具有倒圆的腹板端部的T型纵梁及其制造方法技术

制造由复合材料制成的T型纵梁(7)的方法，该方法包括用于使层压板(4)成形为L型预制件(6)的第二成形步骤，该第二成形步骤包括提供由固定工具(1)和可移动工具(3)形成的一套工具，其中，固定工具(1)包括下部和上部，而可移动工具(3)包括下元件和上元件。该第二成形步骤还包括将层压板(4)的意在用作预制件(6)的脚部的部段定位在固定工具(1)的下部与上部之间，以及将层压板(4)的意在用作预制件(6)的腹板的部段定位在可移动工具(3)的下元件与上元件之间。该第二成形步骤还包括使可移动工具(3)竖直地移动以使预制件(6)的腹板逐步地弯曲，从而将腹板支承在固定工具(1)的竖直壁上。预制件(6)的腹板的端部呈倒圆的形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有倒圆的腹板端部的T型纵梁及其制造方法
本专利技术适用于航空工业，涉及飞行器纵梁。本专利技术更具体地涉及具有倒圆的腹板端部的T型纵梁及其制造方法。 专利技术目的 本专利技术的目的是提供一种T型纵梁，该T型纵梁比现有技术中已知的纵梁在响应冲击方面具有更好表现，在本专利技术的纵梁中，腹板的一端还包括用于容易地检测由所述冲击引起的损坏的区域，还提供了比常规方法更快且更廉价的制造所述纵梁的方法。 专利技术背景和所解决的技术问题 一种常规类型的纵梁具有包括脚部和腹板的T型截面。这种T型纵梁通常由脚部和腹板具有相同厚度的两个L型预制件构成，然而，也存在腹板区域比脚部区域更厚的L型预制件。在厚度方面的这种差异是因为一些纵梁必须具有较高的惯量，所以这些纵梁具有附加的许多纤维以作为腹板区域中的增强物。在这两种情况下，这些纵梁通过包括第一铺带(tape laying)步骤、第二成形步骤和第三固化步骤的过程制造。 铺带包括堆叠预浸溃材料的带材，ATL机器(自动铺带机)通常用于该目的。在该步骤下，该机器将预浸溃材料(用树脂预浸溃的碳纤维)的带材沉积在其他带材的顶部上直到获得具有期望的纤维取向的所需承压板为止。 用于常规地制造纵梁的第二步骤包括使层压板成形以获得L型预制件，该L型预制件随后将两两彼此附接以获得T型纵梁。当成形时，通常施加有压力和100摄氏度以下的温度。目的是减小树脂的粘度以赋予层压板以期望的形状。树脂不会被固化。 用于制造纵梁的常规方法的第三步骤包括使预制件彼此附接使得预制件形成T型纵梁以随后对T型纵梁进行固化。固化过程可以以不同方式实施。纵梁可以放置在覆盖层上并且与覆盖层同时进行固化(共同固化)、与覆盖层分开进行固化且随后以已固化的状态联结在覆盖层上(间接联结)、将新制纵梁放置在处于已固化的状态的覆盖层上然后在联结周期中进行固化(共同联结)、或在干燥之前将处于已固化的状态的纵梁放置在覆盖层上并且覆盖层在纵梁联结的同时进行固化(也是共同联结)。当进行固化时所施加的压力和温度比成形期间施加的压力和温度更高，因为目的是使树脂固化并且使所述树脂再分布以填充部件中可能存在的空腔从而减少孔隙。 这种常规的制造方法的问题在于根据该方法制造的纵梁在腹板的端部处具有喙状余料，该余料不能承受载荷并且因此是无用的重量。目前，此余料被加工并且材料被撕离(pulled off)直到获得纵梁的水平且平坦的上腹板表面为止。这种加工操作可能损坏纵梁的腹板的端部，甚至尽管不对其造成损坏，但形成的结构在响应冲击方面不具有良好表现，从而会引起该区域中出现剥落。 考虑到该区域易于受到冲击，常规方法的另一个问题源自对识别可能产生的损坏的需要。由复合材料制成的这些部件的深灰色不允许所述检测，所以至今为止，纵梁的腹板的上部通过使用具有比复合材料的颜色更浅的颜色的颜料进行涂装以识别损坏。该解决方案的问题在于该解决方案是耗时的过程，因为由于仅纵梁的腹板的上部区域被涂装，所以纵梁的其余区域必须被预先覆盖。 