первым набором 412 слоев основных нитей C5, C6, C7 для части 410, вторым набором 422 слоев основных нитей C8, C9, C10 для части 420 и третьим набором 432 основных нитей C1, C2, C3, C4 для части 430. В части 410 слои основных нитей простираются в направлении утка (стрелка T) на ширину, соответствующую по существу разработанной длине окружности трубчатой части 11. В части 420 слои основных нитей простираются в направлении утка на ширину, которая меньше ширины части 410, но достаточна, после сгибания петлей, для образования части волокнистого армирования, которая соответствует перегородке 42. В части 430 слои основных нитей простираются в направлении утка на еще меньшую ширину. Наборы слоев основных нитей 430, 410 и 420 размещаются один поверх другого в этом порядке и обладают в направлении основы (стрелка C) соответствующими продольными кромками 432a, 412a, 422a, которые находятся по существу в одной и той же плоскости на стороне прокладки уточных нитей. В направлении основы плетеные чести 410, 420, 430 простираются на одинаковую длину. Плетеная часть 410 соединена с плетеной частью 430 по всей ее ширине, тогда как плетеная часть 420 соединена с плетеной частью 420 лишь по доле ее ширины, начиная от кромки 422a, оставляя тем самым между частями 410 и 420 не связанную зону 413. Расстояние в направлении утка, на котором части 410 и 420 соединены вместе, может, к примеру, быть по существу равным или немного большим ширины части 430. Для ясности на фиг.25 показаны только очертания плетеных частей 410, 420 и 430.
Как показано на фиг.28A-28D, в данном столбике утка уточные нити T1, T2 связывают основные нити слоев основных нитей C5, C6, C7, в то время как уточная нить T3 связывает основные нити слоев основных нитей C7 и C8, а уточные нити T4, T5 связывают основные нити слоев основных нитей C8, C9 и C10.
Уточные нити T1 и T2 вставляют с дополнительной длиной, чтобы обеспечивать концевые части, которые простираются за пределы зоны плетения, т.е. за пределы продольной кромки 412b плетеной части 410, удаленной от кромки 412a. Эти концевые части имеют длину, достаточную для обеспечения возможности их возвращения к кромке 432a и повторной вставки в слои основных нитей в части 430. Таким образом, уточная нить T1, после связывания основных нитей слоев C5 и C6, используется повторно для связывания основных нитей слоев C1 и C2, в то время как уточная нить T2, после связывания основных нитей слоев C6 и C7, используется повторно для связывания основных нитей слоев C2 и C3.
Уточная нить T3 связывает основные нити слоев C7 и C8 на ограниченном расстоянии от кромок 412a, 422a с тем, чтобы оставлять между плетеными частями 410 и 420 не связанную зону 413.
Уточные нити T4 и T5 вставляют с дополнительной длиной, чтобы обеспечивать концевые части, которые простираются за пределы зоны плетения, т.е. за пределы продольной кромки 422b плетеной части 420, удаленной от кромки 422a. Эти концевые части имеют длину, достаточную для обеспечения возможности их возвращения к кромке 432a и повторной вставки в слои основных нитей в части 430. Таким образом, основная нить T4, после связывания основных нитей слоев C8 и C9, используется повторно для связывания основных нитей слоя C3 и C4, в то время как уточная нить T5, после связывания основных нитей слоев C9 и C10, используется повторно для связывания основных нитей слоев C4 и C5.
Возвращение концевых частей уточных нитей, изначально сплетенных с дополнительными длинами, показано на фиг.25 только для уточных нитей T1, T2, T4 и T5 в одной плоскости утка.
Плоскости по фиг.28A-28D можно вывести одну из другой, смещаясь на один шаг между столбиками основных нитей.
На этих чертежах показано переплетение интерлочного типа. Разумеется, можно было бы использовать переплетения других типов. Переплетения частей 410, 420 и 430 необязательно одинаковы. Возможно также менять переплетение в заданной части 410, 420 или 430. Кроме того, количество слоев основных нитей в частях 410, 420 и 430 может не быть равно трем, трем и четырем соответственно, при этом количество слоев уточных нитей корректируется соответствующим образом. Следует отметить, что лишь некоторые из уточных нитей, связывающих основные нити в частях 410 и 420, нужно плести с дополнительной длиной.
