包括蒙皮和加强筋的结构的制造方法技术

结构特别是复合材料制航空器机身的制造方法，结构特别是复合材料制航空器机身包括蒙皮（2）和称为加强筋（4）的固定在蒙皮（2）上的V形截面型材构件。该方法包括使一些模子在模芯上定位以在模子之间形成凹槽的步骤。凹槽按照至少两个网（6a、6b、6c）布置，同一网（6a、6b、6c）的每个凹槽与另一网的至少一凹槽在一结点（8）处遇合。该方法还包括使加强筋预型件在凹槽中定位使得至少两条加强筋（4）在所述结点（8）处遇合的步骤、以及注入树脂以组装加强筋（4）的步骤。因此得到呈单体构件构成的结构。

【技术实现步骤摘要】
包括蒙皮和加强筋的结构的制造方法
本专利技术涉及包括蒙皮和加强筋的结构、特别是复合材料制航空器机身的制造方法，并涉及相关装置。
技术介绍
通常地，在实施复合材料制航空器机身时，航空器机身由具有呈T、L、Z形截面或呈Ω形截面的纵向加强筋(称为纵桁)的板构成。为加固结构，将机身框架垂直于加强筋附接，并借助通常称为角钢(英文术语为“clips(夹片)”)的构件将机身框架固定于板。实际上，在大多数情况下，框架与蒙皮没有直接接触。另外使用一些称为稳定器(英文术语为“cleats(夹板)”)的构件以将框架与加强筋连接，特别是用以防止框架在其受到机械应力时通过翘起发生弯曲。框架、角钢和稳定器在已由蒙皮和加强筋构成的板上的组装，由于其需要的调节和其长耗时，是一项昂贵的作业。用相互间呈60°取向的加强筋的网加固的蒙皮所构成的飞机结构是以“Isogrid(等栅格)”结构的名称已知的，其中加强筋为薄片形式和集成于板。但是，该结构一般只应用于各向同性材料，而不用于复合材料。本专利技术提出克服上述缺点中的至少一个。
技术实现思路
因此，本专利技术涉及包括蒙皮和固定在蒙皮上的加强筋的结构的制造方法，该制造方法包括以下步骤：－将一些模子定位在一模芯上，以便在这些模子之间形成凹槽，所述凹槽按至少两个网布置，一网的一凹槽与另一网的至少一凹槽在一称为结点的位点处遇合；－使加强筋预型件定位在所述凹槽中，使得至少两条加强筋在所述结点处遇合；－注入树脂，以将所述加强筋装配在一起。有利地，所述凹槽重现对于加强筋所需的布置，例如沿周向和相互间平行的加强筋的这种网状设置允许摆脱框架、角钢和稳定器的使用，因为它允许获得等同强度的结构。因此，如上定义的方法允许得到只以单体构件形成的坚固结构，这允许在制造时节省时间，和相对于传统结构降低相关成本。借助本专利技术的目标方法，不再需要实现昂贵、枯燥的固定和调整角钢及稳定器的作业。实际上，在该方法时需要的仅有作业是使加强筋就位的作业和使加强筋相互间连接的树脂的注入的作业，模芯上凹槽的存在极大地方便了这些作业。根据本专利技术的一可能特征，至少一网的凹槽的纵向延伸所界定的表面不正交于模芯的轴线。换句话说，网相对模芯的周沿、换句话说对于该特殊应用相对机身的周沿(在传统的框架结构中使用)，以倾斜的方式布置。某些加强筋可以是周向的(即与机身轴线垂直)，而其它加强筋与机身轴线平行。一可能构型包括两个加强筋网，加强筋所界定的表面都不正交于机身轴线。例如，属于不同网的两条加强筋所形成的角度等于45°。但是也可考虑其它角度。另一可能构型包括两个加强筋网，第一网的加强筋所界定的表面正交于机身轴线(以周向方式，以与通常框架网的方式类同的方式)，并且第二网的加强筋所界定的表面不垂直于机身轴线。两个不同网的两条加强筋之间的角度例如等于30°，但也可以是不同的。还可考虑数量更多的网。特别是，为得到更坚固的结构，加强筋可以按照至少三个网布置，每个结点是至少三个不同网的至少三条加强筋之间的交点。因此，一可能构型包括三个网，其中一网的加强筋所界定的表面正交于机身轴线(以与通常框架网的方式类同的方式，即以周向方式)，另外两个网相对该网以倾斜的方式布置。优选地，加强筋网的布置是短程线(géodésique)型的。短程线型结构为加强筋网提供容易实现的、和从机械力分布的观点看为最佳的几何布置。注入树脂前，如蒙皮或加强筋的组成件优选地是呈织物预型件的形式。这涉及由干纤维构成的结构、和利用单向多轴向织物或纺织物制造的结构、或直接制造例如通过编织制造的结构。为使这些织物预型件具有黏附性，优选地或通过少量环氧粉(例如质量百分比的2％-5％)、或通过缝合、或通过施加热塑罩(voile)，使干纤维相互间连接。特别是，加强筋由覆层和增强件构成。因此，所述制造方法可以另外一方面包括使加强筋覆层预型件定位在所述凹槽中的步骤，和另一方面包括使加强筋的增强件定位在所述加强筋覆层上的步骤。在加强筋定位步骤中，即在注入树脂步骤之前，这两个步骤优选一个在另一个之后进行。增强件主要用于承受拉伸-压缩力，甚至弯曲力。覆层的作用尤其是保证与蒙皮的连接，并为加强筋的增强件提供保护。根据本专利技术的一可能特征，制造方法另外包括罩覆蒙皮预型件的步骤。该步骤优选是注入树脂前的最后步骤。根据本专利技术的一可能特征，所述加强筋具有V形型廓。V形型廓允许很容易地取出在制造加强筋时参与的树脂注入步骤中使用的模子。但是，还可考虑其它截面，如传统的T形或Ω形型廓。为加固结构，加强筋的增强件由单向线或单向纱束(mèche)构成；并且，加强筋覆层由纺织物或多轴向织物组成。增强件主要用于承受拉伸-压缩力，甚至弯曲力。它们例如由如碳纤维的复合纤维制的干单向线(UD)或干单向纱束、和工作覆层构成，工作覆层可由增强用的多轴向织物或纺织物构成。优选地，纤维以0°、即在加强筋的纵轴线中取向。这些单向增强件优选是连续的。至于覆层，其优选由纺织物或多轴向织物组成，因此允许保证与蒙皮的连接和为加强筋的单向纤维提供保护。例如，每个覆层由多层复合纤维层片(pli)构成，它们的层以0°、90°、45°和-45°布置。这在此涉及耐受相关力的构型。作为替代，每个覆层由多层复合纤维层片构成，它们的层以0°、90°、30°和-30°布置。为得到以单体构件形成的结构，蒙皮预型件被蒙覆在加强筋预型件上。根据一可能特征，根据本专利技术的方法还包括使织物构件就位的步骤，所述织物构件(称为帽)基本为圆形，在所述结点处的其中心开有孔，保证在每个结点处遇合的所述加强筋之间的机械连接。所述帽尤其旨在使加强筋覆层相互间连接，和因此分布一部分剪切力。为此，它们在每个结点处覆盖加强筋的所有端部。开有孔的圆形件允许方便罩覆和得到力的较好分布。为此，帽例如由多轴向织物、或复合材料增强织物构成。为保证加强筋与蒙皮之间的牢固连接，在模子之间、以及在蒙皮预型件与所述模子之间将树脂注入到加强筋预型件中。树脂的共浸泡还可吸收残余力。为得到用树脂浸泡预型件的良好质量，加强筋注入和蒙皮注入可以分别进行。特别是，加强筋注入可以是到模子之间的凹槽中的线性注入，并且在加强筋的几乎整个长度上进行。至于蒙皮注入，其可以或是在蒙皮下于模子中心呈点状进行的，或者为得到良好的蒙皮浸泡质量，其是在模子-蒙皮界接部处在模子的整个表面上呈表面状进行的。有利地，注入树脂，然而树脂聚合。根据一特殊特征，借助扩散栅网通过真空袋压成型(vacuumbagmoulding)工艺进行注入。本专利技术还涉及包括蒙皮和固定在蒙皮上的加强筋的结构的制造装置，该制造装置包括：－一模芯；－一些模子，这些模子被固定在所述模芯上，以便在所述模子之间形成凹槽，所述凹槽按照至少两个网布置，一网的一凹槽与另一网的至少一凹槽在一称为结点的位点处遇合；－一定位系统，其使加强筋定位在所述凹槽中，使得至少两条加强筋在所述结点处交迭；－一树脂注入系统，其注入树脂以把所述加强筋装配在一起。根据本专利技术的一可能特征，所述制造装置另外一方面包括罩覆系统和另一方面包括卷绕系统，所述罩覆系统在所述凹槽中罩覆加强筋覆层预型件，所述卷绕系统在所述预型件中卷绕单向线以构成加强筋的增强件。优选地，加强筋覆层预型件的制造通过冲压系统或通过连续预成型系统进行，这些系统是简单而经济的方案。由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
结构的制造方法，其中所述结构包括蒙皮（2）和固定在所述蒙皮（2）上的加强筋（4），其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：－将一些模制元件（18）定位在一模芯（16）上，以便在这些模制元件（18）之间形成凹槽（19），所述凹槽（19）按至少两个网（6a、6b、6c）布置，一网的一凹槽与另一网的至少一凹槽（19）在一称为结点（8）的位点处遇合；－使加强筋（4）预型件定位在所述凹槽（19）中，使得至少两条加强筋（4）在所述结点（8）处遇合；－注入树脂，以将所述加强筋（4）装配在一起。

【技术特征摘要】
2011.09.07 FR 11579281.结构的制造方法，其中所述结构包括蒙皮(2)和固定在所述蒙皮(2)上的加强筋(4)，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：－将一些模子(18)定位在一模芯(16)上，以便在这些模子(18)之间形成凹槽(19)，所述凹槽(19)按至少两个网(6a、6b、6c)布置，一网的一凹槽与另一网的至少一凹槽(19)在一称为结点(8)的位点处遇合；－使加强筋(4)预型件定位在所述凹槽(19)中，使得至少两条加强筋(4)在所述结点(8)处遇合；－使织物构件(10)就位，所述织物构件基本为圆形，在所述结点(8)处的其中心开有孔，保证在每个结点(8)处遇合的所述加强筋(4)之间的机械连接；并且－注入树脂，以将所述加强筋(4)装配在一起。2.如权利要求1所述的结构的制造方法，其特征在于，至少一网(6a、6b、6c)的凹槽(19)纵向延伸所确定的表面不正交于所述模芯(16)的轴线。3.如权利要求1所述的结构的制造方法，其特征在于，所述制造方法另外一方面包括使加强筋覆层(14)定位在所述凹槽(19)中的步骤，和另一方面包括使加强筋的增强件(12)定位在所述加强筋覆层(14)上的步骤。4.如权利要求1所述的结构的制造方法，其特征在于，所述制造方法另外包括将蒙皮(2)预型件罩覆在所述加强筋(4)预型件上的步骤。5.如权利要求1所述的结构的制造方法，其特征在于，所述加强筋(4)具有V形型廓。6.如权利要求3所述的结构的制造方法，其特征在于，加强筋的增强件(12)由单向线或单向纱束构成；并且，加强筋覆层(14)由纺织物或多轴向织物组成。7.如权利要求1所述的结构的制造方法，其特征在于，在模子(18)之间、以及在蒙皮(2)预型件与所述模子(18)之间将树脂注入到加强筋(4)预型件中...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·布洛，
申请(专利权)人：空中客车运营简化股份公司，
类型：发明
国别省市：