本专利技术试图通过提供制造包括倒圆的腹板端部的纵梁的方法来解决前述问题，从而消除对执行可能损坏纵梁的腹板的加工的需要，并且该纵梁在响应冲击方面具有更好的表现。 所有这些使得总纵梁制造时间减少，同时更好地利用了使用的材料。制造纵梁的本方法进而包括下述固化工具，该固化工具具有适配于新纵梁的下述部段中的至少外部几何形状的内部面，该部段将倒圆的腹板端部和脚部区域紧密地附接至位于脚部和腹板之间的圆角半径。两个区域——在该两个区域中，必须对该部分进行角度调整——是腹板与脚部之间的圆角半径和腹板的倒圆的上部区域。 专利技术的描述 出于实现本专利技术的目的和避免前节提及的缺陷的目的，本专利技术提出了制造由复合材料制成的T型纵梁的方法。该方法包括用于将带材铺在两个平坦的层压板上的第一铺带步骤、用于使所述平坦的层压板成形为两个L型预制件的第二成形步骤以及下述第三步骤，在第三步骤中，所述两个预制件彼此附接并且进行固化以获得T型纵梁。 一方面，所提及的第二成形步骤包括提供由固定工具和可移动工具形成的一套工具，固定工具包括下部和上部，并且可移动工具包括下元件和上元件，固定工具和可移动工具以彼此间隔预定距离的方式来布置。成形还包括将每个平坦的层压板布置在该套工具中使得层压板的意在用作L型预制件的脚部的部段布置在固定工具的下部与上部之间并且使得层压板的意在用作L型预制件的腹板的部段布置在可移动工具的下元件与上元件之间。制造方法的该第二步骤还包括使可移动工具以预定的速度竖直地移动以使预制件的腹板逐步地弯曲，从而将腹板支承在固定工具的竖直壁上。因此，纵梁的腹板的端部呈倒圆形状。 本方法的一个重要的方面是提供一套工具使得固定工具的如下一个拐角具有与L型预制件的脚部与腹板之间的圆角半径相对应的半径:可移动工具朝向所述固定工具的所述一个拐角移动并且在所述一个拐角上形成脚部与腹板之间的圆角半径。本专利技术包括提供一套工具使得对层压板施加推压力的可移动工具的元件具有倒圆的拐角。此外，本专利技术的另一个重要的方面是本专利技术包括提供一套工具使得根据预制件的厚度在可移动工具的端部与固定工具的竖直壁之间留有间隙。 本专利技术的方法目的包括在铺带步骤中将条带在层压板的在成形之后位于腹板的端部的可见面上的部分中附加至层压板。替代性地，所述方法可以包括使条带附加至在两个预制件彼此附加之后且在固化之前所形成的纵梁的倒圆端部上。条带的颜色比T型纵梁的颜色更浅，从而与层压板的其余部分区分开，以识别可能的损坏。条带优选地由玻璃纤维制成。 本专利技术的另一个重要的特征在于，本专利技术包括通过使用具有下述内部面的固化工具进行固化:该内部面遵循在使L型预制件彼此附接之后获得的纵梁的倒圆的腹板端部的外部几何形状，且就常规纵梁而言遵循所述纵梁的脚部与腹板之间的圆角半径。就在腹板中具有增强物的纵梁而言，所使用的固化工具与常规纵梁的直到腹板的一定高度的外部几何形状一致并且放置在真空袋上，该真空袋放置在纵梁上。 本专利技术的另一个重要的方面在于，本专利技术包括按照根据前述权利要求中的任一项所述的方法制造的由复合材料制成的T型纵梁。该纵梁包括倒圆的腹板端部。 【附图说明】 出于更好地理解所做出的描述的目的，本专利技术附有一组附图，其中，下面以示例性且非限制性的特性的方式进行描述: 图1、图2和图3示意性地示出了根据本专利技术的优选实施方式的用于使L型预制件成形的方法。 图4示出了根据本专利技术获得的L型预制件。 图5示出了根据本专利技术的形成T型纵梁的两个L型预制件。 图6示出了根据本专利技术的在用于使T型纵梁固化的固化工具内部的T型纵梁。 图7示出了根据现有技术的在腹板中具有增强纤维的T型纵梁。 图8示出了根据本专利技术的在腹板中具有增强纤维的T型纵梁。 图9示出了根据本专利技术的优选实施方式的在用于使T型纵梁固化的固化工具内部中的在腹板中具有增强纤维的T型纵梁。 