После плетения не сплетенные части нитей удаляются, и плетеной конструкции 400 придается форма, показанная на фиг.26 (вид с торца), сгибая петлей части 410, 420 обратно на самих себя, оказывая вместе с тем на концы повторно вставляемых уточных нитей T1, T2, T4 и T5 тяговое усилие. В результате этого получают полую часть, которая полностью определена многослойной плетеной стенкой, состоящей из множества слоев нитей, связанных посредством плетения во всей толщине этой стенки. Придание формы может выполняться скатыванием частей 410 и 420 вокруг сердечников.
В трубчатых частях, образованных сгибанием петлей частей 410 и 420 назад, кромки 412a и 432b формируют ступеньки 415 и 425. Это можно устранить похожим образом, как описано выше для первого варианта исполнения (фиг.3 и 4), для получения формы, показанной на фиг.27 (вид с торца).
Придание формы с помощью оснастки для получения волокнистой заготовки для детали 40 и обработка заготовки для получения желаемой детали могут выполняться, как описано выше для первого варианта исполнения.
В варианте исполнения по фиг.24-27 и 28A-28D уточные нити, сплетенные с дополнительной длиной в частях 410 и 420, повторно вставляют в часть 430 в той же плоскости утка. Как вариант, концевые части уточных нитей заданной плоскости утка, сплетенных с дополнительной длиной в части 410, могут вставляться повторно в следующую плоскость утка для сплетания с основными нитями этой же части 410. Аналогичным образом, концевые части уточных нитей заданной плоскости утка, сплетенных с дополнительной длиной в части 420, могут вставляться повторно в следующую плоскость утка для сплетания с основными нитями этой же части 420.
Естественно, применяя принцип плетения, подобный тому, что описан выше, возможно изготавливать полую часть с множеством перегородок, т.е. деталь, имеющую множество продольных перегородок, подразделяющих ее внутренний объем.
Кроме этого, в детали перегородка или по меньшей мере одна из перегородок, если есть две или более перегородок, может простираться в длину, меньшую длины полой части, где часть волокнистой конструкции, соответствующая этой или каждой перегородке сокращенной длины, как, например, часть 420 на фиг.25, плетется тогда в направлении основы на более короткое расстояние, чем другие части волокнистой конструкции.
На фиг.29 показана еще одна деталь 50, которую можно получать из конструкции, сплетенной целиком посредством многослойного плетения согласно изобретению. Деталь 50 содержит трубчатую полую часть 51, прикрепленную к другой части 52, которая изогнута вокруг оси, отличной от оси части 51, например, которая перпендикулярна ей. Такая деталь может использоваться, к примеру, как коленчатый рычаг. Для получения детали 50 возможно использовать такую плетеную конструкцию, как конструкция 100 по фиг.2, где часть волокнистой заготовки, соответствующую полой части 51, получают сгибанием петлей части 110 волокнистой конструкции 100 назад на нее же, а часть волокнистой заготовки, соответствующую части 52, получают изгибанием части 120 волокнистой заготовки 100.

Claims (12)

1. Способ изготовления конструкции, сплетенной целиком при помощи многослойного плетения и содержащей по меньшей мере одну полую часть (110; 210; 310), содержащий этапы, на которых:
сплетают основные нити по меньшей мере первого набора (112; 212; 312) слоев основных нитей с уточными нитями, включающими в себя по меньшей мере несколько уточных нитей (Т1, Т2; Т4, Т5, Т6), которые прокладываются на расстояние, которое больше ширины первого набора слоев основных нитей, измеряемой в направлении утка, чтобы иметь в наличии концевые части уточных нитей, которые простираются за пределы зоны плетения;
возвращают концевые части упомянутых уточных нитей с тем, чтобы сплести их с основными нитями путем повторной их вставки в слои основных нитей; и
формируют упомянутую полую часть, сгибая петлю из первого сплетенного набора слоев основных нитей назад на себя же и прикладывая тяговое усилие к концам повторно вставленных уточных нитей.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что концевые части упомянутых уточных нитей (T1, Т2) повторно вставляют в слои основных нитей второго набора (122; 322) слоев основных нитей, причем первый и второй наборы слоев основных нитей расположены один над другим и соединены вместе в направлении утка лишь на протяжении доли ширины первого набора (112; 312) основных нитей.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что концевые части упомянутых уточных нитей (Т4, Т5, Т6) повторно вставляют в слои основных нитей первого набора (212) слоев основных нитей в местах, которые смещены в направлении основы относительно мест их первоначальной вставки.
