[發明專利]設計插入件并且通過干涉將插入件配合到非金屬材料的開口中的方法

有效

• 申請號: 201680052429.2
• 申請日: 2016-09-09
• 公開（公告）號: CN108025508B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 科林·塞繆爾·漢納;羅伯特·塞繆爾·威爾遜;威廉·克里斯托弗·坎貝爾
• 申請（專利權）人: 肖特兄弟公司
• 主分類號: B29C65/56
• 分類號: B29C65/56;F16B4/00;B29C65/66;B29C65/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 梁曉廣;車文

用于將插入件(18)插入復合材料(10)的孔(12)中的方法包括：使所述插入件的溫度下降至使所述插入件的材料收縮至第一周邊的降低的溫度；在所述降低的溫度下將所述插入件插入所述復合材料的所述孔中；以及容許所述插入件的所述溫度從所述降低的溫度增加至操作溫度。在所述操作溫度下，所述插入件呈現第二周邊大于所述第一周邊，以便由于在所述插入件與所述復合材料之間的干涉而保持在所述復合材料內，所述干涉是使得將結構負載從所述插入件傳遞至所述復合材料并且使得在所述操作溫度下所述插入件從所述復合材料脫離導致所述復合材料受到損壞。

相關申請的交叉引用

本專利申請要求2015年9月10日提交的英國專利申請號1516039.3的優先權。

發明領域

本發明涉及設計插入件并且通過干涉將所述插入件配合到非金屬材料(諸如復合材料或聚合物材料)的開口中的一種或多種方法。更具體地，本發明涉及設計插入件并且通過干涉將所述插入件凍結配合到復合材料或聚合物材料的開口中的方法。所述插入件例如可以是插塞或套管。

背景和相關技術的描述

如由非金屬材料構造飛行器方面的技術人員應理解，存在將插入件定位到所述材料的開口或孔中變得必要的情況。所述插入件除其他可能之外可以是固體插塞或套管。

在一個設想實例中，堵塞在復合材料中不正確地(諸如以錯誤的大小或在不正確的位置處)鉆探的孔可能是必要的。

在另一個設想實例中，將套管插入開口中以將軸容納在其中可能是令人希望的。例如，套管可提供合適的位置以便使軸旋轉。

如本領域的技術人員應理解，復合材料在將插塞或套管插入其中時存在唯一挑戰。具體地，常見地在飛行器的構造中使用的復合材料通常由懸浮在樹脂基體中的多個層片的紡織碳纖維織物形成。

當將插塞或套管插入復合材料中時，必須要注意避免復合材料的脫層。復合材料上太多壓力還可導致復合材料開裂和/或受到損壞。

此外，對于用充足的干涉配合到開口中的插塞或套管而言，阻止插塞和/或套管從開口移除或脫離是重要的。如果干涉不夠充足，那么套管或插塞可能不經意地從開口移除。如果干涉太緊，由插塞和/或套管施加在開口的內部直徑上的壓力可能如此大以致于復合材料開裂或以其它方式變得損壞。

當將插塞或套管插入復合材料中時的另外的挑戰在于腐蝕問題可產生。具體地，制成插入件的材料可與制成復合材料的材料不能兼容。在不兼容性的一些情況下，插入件可與復合材料化學地和/或電化學地反應，從而導致材料中的一者或兩者腐蝕。

而且，當將插入件定位在復合材料中時，對復合材料的處置存在限制。具體地，在將插塞或套管插入復合材料中之前加熱所述復合材料是不智的。加熱復合材料可影響復合材料的物理特性。

單獨地，插入件的熱膨脹系數(“CTE”)應被選擇成使得插入件的CTE與復合材料的CTE兼容。如果兩種材料的CTE是不兼容的，那么存在插入件和/或復合材料中的一者或兩者可能經歷微開裂的可能性。

現有技術對以上所列舉出的困難中的一個或多個并未提供合適的解決方案。

因此，用于將插塞或套管插入復合材料的開口中的改進的方法是令人希望的。

發明概要

本發明解決相對于現有技術的不足中的一個或多個。

具體地，本發明提供用于將插入件插入復合材料的孔中的方法，所述方法包括：使插入件的溫度下降至使插入件的材料收縮至第一周邊的降低的溫度；在降低的溫度下將插入件插入復合材料的孔中；以及容許插入件的溫度從降低的溫度增加至操作溫度。在操作溫度下，插入件呈現第二周邊大于第一周邊，以便由于在插入件與復合材料之間的干涉而保持在復合材料內，所述干涉是使得將結構負載從插入件傳遞至復合材料并且使得在操作溫度下插入件從復合材料脫離導致復合材料受到損壞。