复合物凸缘、包括凸缘的管和制造凸缘的方法技术

本发明专利技术提供了一种由复合材料制成的凸缘（１）、一种制造所述凸缘（１）的方法和一种用于形成所述凸缘（１）的心轴（３）。所述凸缘（１）是具有大体上呈三角形的剖面的弯曲中空构件。制造所述凸缘（１）的所述方法包括将复合材料施加到弯曲心轴（３）的外表面上。所述心轴（３）是弯曲的且包括实心三角形剖面。所述方法还包括对所述复合材料进行固化以便形成凸缘（１）的步骤，所述凸缘是弯曲的中空构件，所述弯曲的中空构件具有大体上三角形的剖面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种由复合材料制成的凸缘。特别是，本专利技术涉及一种凸缘，所述凸缘是弯曲的并且具有大体上呈三角形的剖面且由复合材料制成。
技术介绍
常规的凸缘被包括在例如金属中空结构如管道上以便将两个这种结构联接在一 起或者以便将该中空结构联接到周围的结构元件上。常规凸缘的一个实例可以是在管道端 部上形成的盘形缘边和用于将它们联结在一起的轴。近些年来，在许多飞行器部件中，用复合材料作为金属的可选替代材料正受到越 来越多的关注，这是因为复合材料具有改进的性质，如更轻的重量、提高了抗疲劳性/耐损 伤性、耐腐蚀性和可以忽略的热膨胀性。在制造方面，形成了由复合材料制成的盘形缘边的 凸缘具有非常复杂的制造工艺，这是因为对于在应用场合中承载载荷的凸缘而言，其中的 纤维排列的均勻性是很重要的。由于复合物凸缘的制造工艺复杂，因此需要这种构型的飞行器部件通常由金属制 成。
技术实现思路
本专利技术的第一方面提供了一种包括复合材料的凸缘，其中所述凸缘包括弯曲的中 空构件，所述中空构件具有大体上呈三角形的剖面。在一个实施例中，所述凸缘具有三角形剖面且由复合材料制成，这样就提供了一 种结构，所述结构可被附接到复合物结构上，从而使其用作所述结构的一体部件。所述三角 形剖面可提供这样一种结构，所述结构能够通过将局部载荷高效地传导进入所述结构中的 方式承受轴向偏移载荷。所述三角形凸缘使得复合物结构可以与以盘形缘边的形式存在的 凸缘相似的方式被联接在一起或者被联接到周围的其它结构元件上。所述凸缘可具有大体上呈直角三角形的剖面，其中所述三角形的第一侧由所述凸 缘的弯曲表面限定且可被附接到相应的弯曲结构上，且第二侧与所述第一侧大体上垂直。 与所述第一侧垂直的所述三角形凸缘的所述第二侧可被构造以便从该结构的周部伸出，所 述第二侧被附接到所述结构的所述周部上从而提供用于将两个结构联结在一起的表面。所述弯曲凸缘可限定出呈闭合图形的结构的一部分，所述闭合图形例如为圆或椭 圆。两个或更多个弯曲凸缘元件可被联接在一起以便形成闭合图形。根据本专利技术的凸缘的 实例可被联接到开口结构如通道上或根据本专利技术的凸缘的实例可被联接到闭合结构如管 道上。在剖面图中，三角形凸缘呈闭合图形。因此，为了有利于将两个部件或结构连接 在一起，所述凸缘可包括位于所述三角形凸缘的第三侧(斜边侧)上的接近孔(access holes)，从而使得可接近所述三角形凸缘的安装侧，所述安装侧可将两个部件或结构有效 地联接在一起。在一个实施例中，所述接近孔呈五边形，从而使得所述五边形接近孔的每侧可与层状结构中的纤维取向对齐且该形状对于凸缘的一体性几乎没有影响或根本没有影响。在本专利技术的一个实施例中，凸缘被附接到由复合材料制成的管上。因此，所述管可 被联接到其它管或其它结构部件上。所述管，如发动机机罩，可由与凸缘相同的复合材料制 成。另一种可选方式是，所述管可由与凸缘不同的复合材料制成。在一个典型实施例中，所 述管和所述凸缘由大体上具有热相容性和化学相容性的复合材料制成。所述管可以是具有弯曲周部的开口通道或所述管可以是具有弯曲周部的呈闭合 图形，例如呈圆形或椭圆形，的部件。可在所述管的一端或两端处附接一个或多个凸缘。本专利技术的第二方面提供了一种制造包括复合材料的凸缘的方法，其中所述方法包 括以下步骤将复合材料施加到弯曲心轴上，所述弯曲心轴包括大体上呈三角形的剖面； 并且对所述复合材料进行固化以便产生弯曲凸缘，所述弯曲凸缘是中空的且具有三角形剖 面。所述心轴可保持在所述凸缘的中空部分中或者所述心轴可以是可去除的。