4. Способ изготовления конструкции, сплетенной целиком при помощи многослойного плетения и содержащей по меньшей мере одну полую часть (410), которая перегорожена в продольном направлении, содержащий этапы, на которых:
сплетают основные нити первого набора (412) слоев основных нитей с уточными нитями, включающими в себя по меньшей мере несколько (Т4, Т5), которые вставляют в слои основных нитей первого набора слоев основных нитей, и в то же время прокладывают на расстояние, которое больше длины первого набора слоев основных нитей, измеряемой в направлении утка, чтобы иметь в наличии концевые части уточных нитей, которые простираются за пределы зоны плетения;
сплетают основные нити второго набора (422) слоев основных нитей с уточными нитями, включающими в себя по меньшей мере несколько (Т1, Т2), которые вставляют в слои основных нитей второго набора слоев основных нитей, и при этом прокладывают на расстояние, которое больше протяженности второго набора слоев основных нитей, измеряемой в направлении утка, чтобы иметь в наличии концевые части уточных нитей, которые простираются за пределы зоны плетения, причем первый и второй наборы (412, 422) слоев основных нитей размещены один над другими и связаны в направлении утка лишь на протяжении доли их ширины;
возвращают упомянутые концевые части уточных нитей с тем, чтобы сплести их с основными нитями путем повторной их вставки в слои основных нитей; и формируют упомянутую перегороженную полую часть, сгибая петли из первого и второго наборов слоев основных нитей назад на себя же и прикладывая тяговое усилие к концам повторно вставленных уточных нитей.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что упомянутые свободные концевые части упомянутых уточных нитей повторно вставляют в слои основных нитей третьего набора (432) слоев основных нитей, причем первый, второй и третий наборы основных нитей расположены один над другим, и первый и второй наборы (412, 422) слоев основных нитей связаны с третьим набором слоев основных нитей в направлении утка лишь на протяжении доли их ширины.
6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что упомянутые концевые части упомянутых уточных нитей повторно вставляют в слои основных нитей первого и второго наборов слоев основных нитей в местах, которые смещены в направлении основы относительно мест их первоначальной вставки.
7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что полая часть (110) формируется на протяжении лишь доли длины плетеной конструкции в направлении основы.
8. Волокнистая конструкция, сплетенная целиком при помощи многослойного плетения и содержащая по меньшей мере одну полую часть (110; 210; 310; 410), которая полностью определяется многослойной плетеной стенкой, состоящей из множества слоев нитей, связанных посредством плетения во всей толщине этой стенки, причем упомянутая полая часть получена сгибанием плетеной части назад на себя с образованием петли.
9. Волокнистая конструкция по п. 8, отличающаяся тем, что она
содержит полую часть (110; 210; 310) вместе с другой частью (120; 220; 320), расположенной рядом с полой частью и связанной с ней при помощи плетения.
10. Волокнистая конструкция по п. 8 или 9, отличающаяся тем, что полая часть (410) перегорожена в продольном направлении.
11. Деталь из композиционного материала, содержащая по меньшей мере одну полую часть и армирующую волокнистую конструкцию по любому из пп. 8-10, причем армирующая волокнистая конструкция уплотняется матрицей.
12. Деталь по п. 11, представляющая собой опорную и/или направляющую деталь для авиационного турбинного двигателя.
