本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及一種由復(fù)合材料制成的機(jī)械構(gòu)件的制造方法，例如連桿（19），該方法包括以下連續(xù)操作：圍繞心軸施加編織的加強(qiáng)纖維層，在兩次加強(qiáng)纖維層施加操作之間，還包括以下步驟：放置至少一個(gè)由拉擠的加強(qiáng)纖維（14"）形成的元件，拉擠元件縱向地（AX）定向；以及每個(gè)拉擠的元件（14"）至少臨時(shí)地固定到編織加強(qiáng)纖維的最后層。根據(jù)本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)，在所述樹(shù)脂聚合化之前，將樹(shù)脂注射到不同的編織層內(nèi)以形成粗制的連桿。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及用復(fù)合材料制造機(jī)械構(gòu)件(諸如飛機(jī)起落架撐桿的連桿)的方法。
技術(shù)介紹
特別從專(zhuān)利文獻(xiàn)FR2932409中可知，基于心軸制造此類(lèi)連桿是公知的，一個(gè)或多個(gè)碳纖維層編織在該心軸上，碳纖維徑向地彼此疊置。該組件然后安裝在模具內(nèi)，以便在樹(shù)脂聚合化之前將樹(shù)脂注入到由心軸支承的各層內(nèi)(例如，通過(guò)加熱)，以便形成剛性的粗制連桿，該連桿在其接口處可進(jìn)行加工以形成U形。然后，用圖I中所示的編織設(shè)備實(shí)施加強(qiáng)纖維層的編織，這里用附圖標(biāo)記I表示該編織設(shè)備。該設(shè)備基本上包括在垂直平面內(nèi)延伸的環(huán)2，因此，該環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)AX是水平的。該環(huán)2支承一組加強(qiáng)纖維3的繞組，匯聚在軸線(xiàn)AX上的某一區(qū)域上并相對(duì)于環(huán)的平面偏離。當(dāng)編織循環(huán)開(kāi)始時(shí)，由附圖標(biāo)記4表示的心軸沿著軸線(xiàn)AX移動(dòng)，以便通過(guò)環(huán)2而 越過(guò)纖維的匯聚點(diǎn)。同時(shí)，由動(dòng)力的可動(dòng)支承件支承在環(huán)2上的繞組被致動(dòng)，以便在該心軸4的外表面上制造加強(qiáng)纖維的套筒。—旦心軸完全通過(guò)環(huán),也就是說(shuō),一旦心軸位置超過(guò)纖維的匯聚點(diǎn),該套筒就在其整個(gè)長(zhǎng)度上覆蓋心軸。然后，在心軸的下游割斷加強(qiáng)纖維層并移去心軸，然后重新放置在環(huán)的后面，以便再次通過(guò)環(huán)，以形成徑向地疊置在第一層上的第二層加強(qiáng)纖維。因此，如圖2示意地所示，可以制造出總體結(jié)構(gòu)，該總體結(jié)構(gòu)在其中心區(qū)域內(nèi)包括心軸，該心軸對(duì)兩個(gè)編織纖維層6、7或更多層形成支承，編織纖維層都圍繞心軸并在其整個(gè)長(zhǎng)度上延伸。具體來(lái)講，如圖2所示，一方面，編織層包括被稱(chēng)作卷軸纖維8和9的纖維，它們相對(duì)于軸線(xiàn)AX在一側(cè)和另一側(cè)上傾斜諸如大致30度，另一方面，編織層包括平行于軸線(xiàn)AX的縱向纖維11，與縱向纖維交錯(cuò)的卷軸纖維8和9將縱向纖維固定就位。在此類(lèi)連桿中，主要是縱向纖維承受連桿沿軸線(xiàn)AX受到拉-壓時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力，以及連桿經(jīng)受?chē)@正交于軸線(xiàn)AX的任何軸線(xiàn)的彎曲應(yīng)力時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力。因?yàn)榫幙椥枰獜埦o卷軸纖維，與圖3的示意圖相反的是，縱向纖維11實(shí)際上是波狀的而不是直線(xiàn)的，這降低了纖維沿AX方向所能承受的機(jī)械應(yīng)力水平。當(dāng)縱向纖維的波動(dòng)性很高時(shí)，則縱向方向的強(qiáng)度損失就更大，因?yàn)榫幙椷^(guò)程中施加到纖維的張力本身必須相當(dāng)大，以使組件盡可能緊湊。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的是提出一種彌補(bǔ)該缺點(diǎn)的方案。因此，本專(zhuān)利技術(shù)的主題是制造復(fù)合材料的機(jī)械構(gòu)件的方法，例如是復(fù)合材料的連桿，該方法包括以下連續(xù)操作圍繞心軸并在該心軸的全部或部分長(zhǎng)度上施加編織的加強(qiáng)纖維層，同時(shí)將一層徑向地疊置在另一層的頂部，在施加編織的加強(qiáng)纖維層的兩次操作之間還包括以下步驟-在編織纖維的最后層上，放置至少一個(gè)由拉擠的加強(qiáng)纖維形成的元件，每個(gè)拉擠元件縱向地定向，并在心軸的至少一部分長(zhǎng)度上延伸；-每個(gè)拉擠元件至少臨時(shí)地附連到編織加強(qiáng)纖維的最后層，且其中，一旦所有拉擠的元件已經(jīng)放置就位，且已經(jīng)施加所有編織層，則在組件進(jìn)行聚合化之前，將樹(shù)脂注射到各個(gè)編織層以形成粗制零件。 采用該方案，在與編織層組裝之后，并在樹(shù)脂注射和聚合化之后，拉擠元件形成基本上保持直的纖維的組件，這能顯著地提高縱向方向上的機(jī)械強(qiáng)度。本專(zhuān)利技術(shù)的另一主題是如上所述的方法，其中，每個(gè)拉擠元件是實(shí)心桿型。本專(zhuān)利技術(shù)的另一主題是如上所述的方法，其中，用粘結(jié)劑或樹(shù)脂型產(chǎn)品對(duì)施加于同一層加強(qiáng)纖維的每個(gè)拉擠元件實(shí)施附連。本專(zhuān)利技術(shù)的另一主題是如上所述的方法，其中，用通過(guò)由心軸、心軸支承的各層和將要被附連的拉擠元件所構(gòu)成的組件周?chē)恼澈衔铮瑢?duì)施加于同一層加強(qiáng)纖維的每個(gè)拉擠元件實(shí)施附連。本專(zhuān)利技術(shù)的另一主題是如上所述的方法，其中，將圍繞心軸的縱向方向彼此均勻地間隔開(kāi)的幾個(gè)拉擠元件施加于同一層編織纖維。本專(zhuān)利技術(shù)的另一主題是如上所述的方法，其中，在將該組件放置在同一層加強(qiáng)纖維上之前，通過(guò)一個(gè)或多個(gè)橫向粘合物將各個(gè)拉擠元件彼此連接以形成枝編型組件，從而組裝各個(gè)拉擠元件。附圖說(shuō)明圖I是一示意的立體圖，顯示帶有設(shè)計(jì)成接納編織纖維層的心軸的已知編織機(jī)；圖2是一示意的剖視圖，顯示形成由復(fù)合材料制成的已知連桿的若干層；圖3是以立體方式顯示編織的加強(qiáng)纖維的一部分的示意圖；圖4是根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)方法制造的帶有圓筒形截面的連桿本體的橫截面示意圖；圖5是根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)方法制造的帶有橢圓形截面的連桿本體的橫截面示意圖；圖6是根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)方法制造的由復(fù)合材料制成的成品連桿的立體圖；圖7是根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)方法制造的由復(fù)合材料制成的連桿的縱向剖視圖；圖8是放置和附連在編織層上之前組裝拉擠元件的示意圖。具體實(shí)施例方式本專(zhuān)利技術(shù)基本思想是使用一種通過(guò)編織的制造方法，其中，由拉擠的加強(qiáng)纖維形成的預(yù)聚合化或聚合化的直桿，通過(guò)將它們縱向地放置在連續(xù)的編織纖維層之間而進(jìn)行結(jié)合。這嵌入到連桿的完全直的縱向纖維內(nèi)，并由此顯著地提高了連桿在拉-壓和彎曲中的機(jī)械強(qiáng)度。拉擠輪廓是連續(xù)過(guò)程中工業(yè)化制造恒定截面的復(fù)合材料的截面件(Sectionpiece)0具體來(lái)說(shuō)，連續(xù)地退卷呈繞組形式的纖維，以便在進(jìn)入對(duì)該樹(shù)脂進(jìn)行聚合化或預(yù)聚合化的加熱的噴絲頭之前用樹(shù)脂浸潰纖維，從而連續(xù)地形成剛性截面件，在生產(chǎn)過(guò)程中從該剛性截面件切出期望長(zhǎng)度的部分。這些拉擠出來(lái)的截面件呈明顯為實(shí)心或中空桿的形式，這些桿由平行的直加強(qiáng)纖維組成，同時(shí)通過(guò)聚合化或預(yù)聚合化的樹(shù)脂彼此連在一起。拉擠出來(lái)的截面件的機(jī)械強(qiáng)度沿著截面件的主軸線(xiàn)是相當(dāng)大的，且制造成本有非常大的競(jìng)爭(zhēng)力。因此，本專(zhuān)利技術(shù)在于用圖I所示的設(shè)備將拉擠元件納入在加強(qiáng)纖維層的編織之間，以便制造出連桿。如圖4示意地所示，根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)制造的連桿因此包括心軸12，在此情形中心軸12具有圓形截面，通過(guò)如圖I所示的編織設(shè)備可圍繞心軸編織一層加強(qiáng)纖維13。一旦該編織層13已經(jīng)施加在心軸12的整個(gè)長(zhǎng)度上，也就是說(shuō)，一旦心軸已經(jīng)橫過(guò) 支承加強(qiáng)纖維繞組的環(huán)的平面，那么該設(shè)備就停車(chē)。然后，在心軸下游切割加強(qiáng)纖維層，并移去由心軸12和心軸支承的編織層13形成的組件，以便再次安裝在支承繞組的環(huán)的上游，用以編織新的加強(qiáng)纖維層。在此階段，拉擠元件14放置在層13上從而縱向延伸，也就是說(shuō)，平行于連桿的軸線(xiàn)AX，同時(shí)圍繞該軸線(xiàn)AX相對(duì)于彼此均勻地間隔開(kāi)。通過(guò)事先將粘結(jié)劑型產(chǎn)品或樹(shù)脂施加到層13，可以附連這些拉擠元件。涉及拉擠元件附連的另一方案是，用纏繞的加強(qiáng)纖維包圍組件，以便將這些元件夾緊在層13的外表面上。一旦拉擠元件已經(jīng)放置就位，并以穩(wěn)定方式將它們固定到位，就編織下一層加強(qiáng)纖維(由附圖標(biāo)記16表示)。通過(guò)移動(dòng)由心軸12、編織纖維層13和沿著該環(huán)的軸線(xiàn)通過(guò)編織設(shè)備的環(huán)的拉擠元件14形成的組件，就可進(jìn)行編織。該操作的結(jié)果是形成編織纖維層，然后，通過(guò)夾緊拉擠元件使編織纖維層包圍拉擠元件14，而不會(huì)顯著地改變它們的位置。在編織層16的操作過(guò)程中，元件14保持縱向定向，并沿著層13的圓周相對(duì)于彼此均勻地間隔開(kāi)。在這些情形中，如圖4示意地所示，元件14然后牢固地夾緊在層14和16之間，并且沿著軸線(xiàn)AX縱向地定向。在此階段，由心軸12、層13和16以及插入在這些層之間的拉擠元件形成的組件安裝在模具內(nèi)，以便注射樹(shù)脂通過(guò)加強(qiáng)纖維層14和16。如果拉擠的截面件是中空桿的話(huà)，則將它們的端部堵塞住，以在注射階段期間防止這些桿用樹(shù)脂填充。然后啟動(dòng)加熱循環(huán)，以使該樹(shù)脂聚合化，從而形成剛性的粗制連桿，然后通過(guò)鉆削可機(jī)加工接口而形成U形，并在將金屬環(huán)插入這些鉆孔內(nèi)之前進(jìn)行機(jī)加工。圖4僅示出插入在兩個(gè)編織本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】2010.03.26 FR 10522301.制造復(fù)合材料的機(jī)械構(gòu)件的方法，例如是復(fù)合材料的連桿(19)，該方法包括以下連續(xù)操作圍繞心軸(12、12’ )并在該心軸(12、12’ )的全部或部分長(zhǎng)度上施加編織的加強(qiáng)纖維層(13、16 ;13’、16’、18’)，同時(shí)將一層徑向地疊置在另一層的頂部，在施加編織的加強(qiáng)纖維層(13、16 ;13’、16’、18’ )的兩次操作之間還包括以下步驟 -在編織纖維的最后層(13 ;13’、16’ )上，放置至少一個(gè)由拉擠的加強(qiáng)纖維(14 ;14’、17’ ；14〃)形成的元件，每個(gè)拉擠元件縱向地(AX)定向，并在心軸(12 ;12’)至少一部分長(zhǎng)度上延伸； -每個(gè)拉擠元件(14 ;14’、17’ ；14〃)至少臨時(shí)地附連到編織加強(qiáng)纖維的最后層， 且其中，一旦所有拉擠的元件已經(jīng)放置就位，且已經(jīng)施加所有編織層(13、16;13’、16’、18’)，則在組件進(jìn)行聚合化之前，將樹(shù)脂注射到各個(gè)編織層(13、16 ;13’、16’、18’)以形成粗制零件。2.如權(quán)利要求I...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：R·梅森，P·鄧?yán)锞S，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：梅西耶布加蒂道提公司，
類(lèi)型：
國(guó)別省市：
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