在下面提供了结合本专利技术的附图中所描述的不同元件的列表: I =固定工具 2 =条带 3 =可移动工具 4 =层压板 5=固化工具 6 =预制件 7 =纵梁 8 =增强纤维 9 =真空袋 10 =用于在腹板中具有增强物的纵梁的固化工具 本专利技术的优选实施方式的具体描本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造由复合材料制成的T型的纵梁(7)的方法，包括：用于将带材铺在两个平坦的层压板(4)上的第一铺带步骤；用于使所述平坦的层压板(4)成形为两个L型的预制件(6)的第二成形步骤；以及第三步骤，在所述第三步骤中，所述两个预制件(6)彼此附接并且进行固化以获得T型的纵梁(7)；其特征在于，所述第二步骤包括：提供由固定工具(1)和可移动工具(3)形成的一套工具，所述固定工具(1)包括下部和上部，并且所述可移动工具(3)包括下元件和上元件，所述固定工具(1)和所述可移动工具(3)以彼此间隔预定距离的方式布置；将每个平坦的层压板(4)布置在所述一套工具中使得所述层压板(4)的意在用作所述L型的预制件(6)的脚部的部段布置在所述固定工具(1)的所述下部与所述上部之间，并且所述层压板(4)的意在用作所述L型的预制件(6)的腹板的部段布置在所述可移动工具(3)的所述下元件与所述上元件之间；以及，使所述可移动工具(3)以预定的速度竖直地移动以使所述预制件(6)的所述腹板逐渐地弯曲，从而使所述腹板支承在所述固定工具(1)的竖直壁上，使得所述纵梁(7)的所述腹板的端部呈倒圆的形状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.29 ES P2012310191.一种制造由复合材料制成的T型的纵梁(7)的方法，包括: 用于将带材铺在两个平坦的层压板(4)上的第一铺带步骤； 用于使所述平坦的层压板(4)成形为两个L型的预制件￠)的第二成形步骤；以及 第三步骤，在所述第三步骤中，所述两个预制件(6)彼此附接并且进行固化以获得T型的纵梁⑵； 其特征在于，所述第二步骤包括: 提供由固定工具(I)和可移动工具(3)形成的一套工具，所述固定工具(I)包括下部和上部，并且所述可移动工具(3)包括下元件和上元件，所述固定工具(I)和所述可移动工具(3)以彼此间隔预定距离的方式布置； 将每个平坦的层压板(4)布置在所述一套工具中使得所述层压板(4)的意在用作所述L型的预制件￠)的脚部的部段布置在所述固定工具(I)的所述下部与所述上部之间，并且所述层压板(4)的意在用作所述L型的预制件(6)的腹板的部段布置在所述可移动工具(3)的所述下元件与所述上元件之间；以及， 使所述可移动工具(3)以预定的速度竖直地移动以使所述预制件(6)的所述腹板逐渐地弯曲，从而使所述腹板支承在所述固定工具(I)的竖直壁上， 使得所述纵梁(7)的所述腹板的端部呈倒圆的形状。2.根据权利要求1所述的制造纵梁(7)的方法，其特征在于，在所述铺带步骤中，所述方法包括将条带(2)附加至所述层压板(4)的在成形之后位于所述腹板的所述端部的可见面上的部分中。3.根据权利要求1所述的制造纵梁(7)的方法，其特征在于，所述方法包括将条带(2)附加至在使所述两个预制件(6)彼此附接之后且在进行固化之前所形成的所述纵梁(7)的倒圆的所述端部上。4.根据前述权利要求中的任一项所述的制造纵梁(7)的方法，其特征在于，条带(2)的颜色比所述T型的纵梁(7)的颜色更浅，从而与所述层压板⑷的其余部分区别开，以用于识别可能的损坏。5.根据前述权利要求中的任一项所述的制造纵梁(7)的方法，其特征在于，所述方法包括提供所述一套工具使得所述固定工具(I)的如下一个拐角具有与所述L型的预制件的所述脚部与所述腹板之间的圆角半径相对应的半径:所述可移动工具(3)朝向所述固定工具(I)的所述一个拐角移动并...

【专利技术属性】
技术研发人员：约朗达·米格斯查里内斯，加布里埃尔·塞德尼奥卡韦略，朱安·佩德罗·巴拉多鲁伊斯，奥古斯托·佩雷斯帕斯托，
申请(专利权)人：空中客车营运有限公司，
类型：发明
国别省市：西班牙;ES