RU2013138742/12A 2011-01-21 2012-01-13 Многослойная плетеная волокнистая конструкция, содержащая полую трубчатую деталь, способ ее производста и композиционная деталь, содержащая ее RU2603605C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1150499A FR2970715B1 (fr) 2011-01-21 2011-01-21 Structure fibreuse tissee multicouches ayant une partie tubulaire creuse, procede de fabrication et piece composite la comportant
FR1150499 2011-01-21
PCT/FR2012/050087 WO2012098327A1 (fr) 2011-01-21 2012-01-13 Structure fibreuse tissee multicouches ayant une partie tubulaire creuse, procede de fabrication et piece composite la comportant.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013138742A RU2013138742A (ru) 2015-02-27
RU2603605C2 true RU2603605C2 (ru) 2016-11-27

Family

ID=44484903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013138742/12A RU2603605C2 (ru) 2011-01-21 2012-01-13 Многослойная плетеная волокнистая конструкция, содержащая полую трубчатую деталь, способ ее производста и композиционная деталь, содержащая ее

Country Status (8)

Country Link
US (2) US9539787B2 (ru)
EP (1) EP2665852B1 (ru)
CN (1) CN103328706B (ru)
BR (1) BR112013018173B1 (ru)
CA (1) CA2824374C (ru)
FR (1) FR2970715B1 (ru)
RU (1) RU2603605C2 (ru)
WO (1) WO2012098327A1 (ru)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2970715B1 (fr) * 2011-01-21 2014-10-17 Snecma Structure fibreuse tissee multicouches ayant une partie tubulaire creuse, procede de fabrication et piece composite la comportant
FR3017819B1 (fr) * 2014-02-25 2016-03-25 Snecma Renfort fibreux pour la realisation d'une piece mecanique allongee en materiau composite
US9897122B2 (en) * 2015-05-22 2018-02-20 Goodrich Corporation Attachment of composite lug to composite structural tube
US9907389B2 (en) * 2015-11-09 2018-03-06 Kammok Holdings, Llc Single piece hammock strap with integral woven eyelets
US9725832B1 (en) * 2016-02-09 2017-08-08 Albany Engineered Composites, Inc. Weaving multilayer products using multiple warp columns and heddle columns
US10786878B2 (en) * 2017-07-24 2020-09-29 General Electric Company Method of welding with buttering
ES2921324T3 (es) * 2017-10-12 2022-08-23 Albany Eng Composites Inc Preformas tejidas tridimensionales para refuerzos en omega
FR3092034B1 (fr) * 2019-01-30 2022-12-02 Safran Aircraft Engines Carter en matériau composite avec variation locale d’épaisseur
CN116160721B (zh) * 2023-02-03 2024-05-14 武汉理工大学 一种火箭喷管制备系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4336296A (en) * 1978-12-27 1982-06-22 Agency Of Industrial Science & Technology Three-dimensionally latticed flexible-structure composite
US5024874A (en) * 1989-02-16 1991-06-18 Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho Three dimensional fabric with a linkage structure
US7484539B1 (en) * 2007-12-03 2009-02-03 Ching Sui Industry Co., Ltd. Shaping method and structure of woven fabric with a groove
RU2409468C2 (ru) * 2005-06-24 2011-01-20 Снекма Упрочняющая волоконная структура для детали из композиционного материала и деталь, содержащая эту структуру

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4346741A (en) 1977-06-20 1982-08-31 Societe Nationale Industrielle Et Aerospatiale Three-dimensional woven articles
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
US4725485A (en) * 1984-03-13 1988-02-16 Shikishima Canvas Kabushiki Kaisha Textile structure for reinforced composite material
JPS61179731A (ja) * 1984-12-29 1986-08-12 日本マイヤー株式会社 三次元構造材料
US4782864A (en) * 1984-12-31 1988-11-08 Edo Corporation Three dimensional woven fabric connector
JPS6452845A (en) * 1987-08-18 1989-02-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Reinforcing member for composite material and its production
JPH04100948A (ja) * 1990-08-20 1992-04-02 Toyota Autom Loom Works Ltd 三次元織物
JPH0781225B2 (ja) * 1990-08-27 1995-08-30 株式会社豊田自動織機製作所 結合部材用三次元織物
FR2684719B1 (fr) * 1991-12-04 1994-02-11 Snecma Aube de turbomachine comprenant des nappes de materiau composite.
DE10123204C2 (de) * 2001-05-12 2003-03-27 Kufferath Andreas Gmbh Papiermaschinensieb
FR2861143B1 (fr) 2003-10-20 2006-01-20 Snecma Moteurs Aube de turbomachine, notamment aube de soufflante et son procede de fabrication
FR2869074B1 (fr) * 2004-04-14 2006-07-21 Snecma Moteurs Sa Systeme de protection d'arbre principal de moteur a palier fusible
FR2872218B1 (fr) * 2004-06-29 2006-09-29 Snecma Moteurs Sa Tube de degazage pour arbre basse-pression de turbomachine
FR2887919B1 (fr) * 2005-06-29 2010-12-31 Snecma Moteurs Rotor de turbomachine comprenant au moins un disque renforce par un anneau composite
FR2892339B1 (fr) * 2005-10-21 2009-08-21 Snecma Sa Procede de fabrication d'une aube de turbomachine composite, et aube obtenue par ce procede
TW200821422A (en) * 2006-11-15 2008-05-16 Ching Sui Industry Co Ltd Forming method of fabric with raceways and structure thereof
US7690164B2 (en) * 2006-12-05 2010-04-06 Lockheed Martin Corporation System, method, and apparatus for structural lug formed from a combination of metal and composite laminate materials
FR2913053B1 (fr) * 2007-02-23 2009-05-22 Snecma Sa Procede de fabrication d'un carter de turbine a gaz en materiau composite et carter ainsi obtenu
FR2933970B1 (fr) 2008-07-21 2012-05-11 Snecma Propulsion Solide Procede de fabrication d'une piece en materiau composite thermostructural et piece ainsi obtenue
FR2939130B1 (fr) 2008-11-28 2011-09-16 Snecma Propulsion Solide Procede de fabrication de piece de forme de forme complexe en materiau composite.