例如， 可使用轻质泡沫心轴，所述轻质泡沫心轴可保持在所述中空部分内部。当所述心轴是可去除心轴时，制造所述凸缘的方法包括去除所述心轴的进一步步 骤。泡沫心轴可以是可溶的。因此，为了去除泡沫心轴，所述泡沫心轴被溶解以便从所述中 空凸缘中去除所述泡沫心轴。另一种可选方式是，适当的心轴可被分解(dismantled)以便被去除。所述心轴可 包括两个或更多个零部件，所述两个或更多个零部件被联接在一起以便提供实心三角形本 体，所述复合材料可被施加在所述实心三角形本体周围。制造所述凸缘的方法可包括将所述凸缘附接到由复合材料制成的管的至少一端 上。形成所述管的材料的端部部分可具有褶皱，从而使得所产生的该部分可相对于所述凸 缘的侧部被折叠且被附接到所述凸缘的所述侧部上，从而使得两个部件被联接在一起。使 所述复合材料具有褶皱将在所述材料被折叠而与所述凸缘接触时所述纤维出现的断裂或 扭曲而造成损伤的风险降至最低限度。在由与所述管接触的所述凸缘的表面提供的所述三角形剖面的顶点与所述三角 形剖面的斜边的接合处，可施加填料以便消除可能存在于所述接合处的任何空隙。所述填 料还可有效地减轻由于在由与所述管接触的所述凸缘的表面提供的所述三角形剖面的顶 点与所述三角形剖面的斜边的接合处的区域中出现的扭结而对复合纤维造成的损伤。为了 将所述凸缘联接到所述管上，在所述管的一部分、所述填料和所述斜边的一部分上可叠置 有复合材料板层。可通过将适当的粘结剂施加到所述三角形剖面凸缘的弯曲侧上的方式而进一步 改进所述凸缘与所述管的附接，从而充满存在于所述三角形凸缘与所述管的界面处的任何 间隙。制造所述凸缘和所述管的所述方法进一步包括对整个结构进行装填和固化的步 骤，从而使得所述凸缘成为所述管的一体部分。在层状结构中，每个层可包括对齐的纤维。提供所述凸缘和管的层状塑料可包括 多个层，其中所述纤维具有O度、90度、+45度和/或-45度的取向。在所述三角形凸缘的斜边侧上，可在固化步骤之后以机加工的方式形成接近孔。所述接近孔使得可接近所述凸缘的所述安装表面；所述安装表面为所述凸缘的将一个结构 附接到另一结构上的侧部。所述孔可具有五边形形状，从而使得所述孔的侧部与所述纤维 对齐。位于上述包括对齐的纤维的层状结构中的五边形孔应该对复合材料的一体性几乎没 有影响或根本没有影响。本专利技术的另一方面涉及一种在制造根据第一方面的凸缘的方法中使用的心轴。所 述心轴可以是实心部件，所述实心部件是弯曲的且具有与所述凸缘形状对应的三角形剖面。所述心轴可包括两个或更多个零部件，所述两个或更多个零部件被联接在一起以便提供三角形剖面。有利地，构成所述心轴的零部件当处于所述凸缘的中空部分内部时可 被分解，从而使得它们可被去除。在一个实施例中，所述心轴包括两个部段，所述两个部段 具有斜接的表面，所述斜接的表面相对于彼此进行滑动以便分离，从而从所述凸缘上被去 除。另一种可选方式是，所述心轴可包括多个棋盘格状的零件，所述多个零件被联接在一起 以便形成实心三角形剖面，且所述心轴当处于所述三角形凸缘内部时可被分解，从而使得 它们可被去除。所述心轴可包括一块或多块端板，所述一块或多块端板可被紧固到构成所述心轴 的所述三角形剖面的所述多个零件的端部上。所述一块或多块端板可用于防止所述心轴的 所述多个零件在所述凸缘的制造过程中相对于彼此移动或分离。所述心轴在制造过程中产 生的任何移动可导致在构成所述凸缘的层状结构中出现不连续性。任何的不连续性都会对 使用过程中的所述凸缘的强度和一体性产生负面影响。可被分解的心轴可例如由金属，如INVAR ，制成。所述心轴的材料性质优选不应 受到所述凸缘的成形和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括复合材料的凸缘，其中所述凸缘包括弯曲的中空构件，所述中空构件具有大体上呈三角形的剖面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：GA马伦戈，
申请(专利权)人：GKN航天服务有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]