[發明專利]用于形成纖維復合材料預成型件的方法

在審

• 申請號: 202011485476.0
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN113001815A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 帕布洛·塞沃利亞加羅費
• 申請（專利權）人: 空中客車西班牙運營有限責任公司
• 主分類號: B29B11/16
• 分類號: B29B11/16
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 董敏;王蓓蓓

披露了一種用于形成纖維復合材料預成型件的方法，所述預成型件包括腹板、凸緣和彎曲部分，所述方法包括以下步驟：將層壓件鋪設在工具上，所述層壓件包括縱向邊緣和橫向邊緣，并且所述工具包括凸形部分，所述凸形部分包括表面和側向壁，所述腹板被配置成定位在所述凸形部分的表面上，并且所述凸緣被配置成定位在所述凸形部分的側向壁上；在所述凸形部分上形成所述預成型件；將所述層壓件的橫向邊緣夾緊至所述工具，使得所述鋪設好的層壓件的腹板和凸緣保持在拉伸載荷下；使所述凸形部分的縱向部分彎曲。

技術領域

本發明涉及一種用于形成具有強勁凸起和/或扭結區域的復合材料預成型件以使得預成型件彎曲的方法。

背景技術

當使用常規的形成方法來制造彎曲的預成型件(例如，具有強勁凸起或彎曲形狀和/或扭結區域)時，會出現褶皺。

由平坦的層壓件形成的凸起凸緣(例如，在像框架這樣的彎曲凸起結構中)存在的問題是，當鋪設完成時，所述層壓件是平坦的。然后，平坦的層壓件被成形為例如L形。因此，由于其彎曲的凸起形狀，相對于預成型件的腹板，在L形凸緣的區域中存在過剩的材料。此過剩的材料必須沖到預成型件的側面，以避免起皺。當使用常規的形成方法時，這是很難實現的，所以會出現褶皺。

當部件包括扭結區域時，這種影響甚至更為關鍵。由于材料過剩，扭結區域中出現褶皺，如先前示例所示。如今消除褶皺的方法是切割凸緣，并將它們分成兩個獨立的凸緣，其間沒有連續的纖維。

發明內容

本發明涉及一種由無褶皺的鋪設的層壓件形成預成型件的方法。

本發明的方法目的使得能夠形成復雜的幾何形狀，而在那些具有以下特征的幾何形狀上沒有褶皺：

·凸起凸緣的幾何形狀會導致形成凸緣中的材料過剩，從而導致常規形成方法中會導致形成凸緣中的材料過剩的褶皺和/或扭結。

·不能從三維(3D)幾何形狀發展的層壓件的雙曲率預成型件。

本發明的方法目的利用了中性軸線的概念。中性軸線是梁(抗彎構件)或沿其沒有縱向應力或應變的軸的截面中的軸線。如果截面是對稱的、各向同性的，并且在彎曲發生之前沒有彎曲，則中性軸線位于幾何形心。中性軸線一側的所有纖維都處于拉伸狀態，而另一側的纖維處于壓縮狀態。

本發明的形成方法能夠將中性軸線移位到凸緣下方。這樣，該方法能夠在整個腹板和凸緣的纖維處于張力下且不產生褶皺的情況下形成預成型件。

本發明的用于形成纖維復合材料預成型件的方法適用于預成型件，該預成型件包括腹板和至少一個凸緣、縱向軸線、和相對于所述縱向軸線的至少一個彎曲部分。

所述方法包括以下步驟：

·將層壓件鋪設到工具上，層壓件包括縱向邊緣和橫向邊緣。工具包括凸形部分，該凸形部分包括可以是平坦的表面和至少一個側向壁。預成型件的腹板被配置成定位在凸形部分的表面上，而凸緣被配置成定位在凸形部分的側向壁上。

·在所述凸形部分上形成所述預成型件。

·將所述層壓件的橫向邊緣夾緊至所述工具，使得所述鋪設好的層壓件的腹板和凸緣保持在拉伸載荷下。

·使所述凸形部分相對于所述預成型件的縱向軸線彎曲，使得實現所述預成型件的彎曲部分。

要求保護的發明允許形成沒有褶皺的復雜幾何形狀。

附圖說明

為了完成描述并且為了更好地理解本發明，提供了附圖。所述附圖形成說明書的一體部分、并展示了本發明的優選實施例。這些附圖包括以下圖。

圖1示出了定位在工具的實施例的凸形部分上的C形預成型件的示意性透視圖。

圖2示出了處于最終彎曲位置的圖1的C形預成型件的示意性透視圖。