FR2939153B1 (fr) * 2008-11-28 2011-12-09 Snecma Propulsion Solide Realisation d'une structure fibreuse a epaisseur evolutive par tissage 3d
JP2010148335A (ja) * 2008-12-22 2010-07-01 Sumitomo Wiring Syst Ltd ワイヤハーネス用のネット状保護材および製造方法
FR2940167B1 (fr) * 2008-12-24 2012-12-21 Messier Dowty Sa Procede de liaison d'un element structurel en materiau composite a un tube.
FR2950286B1 (fr) * 2009-09-24 2013-08-09 Snecma Procede de fabrication d'une aube de turbomachine en materiau composite
FR2955609B1 (fr) * 2010-01-26 2012-04-27 Snecma Aube composite a canaux internes
EP2593254B1 (fr) * 2010-07-12 2018-10-03 Safran Aircraft Engines Procede de realisation d'une piece massive
FR2965202B1 (fr) * 2010-09-28 2012-10-12 Snecma Procede de fabrication d'une piece et piece massive composite obtenue par ce procede
FR2965498B1 (fr) * 2010-10-05 2012-09-28 Snecma Procede de realisation d?un renfort metallique d?aube de turbomachine.
FR2965824B1 (fr) * 2010-10-11 2013-11-15 Snecma Procede de fabrication d'une structure fibreuse metallique par tissage
FR2968679B1 (fr) * 2010-12-13 2014-02-07 Snecma Structure fibreuse pour piece en materiau composite ayant une ou plusieurs parties en forme d'arche
FR2970266B1 (fr) * 2011-01-10 2013-12-06 Snecma Procede de fabrication d'une piece metallique annulaire monobloc a insert de renfort en materiau composite, et piece obtenue
FR2970481B1 (fr) * 2011-01-18 2014-06-13 Snecma Structure fibreuse pour piece en materiau composite de geometrie complexe
FR2970715B1 (fr) * 2011-01-21 2014-10-17 Snecma Structure fibreuse tissee multicouches ayant une partie tubulaire creuse, procede de fabrication et piece composite la comportant
FR2970891B1 (fr) * 2011-02-01 2013-02-15 Snecma Procede de realisation d'une piece metallique renforcee, telle qu'un renfort d'aube de turbomachine
FR2972123B1 (fr) * 2011-03-02 2014-06-13 Snecma Procede pour fabriquer une piece metallique de revolution monobloc incorporant un renfort de fibres ceramiques
FR2972661B1 (fr) * 2011-03-15 2013-04-12 Snecma Procede pour fabriquer une piece metallique de revolution monobloc a partir de structures fibreuses composites
FR2975317B1 (fr) * 2011-05-18 2013-05-31 Snecma Procede de fabrication par soudage diffusion d'une piece monobloc pour une turbomachine
FR2979575B1 (fr) * 2011-09-05 2013-09-20 Snecma Procede et dispositif de fabrication d'une piece cylindrique en materiau composite
WO2013088038A2 (fr) * 2011-12-14 2013-06-20 Snecma Structure fibreuse de renfort de pieces en materiau composite a portion d'epaisseur reduite
CN103998664B (zh) * 2011-12-14 2016-08-24 斯奈克玛 具有可变重量纱线的纤维结构
US9200385B2 (en) * 2011-12-14 2015-12-01 Snecma Jacquard loom having optimized warp yarn density
FR2989977B1 (fr) * 2012-04-26 2014-05-23 Snecma Ebauche fibreuse tissee en une seule piece par tissage tridimensionnel pour la realisation d'une plate-forme a caisson ferme pour soufflante de turbomachine en materiau composite
FR2995038B1 (fr) * 2012-08-30 2014-09-19 Snecma Carter de soufflante de turbine a gaz ayant une ceinture de fixation d'equipements
FR2999173B1 (fr) * 2012-12-10 2015-12-18 Snecma Procede de realisation d'une aube de turbomachine en materiau composite oxyde/oxyde munie de canaux internes
