一种制造复合材料结构（１）的方法，其中所述复合材料结构包括曲形主体（５）和从该曲形主体的端部延伸的一体式缘部（３）。该方法包括以下步骤：形成隔膜包装（１９），该隔膜包装包括位于两个隔膜（１５Ａ，１５Ｂ）之间的复合材料层平堆（１３），其中，该平堆（１３）的每一层（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）均由多个复合材料铺瓦（９）构成。每个铺瓦（１９）至少包括第一部分（９Ａ）和第二部分（９Ｂ），第一部分（９Ａ）的侧边构造成邻接相邻铺瓦的侧边，并且第二部分（９Ｂ）的侧边构造成与相邻铺瓦的侧边重叠。在将隔膜包装（１９）放置在包括空心成形工具（２３）的双隔膜成形设备中之前或之后，从隔膜包装（１９）内排空空气，其中，复合材料铺瓦（９）的第一部分（９Ａ）被支撑在所述工具（２３）的上表面（２３Ａ）上。对隔膜包装（１９）施加热量（２５）；当所述堆达到成形温度时，在下隔膜（１５Ｂ）与空心成形工具（２３）之间施加真空（Ｐｖ），使得：复合材料铺瓦（９）的第二部分（９Ｂ）被向下拉至与所述成形工具（２３）的内壁（２３Ｂ）接触，以使相邻铺瓦的第二部分（９Ｂ）的边运动成邻接相邻铺瓦（９）的侧边。每个铺瓦（９）的第一部分（９Ａ）形成所述缘部的一部分，每个铺瓦的第二部分（９Ｂ）形成所述曲形主体（５）的一部分。
【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制造复合材料结构的方法，其中所述复合材料结构包括曲形主体和从该曲形主体的端部延伸的一体式缘部，该方法包括以下步骤 形成隔膜包装，该隔膜包装包括位于两个隔膜之间的复合材料层平堆，其中，该平堆的每一层均由多个复合材料铺瓦构成，每个铺瓦至少具有第一部分和第二部分，第一部分的侧边构造成邻接相邻铺瓦的侧边，并且第二部分的侧边构造成与相邻铺瓦的侧边重 将隔膜包装放置在包括空心成形工具的双隔膜成形设备中，包括从隔膜包装内排空空气，其中，复合材料铺瓦的第一部分被支撑在所述工具的上表面上； 对隔膜包装施加热量；以及 在下隔膜与空心成形工具之间施加真空，使得 对应于复合材料铺瓦的第二部分的未受支撑区域被拉至与所述成形工具的内壁4接触； 相邻铺瓦的第二部分的边运动成邻接相邻铺瓦的侧边； 每个铺瓦的第一部分形成所述缘部的一部分；以及 每个铺瓦的第二部分形成所述曲形主体的一部分。 这样的方法使得能够用复合材料生产出在一端具有一体式凸缘的空心导管。因 此，凸缘允许复合材料结构联接于类似结构。复合材料结构可以，例如，被用作航空发动机 壳体或发动机舱的一部分，其中凸缘可便于将该壳体或发动机舱的部段附接在一起和/或 可便于将发动机构件连接至该壳体。 为了形成空心导管，首先将铺瓦铺平并且顺次铺叠，将铺瓦的第二部分拉至与空 心成形工具的内壁接触以形成曲形主体，而让铺瓦的第一部分提供一体式凸缘。在成形过 程中，铺瓦的第一部分经历很少的变形或者没有变形。因此，当铺设在平堆中时，第一部分 的侧边邻接相邻铺瓦的侧边。为了制造具有圆形凸缘的复合材料结构，每个铺瓦的第一部 分均具有邻接相邻铺瓦的侧边的径向边。空心导管可具有任何形状，例如具有平行壁或锥 形壁的圆筒形，或者其壁向外鼓突的桶形。将会认识到，空心导管的截面形状以及凸缘或 缘部的周边将影响每个铺瓦的总体形状。例如，对于截面为圆形的、具有平行侧面的圆筒 而言，每个铺瓦的第二部分的侧边可为平行的。当铺设成圆形图案时，第二部分的侧边将重 叠，当被拉至与空心成形工具的内壁接触时，相邻铺瓦的第二部分的侧边将邻接以形成具 有一体式凸缘或缘部的复合材料导管的主体。圆形凸缘所用铺瓦的第一部分的形状可为与 通过将许多铺瓦结合在一起而形成的较大圆的一段相对应的曲边以及以限定所述圆的半 径的锥度侧边。 在最终结构中，相邻铺瓦的邻接边能够减少各层之间空隙或复合材料结构中任何 不连续的出现。 为了避免相邻层中出现重合的邻接边(这会导致复合材料结构中的薄弱处)，形 成所述堆的每一层相对于前一层铺设成使得铺瓦之间的邻接边错开。在使用中可能负重的 凸缘区域中这尤其重要。 用于根据本专利技术的实施例制造复合材料结构的复合材料可为单向预浸复合材料。可替代地，所使用的材料可为预浸纺织物。可替代地，所使用的材料可为干纺织物。复合材料可包括与树脂膜交织的干纺织物。合适复合材料的实例包括碳纤维、芳族聚酰胺纤维或玻璃纤维，或者碳纤维与芳族聚酰胺纤维的结合，或者芳族聚酰胺纤维与玻璃纤维的结合，或者碳纤维与玻璃纤维的结合，或者碳纤维、芳族聚酰胺纤维和玻璃纤维的结合。 可以手工铺叠铺瓦。可替代地，可通过自动过程铺叠铺瓦，这可减少准备时间，并且与手工铺叠生产的产品相比，可以提高终端产品的质量。 本专利技术还涉及复合材料结构，其包括空心导管和位于该空心导管端部的一体式缘 部，其中，所述导管和缘部由多个复合材料铺瓦形成，所述复合材料铺瓦至少包括第一部分 和第二部分，其中每个铺瓦的第一部分形成所述缘部的一部分，每个铺瓦的第二部分形成 所述空心导管的一部分，并且其中，相邻铺瓦的边相互邻接。附图说明 现在将仅通过示例的方式参照附图描述本专利技术的实施例，在附图中 图1是在一端具有凸缘的空心导管的透视图； 图2A是在铺叠用于生产图1中导管和凸缘的复合材料时使用的铺瓦的示意图； 图2B是布置成限定曲形周边的三个图2A中铺瓦的示意图； 图3A是复合材料层的布置的示意图，其中该复合材料层层叠以构成用于生产图1 中复合材料结构的复合材料； 图3B是图3A所示堆叠顺序的可替代堆叠顺序的示意图； 图4A是用于表示图1中导管和凸缘的制造方法开始的复合材料层堆的示意图； 图4B示出了布置在两个隔膜之间以形成隔膜包装的、图4A的复合材料层； 图4C是放置在双隔膜成形设备中的、图4B的隔膜包装的示意图，其中在所述两个 隔膜之间施加了真空以加固复合材料； 图4D是正被放低至与空心成形工具接触的隔膜包装的示意图； 图4E是双隔膜成形过程的中间阶段的示意图，其中，隔膜包装被加热并且当隔膜包装的缘部停靠在成形工具上时施加真空； 图4F是在底部隔膜与成形工具之间施加真空以将复合材料的导管部段拉至与成 形工具的内壁接触从而完成成形过程的示意图； 图5A是采用图4A至4F所示的双隔膜成形过程生产的空心复合材料结构的透视 图； 图5B是沿箭头B的方向观察到的图5中空心复合材料结构的平面视图； 图5C示出了关于图5B中复合材料结构的剖面C-C的截面图； 图6是包含两个发动机的飞机的示意图； 图7是飞机发动机所用的两个壳体构件的示意图； 图8是在相应凸缘处结合的两个零件的示意图；以及 图9是所述两个零件在凸缘处结合的细节的示意图。图10A是飞机发动机的外旁路导管的透视图；以及 图10B是飞机发动机所用内导管的透视图。 尽管本专利技术容许有各种修改和可替代形式，但在附图中以示例方式示出了具体实 施例并在本文中对其进行了详细描述。然而，应该理解，附图和对附图的详细描述并非意图 将本专利技术限制为所公开的特定形式，相反，本专利技术将涵盖落入请求保护的本专利技术范围内的 所有修改、等同物和可替代物。具体实施例方式图i示出了采用根据本专利技术实施例的方法生产的空心结构1的透视图。 空心结构1由复合材料制成并且包括呈缘部形式的凸缘3，所述缘部从空心结构1的曲形主体5的边延伸。 空心结构1由复合材料制成，该复合材料制备成如图2B所示的复合材料层的水平 平堆。复合材料堆7的每一层均由多个铺瓦9组成。参照图2A和2B，每个铺瓦9基本上为 蘑菇形，其中，该蘑菇形状的头部由第一部分9A提供，第一部分9A形成复合材料结构1上 凸缘(或缘部)3的一部分，该蘑菇形状的茎部由第二部分9B提供，第二部分9B提供空心 结构1的壁，凸缘3从该壁延伸。 在所示实例中，示出了具有圆形截面的圆筒形导管。因此，每个铺瓦9的第一部分 9A具有曲边11和两条直边12。如图2A和2B所示的所述两条直边12沿着半径Rl的线， 该半径R1为由凸缘3的周边限定的较大圆的半径。当多个铺瓦如图2B所示那样并排布置 时形成较大圆，曲边11呈该较大圆的圆弧的形式。每条直边12的倾角由所述较大圆的半 径R1限定意味着当两个或更多个铺瓦9并排放置时，所述直边相互邻接，从而形成较大的 圆弧。通过将足够数量的铺瓦9铺设在一起，形成完整的圆。 在所示实例中，空心主体5为具有圆形截面和平行壁的圆筒形，每个铺瓦9的第二 部分9B基本上为矩形。当铺瓦9如图2B所示那样铺平时，每个铺瓦9的第二部分9B的边 重叠，并且当制造如图l所示的复合材料空心结构1时，第二部分9B相对于第一部分9A变 形大约90度的角。对于所示实例，在变形过程(当铺瓦的未受支撑区域被本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制造复合材料结构的方法，其中所述复合材料结构包括曲形主体和从该曲形主体的端部延伸的一体式缘部，该方法包括以下步骤：－形成隔膜包装，该隔膜包装包括位于两个隔膜之间的复合材料层平堆，其中，该平堆的每一层均由多个复合材料铺瓦构成，每个铺瓦至少具有第一部分和第二部分，第一部分的侧边构造成邻接相邻铺瓦的侧边，并且第二部分的侧边构造成与相邻铺瓦的侧边重叠；－将隔膜包装放置在包括空心成形工具的双隔膜成形设备中，包括从隔膜包装内排空空气，其中，复合材料铺瓦的第一部分被支撑在所述工具的上表面上；－对隔膜包装施加热量；以及－在下隔膜与空心成形工具之间施加真空，使得：对应于复合材料铺瓦的第二部分的未受支撑区域被拉至与所述成形工具的内壁接触；相邻铺瓦的第二部分的边运动成邻接相邻铺瓦的侧边；每个铺瓦的第一部分形成所述缘部的一部分；以及每个铺瓦的第二部分形成所述曲形主体的一部分。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】GB 2007-8-30 0716872.7一种制造复合材料结构的方法，其中所述复合材料结构包括曲形主体和从该曲形主体的端部延伸的一体式缘部，该方法包括以下步骤-形成隔膜包装，该隔膜包装包括位于两个隔膜之间的复合材料层平堆，其中，该平堆的每一层均由多个复合材料铺瓦构成，每个铺瓦至少具有第一部分和第二部分，第一部分的侧边构造成邻接相邻铺瓦的侧边，并且第二部分的侧边构造成与相邻铺瓦的侧边重叠；-将隔膜包装放置在包括空心成形工具的双隔膜成形设备中，包括从隔膜包装内排空空气，其中，复合材料铺瓦的第一部分被支撑在所述工具的上表面上；-对隔膜包装施加热量；以及-在下隔膜与空心成形工具之间施加真空，使得对应于复合材料铺瓦的第二部分的未受支撑区域被拉至与所述成形工具的内壁接触；相邻铺瓦的第二部分的边运动成邻接相邻铺瓦的侧边；每个铺瓦的第一部分形成所述缘部的一部分；以及每个铺瓦的第二部分形成所述曲形主体的一部分。2. 权利要求l的方法，其中，每个铺瓦的第一部分的侧边基本上为径向的。3. 权利要求1或2中任一项的方法，其中，每个铺瓦的第二部分的侧边构造有基本平行 的边。4. 权利要求2或3的方法，其中，铺瓦铺设成圆形图案。5. 权利要求2、3或4的方法，其中，其中，每一层中相邻铺瓦的边与相邻层中相邻铺瓦 的边错开。6. 前述权利要求中任一项的方法，其中，每个所铺设的铺瓦具有基本相同的形状和尺寸。7. 前述权利要求中任一项的方法，其中，每个铺瓦均包括一层复合材料。8. 权利要求7的方法，其中，铺瓦包括单向预浸复合材料。9. 权利要求7的方法，其中，铺瓦包括纺织预浸材料。10. 权利要求7的方法，其中，铺瓦包括干织物。11. 权利要求10的方法，其中，干织物为包含有粘合剂或胶结剂的单向缝合无折边织 物或纺织物。12. 权利要求10或11的方法，其中，每一层干织物在铺设形成复合材料堆时与树脂膜 交织。13. 权利要求7至12的方法，其中，复合材料包括碳纤维和/或芳族聚酰胺纤维和/或 玻璃纤维。14. 一种复合材料结构，包括空心导管和位于该空心导管端部的一体式缘部，其中，所 述导管和缘部由多个复合材料铺瓦形成，所述复合材料铺瓦至少...
【专利技术属性】
技术研发人员：S巴伯，
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]
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