FR3017819B1 (fr) * 2014-02-25 2016-03-25 Snecma Renfort fibreux pour la realisation d'une piece mecanique allongee en materiau composite

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4336296A (en) * 1978-12-27 1982-06-22 Agency Of Industrial Science & Technology Three-dimensionally latticed flexible-structure composite
US5024874A (en) * 1989-02-16 1991-06-18 Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho Three dimensional fabric with a linkage structure
RU2409468C2 (ru) * 2005-06-24 2011-01-20 Снекма Упрочняющая волоконная структура для детали из композиционного материала и деталь, содержащая эту структуру
US7484539B1 (en) * 2007-12-03 2009-02-03 Ching Sui Industry Co., Ltd. Shaping method and structure of woven fabric with a groove

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012098327A1 (fr) 2012-07-26
BR112013018173A2 (pt) 2020-11-03
EP2665852B1 (fr) 2016-11-09
CN103328706A (zh) 2013-09-25
US9539787B2 (en) 2017-01-10
US20130295302A1 (en) 2013-11-07
FR2970715A1 (fr) 2012-07-27
US20170073857A1 (en) 2017-03-16
RU2013138742A (ru) 2015-02-27
CA2824374C (fr) 2018-05-08
CA2824374A1 (fr) 2012-07-26
EP2665852A1 (fr) 2013-11-27
FR2970715B1 (fr) 2014-10-17
BR112013018173B1 (pt) 2021-06-22
CN103328706B (zh) 2015-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2603605C2 (ru) Многослойная плетеная волокнистая конструкция, содержащая полую трубчатую деталь, способ ее производста и композиционная деталь, содержащая ее
Cox et al. Handbook of analytical methods for textile composites
RU2614603C2 (ru) Волоконная структура трехмерного плетения, волоконная заготовка, полученная из этой волоконной структуры, и деталь из волоконного материала, содержащая эту заготовку
RU2523251C2 (ru) Изготовления волокнистой структуры, имеющей переменную толщину, путем трехмерного тканья
JP6254532B2 (ja) 薄肉部を有する複合材料部品のための繊維補強構造
RU2439222C2 (ru) Волокнистая армирующая структура сложного атласного переплетения для изготовления детали из композитного материала
TWI598237B (zh) 用於複合結構之經多向強化形狀之編織預成形體
RU2612628C2 (ru) Волокнистая предварительно отформованная заготовка лопатки газотурбинного двигателя, выполненная из композитного материала и имеющая встроенную платформу, и способ ее выполнения
RU2427675C2 (ru) Волокнистая армирующая структура для изготовления детали из композитного материала
US8770081B2 (en) Closed tubular fibrous architecture and manufacturing method
EP0243119B1 (en) Complex shaped braided structures
CN104955643B (zh) 制造弯曲陶瓷声衰减板的方法
JP5599865B2 (ja) 複合材料から作られるターボ機械ブレードを製造する方法
CN104593928B (zh) 织造预制件、纤维增强复合材料、及其制造方法
CN102666050B (zh) 编织预制件、复合材料、及其制造方法
CN102712546B (zh) 低厚度热结构复合材料部件和制造方法
CN108430746A (zh) 由复合材料制成的轻质壳体以及其制造方法
RU2647024C2 (ru) Способ производства изогнутой сотовидной структуры из композиционного материала
CN102648080B (zh) 编织预制件、复合材料、及其制造方法
KR20080036046A (ko) 복합물 재료용 보강섬유 구조물 및 상기 구조물을 포함하는부재
JPWO2019012983A1 (ja) 繊維構造体及び繊維強化複合材
JP7287162B2 (ja) 繊維構造体及び繊維強化複合材
JP2011073402A (ja) 繊維強化複合材料のプリフォーム及びその製造方法
RU2818055C1 (ru) Способ создания композитного углового соединительного элемента на базе цельнотканой 3d преформы с переменой структуры армирования
US11905851B2 (en) CMC trailing edge 3D weaved cross brace

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner