RU2504478C2 - Тканые преформы, имеющие заданную форму, с разнонаправленным армированием для композиционных структур - Google Patents
Тканые преформы, имеющие заданную форму, с разнонаправленным армированием для композиционных структур Download PDFInfo
- Publication number
- RU2504478C2 RU2504478C2 RU2010134758/05A RU2010134758A RU2504478C2 RU 2504478 C2 RU2504478 C2 RU 2504478C2 RU 2010134758/05 A RU2010134758/05 A RU 2010134758/05A RU 2010134758 A RU2010134758 A RU 2010134758A RU 2504478 C2 RU2504478 C2 RU 2504478C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fabric
- weaving
- preform
- fabric obtained
- contour
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 title abstract description 25
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 title abstract 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims abstract description 211
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000009941 weaving Methods 0.000 claims description 161
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 51
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 35
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 28
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 26
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 22
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 12
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 11
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 10
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 10
- 239000011165 3D composite Substances 0.000 claims description 7
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 7
- 239000004760 aramid Substances 0.000 claims description 7
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 claims description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 7
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 7
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 claims description 6
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 claims description 6
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 claims description 6
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 claims description 6
- 239000002964 rayon Substances 0.000 claims description 6
- QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N Vinyl ether Chemical compound C=COC=C QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 5
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 5
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 claims description 4
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 claims description 4
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 3
- 238000001802 infusion Methods 0.000 claims description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009954 braiding Methods 0.000 abstract 4
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 39
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 9
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 5
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000011208 reinforced composite material Substances 0.000 description 2
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 2
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 2
- 238000001721 transfer moulding Methods 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 244000089486 Phragmites australis subsp australis Species 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000009963 fulling Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000001029 thermal curing Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D03—WEAVING
- D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
- D03D1/00—Woven fabrics designed to make specified articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B11/00—Making preforms
- B29B11/14—Making preforms characterised by structure or composition
- B29B11/16—Making preforms characterised by structure or composition comprising fillers or reinforcement
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B1/00—Layered products having a non-planar shape
- B32B1/08—Tubular products
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
- B32B3/02—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by features of form at particular places, e.g. in edge regions
- B32B3/04—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by features of form at particular places, e.g. in edge regions characterised by at least one layer folded at the edge, e.g. over another layer ; characterised by at least one layer enveloping or enclosing a material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
- B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
- B32B3/28—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer comprising a deformed thin sheet, i.e. the layer having its entire thickness deformed out of the plane, e.g. corrugated, crumpled
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
- B32B5/024—Woven fabric
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
- B32B5/12—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer characterised by the relative arrangement of fibres or filaments of different layers, e.g. the fibres or filaments being parallel or perpendicular to each other
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
- B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
- B32B5/26—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
- B32B7/04—Interconnection of layers
- B32B7/05—Interconnection of layers the layers not being connected over the whole surface, e.g. discontinuous connection or patterned connection
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
- B64C1/14—Windows; Doors; Hatch covers or access panels; Surrounding frame structures; Canopies; Windscreens accessories therefor, e.g. pressure sensors, water deflectors, hinges, seals, handles, latches, windscreen wipers
- B64C1/1476—Canopies; Windscreens or similar transparent elements
- B64C1/1492—Structure and mounting of the transparent elements in the window or windscreen
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D03—WEAVING
- D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
- D03D11/00—Double or multi-ply fabrics not otherwise provided for
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D03—WEAVING
- D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
- D03D15/00—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D03—WEAVING
- D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
- D03D25/00—Woven fabrics not otherwise provided for
- D03D25/005—Three-dimensional woven fabrics
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D03—WEAVING
- D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
- D03D3/00—Woven fabrics characterised by their shape
- D03D3/08—Arched, corrugated, or like fabrics
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/001—Profiled members, e.g. beams, sections
- B29L2031/003—Profiled members, e.g. beams, sections having a profiled transverse cross-section
- B29L2031/005—Profiled members, e.g. beams, sections having a profiled transverse cross-section for making window frames
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2250/00—Layers arrangement
- B32B2250/20—All layers being fibrous or filamentary
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
- B32B2260/02—Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
- B32B2260/021—Fibrous or filamentary layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
- B32B2260/04—Impregnation, embedding, or binder material
- B32B2260/046—Synthetic resin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
- B32B2262/0253—Polyolefin fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
- B32B2262/0261—Polyamide fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
- B32B2262/0261—Polyamide fibres
- B32B2262/0269—Aromatic polyamide fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
- B32B2262/0276—Polyester fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/04—Cellulosic plastic fibres, e.g. rayon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/06—Vegetal fibres
- B32B2262/062—Cellulose fibres, e.g. cotton
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/10—Inorganic fibres
- B32B2262/101—Glass fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/10—Inorganic fibres
- B32B2262/105—Ceramic fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/10—Inorganic fibres
- B32B2262/106—Carbon fibres, e.g. graphite fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
- B32B2307/306—Resistant to heat
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
- B32B2307/558—Impact strength, toughness
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/70—Other properties
- B32B2307/718—Weight, e.g. weight per square meter
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2605/00—Vehicles
- B32B2605/18—Aircraft
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2505/00—Industrial
- D10B2505/02—Reinforcing materials; Prepregs
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
- Y10T428/131—Glass, ceramic, or sintered, fused, fired, or calcined metal oxide or metal carbide containing [e.g., porcelain, brick, cement, etc.]
- Y10T428/1314—Contains fabric, fiber particle, or filament made of glass, ceramic, or sintered, fused, fired, or calcined metal oxide, or metal carbide or other inorganic compound [e.g., fiber glass, mineral fiber, sand, etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
- Y10T428/1352—Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
- Y10T428/1362—Textile, fabric, cloth, or pile containing [e.g., web, net, woven, knitted, mesh, nonwoven, matted, etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
- Y10T428/1352—Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
- Y10T428/1379—Contains vapor or gas barrier, polymer derived from vinyl chloride or vinylidene chloride, or polymer containing a vinyl alcohol unit
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
- Y10T428/1352—Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
- Y10T428/139—Open-ended, self-supporting conduit, cylinder, or tube-type article
- Y10T428/1393—Multilayer [continuous layer]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
- Y10T428/2481—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.] including layer of mechanically interengaged strands, strand-portions or strand-like strips
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
- Y10T428/249922—Embodying intertwined or helical component[s]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
- Y10T442/10—Scrim [e.g., open net or mesh, gauze, loose or open weave or knit, etc.]
- Y10T442/102—Woven scrim
- Y10T442/133—Inorganic fiber-containing scrim
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
- Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
- Y10T442/3179—Woven fabric is characterized by a particular or differential weave other than fabric in which the strand denier or warp/weft pick count is specified
- Y10T442/3187—Triaxially woven fabric
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
- Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
- Y10T442/3179—Woven fabric is characterized by a particular or differential weave other than fabric in which the strand denier or warp/weft pick count is specified
- Y10T442/3195—Three-dimensional weave [e.g., x-y-z planes, multi-planar warps and/or wefts, etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
- Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
- Y10T442/3179—Woven fabric is characterized by a particular or differential weave other than fabric in which the strand denier or warp/weft pick count is specified
- Y10T442/3195—Three-dimensional weave [e.g., x-y-z planes, multi-planar warps and/or wefts, etc.]
- Y10T442/3203—Multi-planar warp layers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
- Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
- Y10T442/3179—Woven fabric is characterized by a particular or differential weave other than fabric in which the strand denier or warp/weft pick count is specified
- Y10T442/3195—Three-dimensional weave [e.g., x-y-z planes, multi-planar warps and/or wefts, etc.]
- Y10T442/3211—Multi-planar weft layers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
- Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
- Y10T442/3472—Woven fabric including an additional woven fabric layer
- Y10T442/3528—Three or more fabric layers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
- Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
- Y10T442/3472—Woven fabric including an additional woven fabric layer
- Y10T442/3528—Three or more fabric layers
- Y10T442/3561—Woven fabric layers impregnated with a natural or synthetic rubber
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
- Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
- Y10T442/3472—Woven fabric including an additional woven fabric layer
- Y10T442/3528—Three or more fabric layers
- Y10T442/3569—Woven fabric layers impregnated with a thermosetting resin
- Y10T442/3585—Epoxy resin
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
- Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
- Y10T442/3472—Woven fabric including an additional woven fabric layer
- Y10T442/3528—Three or more fabric layers
- Y10T442/3594—Woven fabric layers impregnated with a thermoplastic resin [e.g., vinyl polymer, etc.]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Woven Fabrics (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Knitting Of Fabric (AREA)
Abstract
Изобретение относится к армированным композиционным материалам и касается тканых преформ, имеющих заданную форму с разнонаправленным армированием для композиционных структур. Тканые преформы могут быть выполнены осесимметричными, а также неосесимметричными. Преформа содержит части тканей, полученных контурным плетением, двухосным плетением, трехосным плетением, часть ткани, скроенной по косой, и/или часть ткани, полученной полярным плетением. Преформа может дополнительно включать часть ткани, полученной трехмерным плетением. Сочетание тканей различных типов обеспечивает возможность изготовления преформы без разрезания отдельных нитей и вытачек, что повышает прочность и улучшает рабочие характеристики конечной структуры. 5 н. и 32 з.п. ф-лы, 13 ил.
Description
ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к тканым преформам для армированных композиционных материалов и, в частности, к тканым преформам, имеющим заданную форму, с разнонаправленным армированием для композиционных структур.
ССЫЛКИ
Все указанные в настоящем описании патенты, заявки на патенты, документы, ссылки, инструкции производителя, описания, технические характеристики изделий и технологические карты включены в текст настоящего описания и могут быть применены при практическом использовании изобретения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В настоящее время использование армированных композиционных материалов для изготовления структурных компонентов широко распространено, в частности, в областях, в которых требуемыми характеристиками являются легкость, прочность, жесткость, термостойкость, устойчивость конструкции и возможность формообработки. Такие компоненты используют, например, в авиационной, аэрокосмической, спутниковой отраслях, в сфере развлечений (например, в гоночных катерах и автомобилях) и других областях.
Обычно такие компоненты содержат армирующие материалы, размещенные внутри матричных материалов. Армирующий компонент может быть изготовлен на основе таких материалов, как стекло, углерод, керамика, арамид, полиэтилен, и/или других материалов, обладающих требуемыми физическими, термическими, химическими и/или другими свойствами, главным из которых является высокая прочность при критической нагрузке. При использовании армирующих материалов, которые в конечном счете образуют составляющую часть готового компонента, готовому композиционному компоненту придают требуемые характеристики этих материалов, такие как очень высокая прочность. Обычно составляющие армирующие материалы могут быть выполнены ткаными, вязаными, неткаными или могут иметь другие требуемые структуры и формы для армирующих заготовок. Обычно особое внимание уделяют оптимальному использованию характеристик, для обеспечения которых были выбраны армирующие материалы. Как правило, такие армирующие преформы сочетают с матричным материалом для формирования готовых компонентов или изготовления производственных материалов для получения в конечном счете готовых компонентов.
После формирования требуемой армирующей преформы к ней и внутрь нее может быть добавлен матричный материал таким образом, что армирующая преформа обычно оказывается заключена в матричном материале, а матричный материал заполняет промежутки между составляющими частями армирующей преформы. В качестве матричного материала могут быть использованы различные материалы, такие как эпоксидная смола, полиэфир, виниловый эфир, керамика, углерод и/или другие материалы, которые также обладают требуемыми физическими, термическими, химическими и/или другими свойствами. Материалы, используемые в качестве матричных материалов, могут быть или не быть аналогичны материалам армирующей преформы и могут иметь или не иметь аналогичные им физические, химические, термические или другие свойства. Однако обычно в качестве матричных материалов не используют материалы, аналогичные материалам армирующей преформы, или материалы с аналогичными физическими, химическими, термическими или другими свойствами, поскольку обычно основной задачей при использовании композиционных материалов является получение в готовом изделии сочетания характеристик, которое не может быть получено путем использования одного составляющего материала. Используемые таким образом в сочетании друг с другом армирующая преформа и матричный материал могут быть затем отверждены и стабилизированы на одном и том же этапе термического отверждения или посредством других известных способов, а затем обработаны на других этапах с целью получения требуемого компонента. Следует отметить, что после отверждения на этом этапе отвердевшая масса матричного материала обычно оказывается очень прочно соединена с армирующим материалом (например, с армирующей преформой). Вследствие этого нагрузка, приложенная к готовому компоненту, в частности, через его матричный материал, выполняющий функцию связующего между волокнами, может быть эффективно передана материалу армирующей преформы и удержана им.
Часто существует необходимость изготовления компонентов, форма которых отлична от простых геометрических форм, таких как по существу пластины, листы, прямоугольники, квадраты и т.д. Одним из способов изготовления таких компонентов является сочетание таких простых геометрических форм в более сложные требуемые формы. Одно такое типичное сочетание выполняют путем соединения изготовленных вышеописанным образом армирующих заготовок под углом друг к другу (как правило, под прямым углом). Обычно задачей такого углового размещения соединяемых армирующих заготовок является получение требуемой формы для формирования армирующей преформы, содержащей по меньшей мере одну концевую стенку, или увеличение прочности полученного сочетания армирующих заготовок и композиционной структуры относительно деформации или выхода из строя под действием внешних усилий, таких как давление или нагрузка. В любом случае дополнительной задачей является выполнение каждого соединения между составляющими компонентами как можно более прочным. Ввиду необходимости получения весьма высокой прочности самих составляющих армирующей преформы непрочность соединения оказывается в действительности слабым звеном в «цепи» конструкции.
В патенте США №4847063 раскрыта полая углерод-углеродная композиционная структура, которая сформирована вокруг оси симметрии и в которой для обеспечения необходимой конфигурации внутренней поверхности использован термостойкий сердечник, а термостойкие углеродные волокна по меньшей мере одного слоя переплетены на поверхности сердечника. Слои пропитывают карбонизируемым жидким пропитывающим веществом, а сердечник подвергают термообработке для карбонизации указанного пропитывающего вещества.
Патент США №5070914 относится к трехосной ткани, используемой в качестве армирующей ткани для композиционного материала, причем модуль упругости ткани является одинаковым во всех направлениях, а ткань деформируют в трехмерную форму без изменения углов ориентации. Ткань содержит значительное количество наклонных нитей, проходящих в радиальном направлении от ее центра, и окружную нить, спирально вплетенную в окружном направлении между наклонными нитями. Все смежные наклонные нити переплетены друг с другом, а окружная нить вплетена между переплетенными наклонными нитями, причем указанное переплетение присутствует между каждым смежным витком спирально вплетенной окружной нити. Переплетение выполняют после введения окружной нити и перед перемещением в направлениях вверх и вниз чередующихся наклонных нитей.
В патенте США №5619903 раскрыта плетеная преформа для композиционных структур, имеющая продольную ось и сплетенные пряди структурного волокна. Удлиненный элемент, в качестве которого используют одноосно ориентированный стержень, жесткость которого больше жесткости прядей структурного волокна, вплетен в сплетенные пряди структурного волокна параллельно продольной оси сплетенного элемента, который представляет собой трехосную плетеную трубку.
Хотя в уровне техники предприняты попытки улучшения целостности конструкции армированной композиционной структуры и достигнуты некоторые результаты, существует необходимость в дальнейшем усовершенствовании или устранении указанного недостатка посредством способа, отличающегося от описанных выше. В этом отношении одним из подходов является создание тканой трехмерной структуры с использованием специализированного оборудования. Еще один подход состоит в тканье двумерной структуры с последующим складыванием ее в трехмерную форму. Однако в этом случае при складывании преформы некоторые ее части обычно деформируются. Деформация происходит из-за того, что длина волокон после их переплетения отличается от длины волокон в преформе при ее сгибании. Это приводит к образованию углублений и волн в областях, где длина вытканных волокон оказывается недостаточной, и прогибов в областях, где длина волокон оказывается чрезмерно большой. Указанные искажения приводят к нежелательным неоднородностям поверхности и уменьшению прочности и жесткости компонента. Хотя такие искажения могут быть уменьшены путем выполнения вырезов и вытачек, такая процедура является нежелательной, поскольку является трудоемкой или в противном случае приводит к уменьшению прочности преформы. Таким образом, предпочтительно использовать осесимметричные трехмерные преформы, поскольку они обеспечивают повышенную прочность по сравнению с двухмерными слоистыми композитами. Эти преформы, в частности, подходят для использования в областях, в которых соединение должно выдерживать поперечные нагрузки, например в авиакосмической промышленности.
К другим подходам относится наматывание волокон, которое представляет собой способ непрерывного размещения волокон путем их наматывания вокруг сердечника. Этот способ изготовления не может быть применен ко всем геометрическим формам. Например, соединение волокон возникает вдоль поверхностей, которые имеют вогнутые формы. Кроме того, с использованием наматывания волокон трудно получить однородное покрытие материалом в изогнутой части. Хотя способ наматывания волокон обеспечивает высокий уровень автоматизации, изготовление многослойной структуры сложной формы может требовать большого количества времени ввиду малой скорости распределения материала.
Размещение жгутов представляет собой способ, аналогичный наматыванию волокон в том отношении, что один или несколько жгутов или лент материала размещают на сердечнике. В отличие от наматывания волокон жгуты могут быть выполнены прерывистыми в направлении длины и могут быть размещены вдоль вогнутых поверхностей. Путем использования прерывистых жгутов можно обеспечить близкое к однородному покрытие материала в изогнутых частях и необходимый угол ориентации волокон. Однако этот способ требует длительного времени на осуществление и использования предварительно пропитанных материалов, что, таким образом, увеличивает его стоимость.
Патент США №5394906 (далее просто "патент '906") относится к устройству для изготовления прямых или изогнутых плоских тканей или прямых или изогнутых трехмерных тканей для формирования композиционных структур. Уточные нити введены между слоями основных нитей, а для сжатия или "подбивки" уточных нитей используют наклонное или изогнутое бердо в зависимости от ориентации уточных нитей. Как дополнительно раскрыто в патенте "906, основные нити ткани могут быть изогнуты с использованием конических роликов или комбинации конических и цилиндрических роликов для дифференцированного натяжения нитей основы ткани с обеспечением одинакового радиуса кривизны основных нитей. Еще в одном варианте реализации, описанном в патенте '906, предложена прижимная планка для дифференцированного натяжения нитей основы ткани с получением прямых нитей основы, изогнутых нитей основы с постоянным радиусом кривизны, изогнутых нитей основы с непостоянным радиусом кривизны или сочетания прямых и изогнутых нитей основы. Еще в одном варианте реализации бортики для каналов С-образной формы формируют путем поочередного введения нитей основы через смежные зубья берда с получения вертикально вытканных бортиков. Однако для обеспечения этих признаков необходимо использовать ткацкое оборудование с наклонными или изогнутыми бердами для введения уточных нитей между основными нитями. Также оборудование должно содержать устройство для выполнения "подбивки" в соответствии с ориентацией уточных нитей в структуре. Специальное ткацкое оборудование, предназначенное для получения конкретной структуры, не только является дорогим, но также ограничено возможностью получения лишь этой конкретной структуры. Кроме того, такое оборудование работает медленнее, чем традиционная ткацкая машина, поскольку уточная нить проходит по наклонной или изогнутой линии, что значительно снижает скорость работы ткацкого станка.
В патенте США №6086968 (далее просто "патент "968") предложены тканые материалы, имеющие различные двухмерные и трехмерные формы. Материалы выполнены путем непрерывного изменения при необходимости плотности и/или направления волокон или нитей основы и/или утка во время механического тканья. Эти материалы формируют вокруг некоторого элемента и затем пропитывают матричным материалом.
Хотя в патентах '906 и '968 обеспечены преимущества над другими вышеописанными решениями уровня техники, во многих конструктивных применениях, которые в действительности не являются осесимметричными, необходимы дополнительные признаки для армирования структуры и обеспечения ее механической устойчивости во всех направлениях. Соответственно, обычные двухмерные или трехмерные тканые преформы не обеспечивают необходимую прочность во всех направлениях. Таким образом, тканые преформы, имеющие заданную форму, с разнонаправленным армированием для композиционных структур, обладающих увеличенной прочностью как в осесимметричных, так и в неосесимметричных конфигурациях, а также способ изготовления таких заготовок представляют собой усовершенствование уровня техники.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к способу сочетания тканей, изготовленных с использованием таких способов, как двухосное плетение, трехосное плетение, полярное плетение, плетение с управлением основой, контурное плетение и трехмерное плетение, с целью формирования слоистой структуры с разнонаправленным армированием, легко деформирующейся при сложных изгибах, как, например, в композиционных кожухах турбинных вентиляторов, корпусных кольцах реактивных двигателей, рамах фюзеляжей самолетов, рамах иллюминаторов самолетов и отбортованных кольцах для крепления гондол к авиационным двигателям. Настоящим изобретением предложены тканые преформы повышенной прочности с разнонаправленным армированием для композиционных структур, которые могут быть выполнены осесимметричными, а также неосесимметричными.
Сочетание тканей различных типов обеспечивает возможность изготовления преформы без разрезания отдельных слоев и вытачек. Устранение указанных разрезаний и вытачек повышает прочность и улучшает рабочие характеристики конечной структуры.
Соответственно, настоящее изобретение направлено на создание тканевых заготовок, в которых использована комбинация технологий получения тканей, таких как двухосное плетение, трехосное плетение, полярное плетение, плетение с управлением основой, контурное плетение и трехмерное плетение, для формирования в целом осесимметричной структуры, которая также может включать некоторые неосесимметричные армирующие элементы. Армирующие элементы расположены в окружном направлении (0°) и осевом направлении (90°), а также в направлении, проходящем под углом ±45° относительно окружного направления. Эти преформы используют, например, в композиционных кожухах турбинных вентиляторов, корпусных кольцах реактивных двигателей, рамах фюзеляжей самолетов, рамах иллюминаторов самолетов и отбортованных кольцах для крепления гондол к авиационным двигателям.
В одном из вариантов реализации настоящего изобретения предложена рама для иллюминатора самолета, выполненная из многоэлементной преформы, содержащей оплетку, полученную двухосным плетением, ткани, полученные полярным и контурным плетением соответственно, и элемент треугольной формы, полученный трехмерным плетением и заполняющий зазор в слоистой структуре, содержащей три вышеуказанных элемента.
В одном из вариантов реализации настоящего изобретения предложена рама авиационного фюзеляжа, сформированная из многоэлементной преформы, содержащей оплетку, полученную двухосным плетением, ткань, полученную контурным плетением, и элемент заданной формы, полученный трехмерным плетением.
Более конкретно, в одном из вариантов реализации настоящего изобретения предложена преформа, используемая для армирования композиционной структуры, включающей первую часть, содержащую чередующиеся слои ткани, полученной контурным плетением, и ткани, скроенной по косой, причем ткань, полученная контурным плетением, содержит по меньшей мере один слой основных нитей, переплетенный по меньшей мере с одним слоем уточных нитей, указанный по меньшей мере один слой основных нитей поддерживает контурную форму в ткани, полученной контурным плетением, а ткань, скроенная по косой, содержит нити, переплетенные или скрученные под наклоном относительно указанного по меньшей мере одного слоя основных нитей и уточных нитей. Преформа может дополнительно включать вторую часть, содержащую ткань, полученную трехмерным плетением и присоединенную к первой части. Преформа также может дополнительно включать третью часть, содержащую чередующиеся слои ткани, полученной полярным плетением, и ткани, скроенной по косой, причем ткань, полученная полярным плетением, сформирована путем дифференцированного натяжения основных нитей ткани или путем направления нитей основы от одной боковой кромки ткани, полученной полярным плетением, к противоположной боковой кромке с получением изогнутых основных нитей для придания ткани, полученной полярным плетением, плоской изогнутой формы.
Еще в одном варианте реализации настоящего изобретения предложена композиционная структура, армированная преформой, содержащая первую часть, содержащую чередующиеся слои ткани, полученной контурным плетением, и ткани, раскроенной по косой, причем ткань, полученная контурным плетением, содержит по меньшей мере один слой основных нитей, переплетенный по меньшей мере с одним слоем уточных нитей, указанный по меньшей мере один слой основных нитей поддерживает контурную форму в ткани, полученной контурным плетением, а ткань, раскроенная по косой, содержит нити, переплетенные или скрученные под наклоном относительно указанного по меньшей мере одного слоя основных и уточных нитей, а указанная структура дополнительно содержит матричный материал. Преформа может дополнительно включать вторую часть, содержащую ткань, полученную трехмерным плетением и присоединенную к первой части. Преформа также может дополнительно включать третью часть, содержащую чередующиеся слои ткани, полученной полярным плетением, и ткани, скроенной по косой, причем ткань, полученная полярным плетением, сформирована путем дифференцированного натяжения основных нитей ткани или путем направления нитей основы от одной боковой кромки ткани, полученной полярным плетением, к противоположной боковой кромке с получением изогнутых основных нитей для придания ткани, полученной полярным плетением, плоской изогнутой формы.
Еще в одном варианте реализации настоящего изобретения предложен способ изготовления преформы, используемой для армирования композиционной структуры, согласно которому формируют первую часть путем размещения друг на друге чередующихся слоев контурной ткани и ткани, скроенной по косой, причем ткань, полученную контурным плетением, формируют путем переплетения по меньшей мере одного слоя основных нитей по меньшей мере с одним слоем уточных нитей, указанный по меньшей мере один слой основных нитей поддерживает контурную форму в контурной ткани после ее формирования, а ткань, скроенную по косой, формируют путем переплетения или скручивания нитей под наклоном относительно указанного по меньшей мере одного слоя основных нитей и уточных нитей. Способ дополнительно включает этапы, на которых формируют вторую часть путем трехмерного плетения ткани и присоединяют вторую часть к первой части. Способ также может дополнительно включать этапы, на которых формируют третью часть путем размещения друг на друге чередующихся слоев ткани полярного плетения и ткани, скроенной по косой, причем ткань, полученная полярным плетением, сформирована посредством дифференцированного натяжения нитей основы ткани или путем направления нитей основы от одной боковой кромки ткани, полученной полярным плетением, к противоположной боковой кромке с получением изогнутых основных нитей для придания ткани, полученной полярным плетением, плоской изогнутой формы.
Еще в одном варианте реализации настоящего изобретения предложен способ изготовления трехмерной композиционной структуры, армированной преформой, включающий этапы, на которых формируют первую часть преформы путем размещения друг на друге чередующихся слоев ткани, полученной контурным плетением, и ткани, скроенной по косой, причем ткань, полученная контурным плетением, сформирована путем переплетения по меньшей мере одного слоя основных нитей по меньшей мере с одним слоем уточных нитей, указанный по меньшей мере один слой основных нитей поддерживает контурную форму в ткани, полученной контурным плетением, после ее формирования, ткань, скроенная по косой, сформирована путем переплетения нитей под наклоном относительно указанного по меньшей мере одного слоя основных и уточных нитей, а указанный способ дополнительно включает этап, на котором тканую преформу пропитывают матричным материалом. Способ дополнительно включает этапы, на которых формируют вторую часть тканой преформы путем трехмерного плетения ткани и присоединяют вторую часть к первой части. Способ также может дополнительно включать этапы, на которых формируют третью часть тканой преформы путем размещения друг на друге чередующихся слоев ткани, полученной полярным плетением, и ткани, скроенной по косой, причем ткань, полученная полярным плетением, сформирована посредством дифференцированного натяжения основных нитей ткани или путем направления нитей основы от одной боковой кромки ткани, полученной полярным плетением, к противоположной боковой кромке с получением изогнутых основных нитей для придания ткани, полученной полярным плетением, плоской изогнутой формы.
Таким образом, одна из задач настоящего изобретения состоит в устранении необходимости выполнения вырезов и вытачек в отдельных армирующих тканях или слоях для формирования трехмерных структур.
Еще одна связанная с этим задача состоит в упрощении процесса изготовления таких структур и в уменьшении трудозатрат.
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в создании трехмерной преформы, имеющей альтернативную и/или усовершенствованную конструкцию в сравнении с существующими преформами и/или армирующими композиционными структурами.
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в создании трехмерной преформы, которая может быть выполнена в заданной форме без искажения ее волокон.
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в создании способа изготовления армирующей ткани, которая может быть легко сформирована в виде разнообразных трехмерных конфигураций.
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в создании способа изготовления ткани или волокнистой преформы, которые сохраняют требуемую ориентацию волокон, общую конфигурацию и однородность толщины слоя. Однако настоящее изобретение не ограничено этой конкретной конфигурацией поперечного сечения или ориентациями волокон под углами 0, 90 и ±45°. Фактически угол ориентации волокон может быть задан в зависимости от местоположения в структуре, а ширина ткани также может меняться вдоль структуры.
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в упрощении изготовления широкого разнообразия заготовок, что может снизить стоимость и повысить эффективность конструкции композиционных частей, которые до настоящего времени были дорогими, конструкционно неэффективными или нетехнологичными.
Эти и другие задачи и преимущества будут очевидны из описания настоящего изобретения. Настоящее изобретение направлено на создание специально сконструированной преформы, подходящей для использования в качестве армирующего элемента для трехмерной композиционной структуры. Армирующее волокно может быть выткано на обычном ткацком оборудовании и затем сложено с получением конечной формы перед пропитыванием смолой без появления нежелательного искажения волокон. Это обеспечено путем регулировки длины волокон во время плетения таким образом, что одни волокна выполнены короткими в одних областях, а другие длинными в других областях. Длины волокон выравнивают при складывании преформы в заданную форму с обеспечением гладкого перехода в сгибе (например, см. патент США №6446675, ссылка на который означает его полное включение в текст настоящего описания). Кроме того, хотя настоящее описание относится к тканым преформам, специалистам ясно, что настоящее изобретение может относится к нетканым материалам, например нетканым материалам, полученным кручением или сшиванием.
Для лучшего уяснения сущности настоящего изобретения, его преимуществ и задач, решаемых при его использовании, ниже приведено подробное описание примеров предпочтительных вариантов его реализации, которые имеют пояснительный, но не ограничительный характер.
Термины «содержащий» и «содержит» в настоящем описании могут означать «включающий» и «включает» или могут иметь значение, приписываемое им в патентном законодательстве США. Термины «состоящий по существу из» и «состоит по существу из» при использовании в формуле изобретения имеют значение, приписываемое им в патентном законодательстве США. Другие аспекты настоящего изобретения раскрыты в нижеследующем описании или становятся очевидными из него (и входят в объем настоящего изобретения).
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Чертежи, прилагаемые для лучшего уяснения сущности настоящего изобретения и являющиеся частью настоящего описания, иллюстрируют различные варианты реализации изобретения и вместе с этим описанием служат для раскрытия принципов изобретения.
На фиг.1(а) и 1(b) проиллюстрированы этапы способа изготовления преформы с разнонаправленным армированием согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения;
На фиг.2 показана преформа с разнонаправленным армированием согласно одному из аспектов настоящего изобретения;
На фиг 3(а) и 3(b) показано поперечное сечение преформы с разнонаправленным армированием, изображенной на фиг.2;
На фиг.4 показана преформа с разнонаправленным армированием для отбортованного кольца согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения;
На фиг.5 показано поперечное сечение преформы с разнонаправленным армированием, показанной на фиг.4;
На фиг.6а и 6b представлены фотографии преформы с разнонаправленным армированием согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения;
На фиг.7 показана преформа с разнонаправленным армированием согласно одному из аспектов настоящего изобретения;
На фиг.8 показано поперечное сечение преформы с разнонаправленным армированием, изображенной на фиг.7;
На фиг.9 проиллюстрирован этап способа изготовления преформы с разнонаправленным армированием согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения; а
На фиг.10 проиллюстрирован этап способа изготовления преформы с разнонаправленным армированием согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ
Ниже приведено подробное описание настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показаны предпочтительные варианты его реализации. Однако настоящее изобретение может иметь различные другие варианты реализации и не ограничено раскрытыми в настоящем описании вариантами реализации. Эти показанные варианты реализации приведены в большей степени для полноты настоящего описания и полностью раскрывают объем изобретения для специалистов в данной области.
В нижеследующем описании одинаковые или соответствующие части, показанные на чертежах, обозначены одинаковыми позициями. Кроме того, следует отметить, что в нижеследующем описании такие термины, как «верхний», «нижний», «верхняя часть», «нижняя часть» и т.п., использованы исключительно для наглядности и носят неограничительный характер.
Как показано на чертежах, в одном из вариантов реализации настоящего изобретения предложен способ изготовления волоконной преформы с разнонаправленным армированием для использования в областях применения, в которых требуемой характеристикой является высокая прочность, например в композиционном кожухе турбовентилятора, корпусном кольце реактивного двигателя, раме фюзеляжа самолета, раме иллюминатора самолета или отбортованных кольцах для крепления гондол к авиационным двигателям.
В способе согласно этому варианту реализации использовано сочетание по меньшей мере двух способов изготовления тканей, таких как контурное плетение, полярное плетение, двухосное плетение, трехосное плетение, плетение с управлением основой, плетение по косой и трехмерное плетение, с целью получения в целом осесимметричной структуры, которая может также включать некоторые неосесимметричные признаки. Термины "управление основой" и "полярное плетение" подробно раскрыты ниже в этом разделе.
В одном из вариантов реализации настоящего изобретения контурное плетение используют для изготовления осесимметричных заготовок путем формирования ткани на сердечнике. Для формирования преформы можно использовать, например, набор роликов, специально изготовленных для конкретной формы. При контурном плетении используют специальную натяжную систему для изготовления заготовок, основные волокна которых имеют различную длину. Вследствие различной длины волокон основы готовые ткани имеют некоторый изгиб, расположенный вне плоскости плетения. В случае контурного плетения ткань выполнена таким образом, чтобы формировать поперечное сечение заданной формы, например такой, как показана на фиг.1(а). Пример структуры с разнонаправленным армированием или волокнистой преформы согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения показан фиг.2. На фиг.2 показана рама 10 фюзеляжа, а на фиг.3(а) и 3(b) - поперечное сечение ее верхней и нижней частей. Рама фюзеляжа представляет собой типичный для авиационных конструкций структурный элемент. Обычно в фюзеляже используется большое число таких рам, обеспечивающих армирование в окружном направлении в авиационной структуре.
Рама 10 содержит круглую структуру, верхняя и нижняя части которой имеют требуемые ширину и толщину. Изготовление основной части рамы 10 начинают с контурного плетения непрерывной ткани. Процесс контурного плетения включает подачу основных нитей в контурную форму с использованием сердечника заданной формы или аналогичного приспособления таким образом, что полученная на ткацком станке ткань сохраняет контурную форму даже после снятия с ткацкого станка. Нити основы и уточные нити сохраняют ориентацию в ткани в направлениях под углами 0° и 90° и таким образом обеспечивают армирование в направлениях под углами 0° и 90°, причем угол 0° соответствует окружному направлению (проходящему перпендикулярно радиальному направлению), а угол 90° соответствует радиальному направлению готовой структуры или рамы 10. В результате контурного плетения также может быть получена ткань, содержащая основные волокна различной длины и, таким образом, принимающая конкретную осесимметричную форму при ее наматывании на сердечник. Сердечник может иметь по существу любую конкретную форму или размер в зависимости от требуемой конечной структуры. Сердечник может предусматривать или не предусматривать наличие бортиков по меньшей мере на одной из двух сторон кольца в зависимости от необходимости формирования непрерывных отбортованных колец в конечном продукте. Такая конфигурация обеспечивает возможность сочетания цилиндрических, кольцеобразных и/или конических частей структуры в одной преформе. Например, показанная на фиг.2 рама фюзеляжа содержит цилиндрическую часть, формирующую внешний борт 20, и кольцеобразную часть, формирующую ножку 30 (показана на фиг.3(b)). Аналогично, показанное на фиг.6а и 6b стандартное двойное отбортованное кольцо имеет бортики на обоих краях. На фиг.4 и 5 показаны вид спереди и поперечное сечение такого двойного отбортованного кольца соответственно.
Один из недостатков контурного плетения состоит в том, что в структуре отсутствует косое, неокружное или нерадиальное армирование. Такое армирование обычно используют для улучшения прочности на сдвиг и/или несущей способности при формировании композиционной структуры из преформы. В настоящем изобретении этот признак обеспечен путем размещения по меньшей мере одного слоя ткани 42, скроенной по косой, между по меньшей мере одним слоем ткани 44, полученной контурным плетением, при наматывании ткани 44 на сердечник, как показано на фиг.1(b). Ткань 42 может быть выполнена непрерывной или прерывистой и может быть изготовлена посредством любого подходящего способа, например путем разрезания обычной двумерной ткани под углами ±45° или разрезания двухосной скрученной под углами ±45° трубки.
В отличие от ткани, полученной контурным плетением, поперечное сечение ткани 42 не принимает требуемую форму. Однако волокна этой ткани могут быть разрезаны при ее оборачивании вокруг углов, например, для формирования бортиков. Это приводит к смещению армирующих волокон от ориентации под углом ±45°, однако в большинстве практических применений этот эффект оказывается незначительным и пренебрежимо малым для конструкций относительно большого диаметра.
Таким образом, ткань 44 с размещенными внутри нее наклонными слоями 42 позволяет формировать осесимметричную структуру 50, поперечное сечение которой имеет вид наподобие слоистой композиционной структуры. Эта слоистая композиционная структура имеет изотропную конфигурацию (т.е. содержит равное количество волокон, ориентированных в направлениях под углами 0°, 90°, +45° и -45°), однако настоящее изобретение не ограничено только этой конфигурацией.
Для областей применения, в которых требуются по существу осесимметричные структуры, такие дополнительные признаки, как внутренний бортик 60, ребра жесткости, проходящие в окружном направлении, или промежуточные стыковые кольца, могут быть обеспечены путем использования ткани 44 и/или ткани 42. Однако структуры, требуемые во многих областях применения, в действительности не являются осесимметричными, и в таких случаях в преформу могут быть добавлены такие дополнительные структурные элементы, как П-образная преформа 40, показанная на фиг.3(а) и 3(b). Симметричная преформа 40 проиллюстрирована исключительно в качестве примера, и по существу для указанной цели могут быть использованы преформы любой формы, которую можно получить при трехмерном плетении. Элементы, сформированные путем присоединения дополнительных тканых заготовок, полученных трехмерным плетением, должны быть переплетены в окружном направлении, причем такое переплетение обычно выполняют в менее нагруженной части 45 структуры для предотвращения существенного уменьшения прочности. Преформа 40 может быть сформирована согласно способу, раскрытому в вышеуказанном патенте США №6446675.
Ткань, полученная контурным плетением, ткань, скроенная по косой, и П-образная преформа могут быть выполнены из таких материалов, как углерод, нейлон, искусственный шелк, полиэстер, стекловолокно, хлопок, стекло, керамика, арамид и полиэтилен, или любых других известных из уровня техники материалов. Конечная структура может быть пропитана матричным материалом, например эпоксидной смолой, полиэстером, виниловым эфиром, керамикой или углеродом, с использованием таких способов пропитки смолой, как введение пленки на основе смолы, трансферное прессование смолой или химическая инфильтрация в паровой фазе, благодаря чему может быть сформирована трехмерная композиционная структура.
В соответствии с этим в одном из вариантов реализации настоящего изобретения предложена трехмерная композиционная структура, армированная тканой преформой и включающая первую часть, содержащую чередующиеся слои ткани, полученной контурным плетением, и слои ткани, скроенной по косой, причем ткань, полученная контурным плетением, содержит по меньшей мере один слой основных нитей, переплетенный по меньшей мере с одним слоем уточных нитей, указанный по меньшей мере один слой основных нитей поддерживает контурную форму в ткани, полученной контурным плетением, ткань, скроенная по косой, содержит нити, переплетенные или скрученные под наклоном относительно указанного по меньшей мере одного слоя основных и уточных нитей, а указанная структура дополнительно содержит матричный материал. Композиционная структура дополнительно включает вторую часть, содержащую трехмерную ткань и присоединенную к первой части.
Основные преимущества настоящего изобретения состоят в следующем. 1) В цилиндрической системе координат предлагаемые преформы имеют непрерывное армирование в окружном и осевом направлениях, а также армирование под углами ±45° относительно окружного направления. Это обеспечивает увеличение прочности и жесткости конечного композиционного компонента. 2) Преформа выполнена таким образом, чтобы принимать конкретную форму без необходимости использования вырезов и вытачек, что позволяет исключить прерывание волокон, проходящих в окружном направлении. Это обеспечивает сокращение ручного труда при формировании преформы, а также увеличение прочности. К другим преимуществам относятся: 3) сохранение необходимой ориентации волокон вдоль изогнутой части; 4) однородное покрытие материалом от внутренних в радиальном направлении мест до внешних мест вдоль изгиба; 5) обеспечение требуемой формы поперечного сечения; 6) экономическая эффективность.
Еще в одном варианте реализации настоящего изобретения предложен способ комбинирования плетения с управлением основой, полярного плетения, контурного плетения, двухосного плетения, трехосного плетения и/или трехмерного плетения для изготовления слоистой структуры, легко деформирующейся при сложных изгибах, как, например, в раме иллюминатора самолета.
Термин «управление основой» относится к дифференцированной натяжной системе для основных нитей, которая придает им необходимую форму и обеспечивает возможность прямого плетения, полярного плетения или их сочетания для получения преформы по существу любой формы в плоскости Х-Y ткани или преформы. Пример такой ткани, полученной плетением с управлением основой, показан на фиг.10. Ткань 100 выполнена плоской и имеет изгиб в плоскости Х-Y. При такой конфигурации каждой из нитей основы может соответствовать различная длина ее траектории. Для плетения с управлением основой и контурного плетения используют специальные натяжные системы, обеспечивающие возможность изготовления тканей, в которых волокна основы имеют различную длину. Различная длина основных нитей позволяет формировать готовые ткани с некоторым изгибом (расположенным в плоскости ткани в случае плетения с управлением основой и вне плоскости ткани в случае контурного плетения). В случае плетения с управлением основой ткань формируют таким образом, что она остается плоской, а при контурном плетении ткань формируют таким образом, чтобы получить поперечное сечение конкретной формы.
В одном из вариантов реализации настоящего изобретения, проиллюстрированном на фиг.7, предложена рама 15 иллюминатора самолета. На фиг.8 представлено поперечное сечение, на котором показаны элементы, составляющие эту многокомпонентную конструкцию или раму 15. Рама 15 содержит четыре различных формы ткани, используемые для ее изготовления. Сочетание этих форм обеспечивает возможность изготовления преформы без необходимости вытачки или отрезания отдельных нитей. Исключение необходимости вытачки или отрезания увеличивает прочность и улучшает эксплуатационные характеристики конечной структуры.
Структура или рама 15 содержит верхний обхват 25, внутренний обхват 35, внешний обхват 55 и заполнитель 65 зазоров. Обхват 25 представляет собой чередующиеся слои ткани, скроенной по косой, и слои ткани, полученной полярным или контурным плетением. Ткань, скроенная по косой, может быть выполнена непрерывной или прерывистой посредством любого подходящего способа, например путем разрезания обычной двумерной ткани под углами ±45° или путем разрезания двухосной трубки, скрученной под углами ±45°. Радиус кривизны полученной полярным плетением ткани 70, основные волокна или нити 72 которой ориентированы в радиальном направлении, а уточные волокна или нити 74 ориентированы в окружном направлении, соответствует плоской форме обхвата 25, как показано на фиг.9. В частности, полярное плетение позволяет изгибать нити 72 структуры и одновременно сохранять ориентацию соответствующих нитей 74. Такая конфигурация обеспечена посредством изменения натяжной системы ткани. В частности, ткань 70 формируют с использованием дифференцированной натяжной системы ткани, например с использованием конических и/или цилиндрических роликов 75, показанных на фиг.9. Части конических роликов, имеющие меньший диаметр, за один оборот ролика вытягивают меньше основных нитей (т.е. ткани), чем часть ролика, имеющая больший диаметр. Такое дифференцированное стягивание нитей 72 вызывает изгиб ткани и таким образом придает ткани 70 полярную форму, продольные края которой могут быть соединены путем переплетения нитей основы или посредством других известных из уровня техники способов соединения концов. Ткань 70 может быть выткана круглой и затем выполнена в кольцевой форме, например овальной форме или форме наподобие беговой дорожки, в зависимости от требуемой формы конечной структуры. В случае плетения с управлением основой кольцевая форма может быть получена непосредственно без необходимости осуществления дополнительных операций.
Равномерное распределение армирующих элементов, ориентированных под углами 0, 90 и ±45°, может быть обеспечено благодаря разнонаправленной ориентацией волокон путем размещения двухосной оплетки сверху слоев ткани 70 или наоборот, что позволяет формировать слоистую структуру, содержащую по меньшей мере два слоя. Оплетка содержит трубку, которая ввиду режущего действия оплетки соответствует изгибу поверхности, как описано выше.
Показанные на фиг.8 обхваты 55, 35 аналогичны друг другу в том отношении, что каждый из них содержит чередующиеся слои тканей, скроенных по косой, и тканей, полученных контурным плетением, как описано в предыдущем варианте реализации. Ткань, скроенная по косой, может быть выполнена непрерывной или прерывистой посредством любого подходящего способа, например путем разрезания обычной двумерной ткани под углами ±45° или разрезания двухосной трубки, скрученной под углами ±45°. В этом случае рисунок контурного плетения может соответствовать форме компонента без необходимости выполнения вырезов или вытачек. Аналогично случаю ткани, полученной полярным плетением, ткань, полученная контурным плетением, обеспечивает армирование под углами 0°, 90°, а оплетка обеспечивает армирующие элементы, ориентированные под углами ±45°. Структура или рама 15 также может содержать заполнитель 65 зазоров, выполненный в виде трехмерного тканого элемента треугольной формы, заполняющего зазор между обхватами 25, 35 и 55, как показано на фиг.8. В качестве заполнителя зазора могут быть использованы другие виды материалов, например нетканый материал. Кроме того, настоящее изобретение не ограничено использованием исключительно трехмерной ткани и/или нетканого материала.
Ткань, полученная контурным плетением, ткань, скроенная по косой, ткань, полученная полярным плетением, ткань, полученная плетением с управлением основой, и трехмерная ткань могут быть выполнены из таких материалов, как углерод, нейлон, искусственный шелк, полиэстер, стекловолокно, хлопок, стекло, керамика, арамид и полиэтилен, или любых других известных из уровня техники материалов. Конечная структура может быть пропитана матричным материалом, например эпоксидной смолой, полиэстером, виниловым эфиром, керамикой или углеродом, с использованием таких способов пропитки смолой, как инфузия пленки на основе смолы, трансферное прессование смолой или химическая инфильтрация в паровой фазе, благодаря чему может быть сформирована трехмерная композиционная структура.
Соответственно, в одном из вариантов реализации настоящего изобретения предложена трехмерная композиционная структура, армированная преформой, включающая первую часть, содержащую чередующиеся слои ткани, полученной контурным плетением, и ткани, раскроенной по косой, причем ткань, полученная контурным плетением, содержит по меньшей мере один слой основных нитей, переплетенный по меньшей мере с одним слоем уточных нитей, указанный по меньшей мере один слой основных нитей поддерживает контурную форму в ткани, полученной контурным плетением, а ткань, раскроенная по косой, содержит нити, переплетенные или скрученные под наклоном относительно указанного по меньшей мере одного слоя основных и уточных нитей, а указанная структура дополнительно содержит матричный материал. Композитная структура дополнительно включает вторую часть, содержащую ткань, полученную трехмерным плетением, и присоединенную к первой части. Композитная структура дополнительно включает третью часть, содержащую чередующиеся слои ткани, полученной полярным плетением, и ткани, скроенной по косой, причем ткань, полученная полярным плетением, сформирована посредством дифференцированного натяжения основных нитей ткани или путем направления нитей основы от одной боковой кромки ткани, полученной полярным плетением, к противоположной боковой кромке с получением изогнутых основных нитей для придания ткани, полученной полярным плетением, плоской изогнутой формы.
Таким образом, путем использования предложенных настоящим изобретением способов можно получить следующие композиционные структуры:
1 - Осесимметричные структуры, полученные исключительно контурным плетением и содержащие по меньшей мере один слой преформы, полученной контурным плетением, например корпусные кольца;
2 - Осесимметричные структуры, содержащие по меньшей один слой ткани, полученной контурным плетением и по меньшей мере один смещенный сгиб, расположенный между слоями ткани, полученной контурным плетением, например отбортованные кольца; и
3 - Осесимметричные или неосесимметричные структуры, содержащие по меньшей мере один слой ткани, полученной контурным плетением, с дополнительными наклонными нитями или без них и такие дополнительные элементы, как рамы фюзеляжа или рамы иллюминатора. К дополнительным элементам относятся бортики, ребра жесткости и/или наклонные нити, выполненные путем использования трехмерного плетения, полярного плетения и/или скручивания.
Таким образом, настоящим изобретением решены вышеуказанные задачи и обеспечены вышеуказанные преимущества, и хотя выше раскрыты и подробно описаны предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения, его объем и задачи не ограничены этими вариантами, а определены прилагаемой формулой.
Claims (35)
1. Преформа для армирования композиционной структуры, включающая:
первую часть, содержащую чередующиеся тканевые слои ткани, полученной контурным плетением, и ткани, скроенной по косой,
причем ткань, полученная контурным плетением, содержит по меньшей мере один слой основных нитей, переплетенный по меньшей мере с одним слоем уточных нитей,
форма ткани, полученная контурным плетением, поддерживается указанным по меньшей мере одним слоем основных нитей в ткани, полученной контурным плетением, а
ткань, скроенная по косой, содержит нити, переплетенные или скрученные под наклоном относительно указанного по меньшей мере одного слоя основных нитей и уточных нитей слоя ткани, полученной контурным плетением.
первую часть, содержащую чередующиеся тканевые слои ткани, полученной контурным плетением, и ткани, скроенной по косой,
причем ткань, полученная контурным плетением, содержит по меньшей мере один слой основных нитей, переплетенный по меньшей мере с одним слоем уточных нитей,
форма ткани, полученная контурным плетением, поддерживается указанным по меньшей мере одним слоем основных нитей в ткани, полученной контурным плетением, а
ткань, скроенная по косой, содержит нити, переплетенные или скрученные под наклоном относительно указанного по меньшей мере одного слоя основных нитей и уточных нитей слоя ткани, полученной контурным плетением.
2. Преформа по п.1, дополнительно включающая вторую часть, содержащую ткань, полученную трехмерным плетением и присоединенную к первой части.
3. Преформа по п.2, дополнительно включающая:
третью часть, содержащую чередующиеся слои ткани, полученной полярным плетением, и ткани, скроенной по косой;
причем ткань, полученная полярным плетением, сформирована путем дифференцированного натяжения основных нитей ткани или путем направления нитей основы от одной боковой кромки ткани, полученной полярным плетением, к противоположной боковой кромке с получением изогнутых основных нитей для придания ткани, полученной полярным плетением, плоской изогнутой формы.
третью часть, содержащую чередующиеся слои ткани, полученной полярным плетением, и ткани, скроенной по косой;
причем ткань, полученная полярным плетением, сформирована путем дифференцированного натяжения основных нитей ткани или путем направления нитей основы от одной боковой кромки ткани, полученной полярным плетением, к противоположной боковой кромке с получением изогнутых основных нитей для придания ткани, полученной полярным плетением, плоской изогнутой формы.
4. Преформа по п.1, в которой в качестве ткани, скроенной по косой, использована ткань, полученная плоским тканьем под углом ±45°, или раскроенная скрученная трубка.
5. Преформа по п.1, используемая для указанной композиционной структуры, выполненной в форме кожуха турбинного вентилятора, корпусного кольца реактивного двигателя, рамы фюзеляжа самолета, рамы иллюминатора самолета или отбортованного кольца для крепления гондолы к авиационному двигателю.
6. Преформа по п.1, выполненная осесимметричной и/и неосесимметричной.
7. Преформа по п.1, в которой ткань, скроенная по косой, выполнена непрерывной или прерывистой.
8. Преформа по п.3, в которой первая, вторая и третья части выполнены из материалов, выбранных из группы, содержащей углерод, нейлон, искусственный шелк, полиэстер, стекловолокно, хлопок, стекло, керамику, арамид и полиэтилен.
9. Трехмерная композиционная структура, армированная преформой, содержащая:
первую часть, содержащую чередующиеся слои ткани, полученной контурным плетением, и ткани, скроенной по косой,
причем ткань, полученная контурным плетением, содержит по меньшей мере один слой основных нитей, переплетенный по меньшей мере с одним слоем уточных нитей, указанный по меньшей мере один слой основных нитей поддерживает контурную форму в ткани, полученной контурным плетением, а ткань, скроенная по косой, содержит нити, переплетенные или скрученные под наклоном относительно указанного по меньшей мере одного слоя основных и уточных нитей, а
указанная структура дополнительно содержит матричный материал.
первую часть, содержащую чередующиеся слои ткани, полученной контурным плетением, и ткани, скроенной по косой,
причем ткань, полученная контурным плетением, содержит по меньшей мере один слой основных нитей, переплетенный по меньшей мере с одним слоем уточных нитей, указанный по меньшей мере один слой основных нитей поддерживает контурную форму в ткани, полученной контурным плетением, а ткань, скроенная по косой, содержит нити, переплетенные или скрученные под наклоном относительно указанного по меньшей мере одного слоя основных и уточных нитей, а
указанная структура дополнительно содержит матричный материал.
10. Структура по п.9, дополнительно включающая вторую часть, содержащую ткань, полученную трехмерным плетением, и присоединенную к первой части.
11. Структура по п.10, дополнительно включающая третью часть, содержащую чередующиеся слои ткани, полученной полярным плетением, и ткани, скроенной по косой,
причем ткань, полученная полярным плетением, сформирована посредством дифференцированного натяжения основных нитей ткани или путем направления нитей основы от одной боковой кромки ткани, полученной полярным плетением, к противоположной боковой кромке с получением изогнутых основных нитей для придания ткани, полученной полярным плетением, плоской изогнутой формы.
причем ткань, полученная полярным плетением, сформирована посредством дифференцированного натяжения основных нитей ткани или путем направления нитей основы от одной боковой кромки ткани, полученной полярным плетением, к противоположной боковой кромке с получением изогнутых основных нитей для придания ткани, полученной полярным плетением, плоской изогнутой формы.
12. Структура по п.9, в которой в качестве ткани, скроенной по косой, используют ткань, полученную плоским тканьем под углом ±45° или раскроенную скрученную трубку.
13. Структура по п.9, выполненная в виде кожуха турбинного вентилятора, корпусного кольца реактивного двигателя, рамы фюзеляжа самолета, рамы иллюминатора самолета или отбортованного кольца для крепления гондолы к авиационному двигателю.
14. Структура по п.9, в которой преформа выполнена осесимметричной и/или неосесимметричной.
15. Структура по п.9, в которой ткань, скроенная по косой, выполнена непрерывной или прерывистой.
16. Структура по п.11, в которой первая, вторая и третья части выполнены из материалов, выбранных из группы, содержащей углерод, нейлон, искусственный шелк, полиэстер, стекловолокно, хлопок, стекло, керамику, арамид и полиэтилен.
17. Структура по п.9, сформированная способом, выбранным из группы, содержащей инфузию пленки на основе смолы, трансферное прессование смолой и химическую инфильтрацию в паровой фазе.
18. Структура по п.9, в которой матричный материал выбран из группы, содержащей эпоксидную смолу, полиэстер, виниловый эфир, керамику и углерод.
19. Способ изготовления преформы, используемой для армирования композиционной структуры, согласно которому
формируют первую часть путем размещения друг на друге чередующихся слоев контурной ткани и ткани, скроенной по косой,
причем ткань, полученную контурным плетением, формируют путем переплетения по меньшей мере одного слоя основных нитей по меньшей мере с одним слоем уточных нитей,
указанный по меньшей мере один слой основных нитей поддерживает контурную форму в контурной ткани после ее формирования, а
ткань, скроенную по косой, формируют путем переплетения или скручивания нитей под наклоном относительно указанного по меньшей мере одного слоя основных нитей и уточных нитей.
формируют первую часть путем размещения друг на друге чередующихся слоев контурной ткани и ткани, скроенной по косой,
причем ткань, полученную контурным плетением, формируют путем переплетения по меньшей мере одного слоя основных нитей по меньшей мере с одним слоем уточных нитей,
указанный по меньшей мере один слой основных нитей поддерживает контурную форму в контурной ткани после ее формирования, а
ткань, скроенную по косой, формируют путем переплетения или скручивания нитей под наклоном относительно указанного по меньшей мере одного слоя основных нитей и уточных нитей.
20. Способ по п.19, дополнительно включающий этапы, на которых
формируют вторую часть путем трехмерного плетения ткани и
присоединяют вторую часть к первой части.
формируют вторую часть путем трехмерного плетения ткани и
присоединяют вторую часть к первой части.
21. Способ по п.20, согласно которому дополнительно:
формируют третью часть путем размещения друг на друге чередующихся слоев ткани, полученной полярным плетением, и ткани, скроенной по косой,
причем ткань, полученная полярным плетением, сформирована посредством дифференцированного натяжения нитей основы ткани или путем направления нитей основы от одной боковой кромки ткани, полученной полярным плетением, к противоположной боковой кромке с получением изогнутых основных нитей для придания ткани, полученной полярным плетением, плоской изогнутой формы.
формируют третью часть путем размещения друг на друге чередующихся слоев ткани, полученной полярным плетением, и ткани, скроенной по косой,
причем ткань, полученная полярным плетением, сформирована посредством дифференцированного натяжения нитей основы ткани или путем направления нитей основы от одной боковой кромки ткани, полученной полярным плетением, к противоположной боковой кромке с получением изогнутых основных нитей для придания ткани, полученной полярным плетением, плоской изогнутой формы.
22. Способ по п.19, согласно которому в качестве ткани, скроенной по косой, используют ткань, полученную плоским тканьем под углом ±45°, или раскроенную скрученную трубку.
23. Способ по п.19, согласно которому композиционная структура выполнена в виде кожуха турбинного вентилятора, корпусного кольца реактивного двигателя, рамы фюзеляжа самолета, рамы иллюминатора самолета или отбортованного кольца для крепления гондолы к авиационному двигателю.
24. Способ по п.19, согласно которому преформу выполняют осесимметричной и/или неосесимметричной.
25. Способ по п.19, согласно которому ткань, скроенная по косой, выполнена непрерывной или прерывистой.
26. Способ по п.21, согласно которому первая, вторая и третья части выполнены из материалов, выбранных из группы, содержащей углерод, нейлон, искусственный шелк, полиэстер, стекловолокно, хлопок, стекло, керамику, арамид и полиэтилен.
27. Способ изготовления трехмерной композиционной структуры, армированной преформой, включающий этапы, на которых:
формируют первую часть преформы путем размещения друг на друге чередующихся слоев ткани, полученной контурным плетением, и ткани, скроенной по косой,
причем ткань, полученная контурным плетением, сформирована путем переплетения по меньшей мере одного слоя основных нитей по меньшей мере с одним слоем уточных нитей,
указанный по меньшей мере один слой основных нитей поддерживает контурную форму ткани, полученной контурным плетением, после ее формирования,
ткань, скроенная по косой, сформирована путем переплетения нитей под наклоном относительно указанного по меньшей мере одного слоя основных и уточных нитей, а указанный способ дополнительно включает этап, на котором
тканую преформу пропитывают матричным материалом.
формируют первую часть преформы путем размещения друг на друге чередующихся слоев ткани, полученной контурным плетением, и ткани, скроенной по косой,
причем ткань, полученная контурным плетением, сформирована путем переплетения по меньшей мере одного слоя основных нитей по меньшей мере с одним слоем уточных нитей,
указанный по меньшей мере один слой основных нитей поддерживает контурную форму ткани, полученной контурным плетением, после ее формирования,
ткань, скроенная по косой, сформирована путем переплетения нитей под наклоном относительно указанного по меньшей мере одного слоя основных и уточных нитей, а указанный способ дополнительно включает этап, на котором
тканую преформу пропитывают матричным материалом.
28. Способ по п.27, согласно которому дополнительно:
формируют вторую часть тканой преформы путем трехмерного плетения ткани и
присоединяют вторую часть к первой части.
формируют вторую часть тканой преформы путем трехмерного плетения ткани и
присоединяют вторую часть к первой части.
29. Способ по п.28, согласно которому дополнительно:
формируют третью часть тканой преформы путем размещения друг на друге чередующихся слоев ткани, полученной полярным плетением, и ткани, скроенной по косой,
причем ткань, полученная полярным плетением, сформирована посредством дифференцированного натяжения основных нитей ткани или путем направления нитей основы от одной боковой кромки ткани, полученной полярным плетением, к противоположной боковой кромке с получением изогнутых основных нитей для придания ткани, полученной полярным плетением, плоской изогнутой формы.
формируют третью часть тканой преформы путем размещения друг на друге чередующихся слоев ткани, полученной полярным плетением, и ткани, скроенной по косой,
причем ткань, полученная полярным плетением, сформирована посредством дифференцированного натяжения основных нитей ткани или путем направления нитей основы от одной боковой кромки ткани, полученной полярным плетением, к противоположной боковой кромке с получением изогнутых основных нитей для придания ткани, полученной полярным плетением, плоской изогнутой формы.
30. Способ по п.27, согласно которому в качестве ткани, скроенной по косой, используют ткань, полученную плоским тканьем под углом ±45°, или раскроенную скрученную трубку.
31. Способ по п.27, согласно которому композиционная структура выполнена в виде кожуха турбинного вентилятора, корпусного кольца реактивного двигателя, рамы фюзеляжа самолета, рамы иллюминатора самолета или отбортованного кольца для крепления гондолы к авиационному двигателю.
32. Способ по п.27, согласно которому преформа выполнена осесиметричной и/или неосесимметричной формы.
33. Способ по п.27, согласно которому ткань, скроенная по косой, выполнена непрерывной или прерывистой.
34. Способ по п.29, согласно которому первая, вторая и третья части выполнены из материалов, выбранных из группы, содержащей углерод, нейлон, искусственный шелк, полиэстер, стекловолокно, хлопок, стекло, керамику, арамид и полиэтилен.
35 Способ по п.27, согласно которому пропитку выполняют посредством способа, выбранного из группы, содержащей инфузию пленки на основе смолы, трансферное прессование смолой и химическую инфильтрацию в паровой фазе.
36 Способ по п.27, согласно которому матричный материал выбран из группы, содержащей эпоксидную смолу, полиэстер, виниловый эфир, керамику и углерод.
35 Способ по п.27, согласно которому пропитку выполняют посредством способа, выбранного из группы, содержащей инфузию пленки на основе смолы, трансферное прессование смолой и химическую инфильтрацию в паровой фазе.
36 Способ по п.27, согласно которому матричный материал выбран из группы, содержащей эпоксидную смолу, полиэстер, виниловый эфир, керамику и углерод.
37. Трехмерная композиционная структура, армированная преформой, содержащая тканые материалы по меньшей мере трех различных типов, выбранных из тканей, изготовленных контурным плетением, полярным плетением, двухосным плетением, трехосным плетением, плетением с управлением основой, плетением по косой и трехмерным плетением.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US12/029,223 | 2008-02-11 | ||
US12/029,223 US8440276B2 (en) | 2008-02-11 | 2008-02-11 | Multidirectionally reinforced shape woven preforms for composite structures |
PCT/US2009/033521 WO2009102650A1 (en) | 2008-02-11 | 2009-02-09 | Multidirectionally reinforced shape woven preforms for composite structures |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010134758A RU2010134758A (ru) | 2013-02-20 |
RU2504478C2 true RU2504478C2 (ru) | 2014-01-20 |
Family
ID=40532550
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010134758/05A RU2504478C2 (ru) | 2008-02-11 | 2009-02-09 | Тканые преформы, имеющие заданную форму, с разнонаправленным армированием для композиционных структур |
Country Status (16)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8440276B2 (ru) |
EP (1) | EP2242645B1 (ru) |
JP (1) | JP5548624B2 (ru) |
KR (1) | KR101851381B1 (ru) |
CN (1) | CN101998905B (ru) |
AU (1) | AU2009215014B9 (ru) |
BR (1) | BRPI0908802B1 (ru) |
CA (1) | CA2714602C (ru) |
ES (1) | ES2622131T3 (ru) |
HU (1) | HUE031749T2 (ru) |
MX (1) | MX2010008730A (ru) |
PL (1) | PL2242645T3 (ru) |
RU (1) | RU2504478C2 (ru) |
TW (1) | TWI598237B (ru) |
WO (1) | WO2009102650A1 (ru) |
ZA (1) | ZA201005736B (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2718789C1 (ru) * | 2019-10-11 | 2020-04-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Способ изготовления волокнистых заготовок плоской формы |
RU2736367C1 (ru) * | 2019-10-11 | 2020-11-16 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Московский Государственный Технический Университет Имени Н.Э.Баумана (Национальный Исследовательский Университет)" (Мгту Им. Н.Э. Баумана) | Способ изготовления многослойной волокнистой заготовки плоской формы |
Families Citing this family (41)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7943535B2 (en) * | 2005-11-17 | 2011-05-17 | Albany Engineered Composites, Inc. | Hybrid three-dimensional woven/laminated struts for composite structural applications |
ITTO20070557A1 (it) * | 2007-07-27 | 2009-01-28 | Alenia Aeronautica Spa | Procedimento di fabbricazione di un elemento curvo in materiale composito |
US7960298B2 (en) * | 2007-12-07 | 2011-06-14 | Albany Engineered Composites, Inc. | Method for weaving closed structures with intersecting walls |
US8127802B2 (en) * | 2008-10-29 | 2012-03-06 | Albany Engineered Composites, Inc. | Pi-preform with variable width clevis |
US8079387B2 (en) * | 2008-10-29 | 2011-12-20 | Albany Engineered Composites, Inc. | Pi-shaped preform |
ES2645412T3 (es) * | 2009-10-01 | 2017-12-05 | Albany Engineered Composites, Inc. | Preforma tejida, material compuesto y método de elaboración de los mismos |
KR20120082436A (ko) * | 2009-10-01 | 2012-07-23 | 알바니 엔지니어드 콤포짓스, 인크. | 직조 모재, 복합물 및 그 제조방법 |
US8389424B2 (en) * | 2009-11-11 | 2013-03-05 | Albany Engineered Composites, Inc. | Reinforcement for darted Pi preforms |
US10266972B2 (en) * | 2010-10-21 | 2019-04-23 | Albany Engineered Composites, Inc. | Woven preforms, fiber reinforced composites, and methods of making thereof |
JP5614384B2 (ja) * | 2011-07-26 | 2014-10-29 | 株式会社豊田自動織機 | 強化繊維シート、繊維強化複合材、及び強化繊維シートの製造方法、並びに繊維強化複合材の製造方法 |
IN2014DN03149A (ru) * | 2011-10-26 | 2015-05-22 | Snecma | |
CA2854368A1 (en) * | 2011-11-03 | 2013-05-10 | Groupe Ctt Inc. | Method of manufacturing weaved preform with oriented weft yarns |
FR2983113B1 (fr) * | 2011-11-24 | 2013-12-20 | Snecma | Procede de fabrication d'une piece en materiau composite, notamment pour turbomachine, et ensemble de moulage pour la mise en oeuvre d'un tel procede. |
US9657583B2 (en) * | 2012-01-09 | 2017-05-23 | Snecma | Composite material reinforcing part of pi-shaped section, in particular a platform for a turbine engine fan, and its method of fabrication |
ES2427982B1 (es) * | 2012-03-29 | 2014-09-10 | Jordi Galan Llongueras | Tejido plano ultraligero a partir de 2 direcciones de trama |
KR101434730B1 (ko) * | 2012-05-29 | 2014-08-29 | 영남대학교 산학협력단 | 윈도우 프레임의 제조방법 및 이러한 방법에 의해 제조된 윈도우 프레임 |
FR2994887B1 (fr) * | 2012-08-28 | 2016-04-15 | Snecma | Dispositif et procede pour la realisation de preformes |
CN102862335A (zh) * | 2012-10-11 | 2013-01-09 | 振石集团恒石纤维基业有限公司 | 一种二次成型双轴向多角度玻璃纤维织物的缝编装置 |
US9833930B2 (en) * | 2012-10-23 | 2017-12-05 | Albany Engineered Composites, Inc. | Circumferential stiffeners for composite fancases |
US9290865B2 (en) * | 2012-12-26 | 2016-03-22 | Albany Engineered Composites, Inc. | Three-dimensional woven corner fitting with lap joint preforms |
FR3000969B1 (fr) * | 2013-01-17 | 2015-03-06 | Safran | Structure fibreuse pour piece axisymetrique en materiau composite a diametre evolutif et piece la comportant |
US20140255646A1 (en) | 2013-03-08 | 2014-09-11 | The Boeing Company | Forming Composite Features Using Steered Discontinuous Fiber Pre-Preg |
US20150345320A1 (en) * | 2013-03-13 | 2015-12-03 | United Technologies Corporation | Fan case with auxetic liner |
FR3009273B1 (fr) | 2013-07-30 | 2017-07-28 | Eurocopter France | Cadre en materiaux composites stratifies pour fuselage d'aeronef, comportant des zones de renfort courbes a rayon de courbure evolutif |
CN104552934A (zh) * | 2013-10-22 | 2015-04-29 | 谢贤晓 | 织物成形方法 |
GB201318623D0 (en) * | 2013-10-22 | 2013-12-04 | Rolls Royce Plc | Retainer plate |
FR3025529B1 (fr) * | 2014-09-10 | 2017-07-14 | Aircelle Sa | Preforme pour raidisseur composite courbe pour piece axisymetrique telle qu’une virole |
US10060056B1 (en) * | 2015-05-04 | 2018-08-28 | A&P Technology, Inc. | Interlocking braided structures |
EP3350078A2 (en) * | 2015-09-17 | 2018-07-25 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG | Structural element of an aircraft part and method for manufacturing a structural element |
FR3045456B1 (fr) * | 2015-12-22 | 2020-10-23 | Snecma | Carter allege en materiau composite et son procede de fabrication |
US11181011B2 (en) | 2015-12-22 | 2021-11-23 | Safran Aircraft Engines | Lighter-weight casing made of composite material and method of manufacturing same |
US10995040B2 (en) * | 2016-03-14 | 2021-05-04 | Rolls-Royce High Temperature Composites, Inc. | Ceramic matrix composite components having a deltoid region and methods for fabricating the same |
US11318790B2 (en) * | 2016-04-13 | 2022-05-03 | The Goodyear Tire & Robber Company | Shear band and non-pneumatic tire |
FR3062659B1 (fr) * | 2017-02-03 | 2019-03-22 | Safran Aircraft Engines | Appel de preforme dans un metier a tisser du type jacquard |
BE1025628B1 (fr) * | 2017-10-09 | 2019-05-09 | Safran Aero Boosters S.A. | Procédé de fabrication de carter composite de compresseur pour turbomachine |
US11332228B2 (en) * | 2018-04-06 | 2022-05-17 | Aurora Flight Sciences Corporation | Aircraft fuselage with composite pre-form |
FI3830324T3 (fi) * | 2018-08-01 | 2022-12-15 | Menetelmä kaarevan aihion valmistamiseksi | |
US11534986B2 (en) * | 2018-11-02 | 2022-12-27 | The Boeing Company | Composite structures constructed of wound tubular braiding |
FR3135916B1 (fr) * | 2022-05-25 | 2024-10-11 | Safran | Procédé de fabrication d’un carter intermédiaire auto-raidi et carter intermédiaire obtenu par ce procédé |
FR3143542A1 (fr) * | 2022-12-15 | 2024-06-21 | Airbus Operations (S.A.S.) | Procédé de fabrication d’un cadre de hublot d’aéronef comportant une couche barrière, cadre de hublot obtenu à partir de ce procédé et aéronef comprenant au moins un tel cadre de hublot |
FR3143544A1 (fr) * | 2022-12-15 | 2024-06-21 | Airbus Operations (S.A.S.) | Procédé de fabrication d’un cadre de hublot d’aéronef comportant des coutures décalées d’une surface visible, cadre de hublot obtenu à partir de ce procédé et aéronef comprenant au moins un tel cadre de hublot |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4847063A (en) * | 1987-12-02 | 1989-07-11 | Fiber Materials, Inc. | Hollow composite body having an axis of symmetry |
US5070914A (en) * | 1987-11-30 | 1991-12-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Triaxial fabric of interlaced oblique yarns |
EP0721835A2 (en) * | 1994-12-29 | 1996-07-17 | The B.F. Goodrich Company | Shaped filamentary structures and methods of making |
US5619903A (en) * | 1994-11-30 | 1997-04-15 | Bell Helicopter Textron Inc. | Braided preform for composite bodies |
RU2094229C1 (ru) * | 1990-06-29 | 1997-10-27 | Флекслайн Сервисиз Лтд. | Способ изготовления композиционного материала |
US6446675B1 (en) * | 2001-07-05 | 2002-09-10 | Albany International Techniweave, Inc. | Minimum distortion 3D woven preforms |
RU2248879C2 (ru) * | 2000-11-21 | 2005-03-27 | Еадс Дойчланд Гмбх | Конфекционно-технический способ, затяжной модуль и держатель сшиваемого материала для формирования текстильных заготовок для изготовления армированных волокнами пластмассовых деталей |
Family Cites Families (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4086378A (en) * | 1975-02-20 | 1978-04-25 | Mcdonnell Douglas Corporation | Stiffened composite structural member and method of fabrication |
JPS61201063A (ja) * | 1985-02-28 | 1986-09-05 | 敷島カンバス株式会社 | 複合材強化用繊維構造体の製造方法 |
US5085252A (en) * | 1990-08-29 | 1992-02-04 | North Carolina State University | Method of forming variable cross-sectional shaped three-dimensional fabrics |
US5394906A (en) * | 1993-02-10 | 1995-03-07 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Method and apparatus for weaving curved material preforms |
US5465760A (en) * | 1993-10-25 | 1995-11-14 | North Carolina State University | Multi-layer three-dimensional fabric and method for producing |
EP0654344A1 (en) | 1993-11-24 | 1995-05-24 | Sierracin Corporation | Thin laminated heated glass face ply for aircraft windshields |
US5506057A (en) * | 1994-06-15 | 1996-04-09 | Sierracin Corporation | Thin laminated heated glass face ply for aircraft windshields |
EP0756027B1 (en) * | 1995-03-08 | 2010-04-21 | Toray Industries, Inc. | Reinforced woven material and method and apparatus for manufacturing the same |
US5809805A (en) * | 1996-09-03 | 1998-09-22 | Mcdonnell Douglas Corporation | Warp/knit reinforced structural fabric |
US6086968A (en) * | 1997-04-10 | 2000-07-11 | Horovitz; Zvi | Two- and three-dimensional shaped woven materials |
US6128998A (en) * | 1998-06-12 | 2000-10-10 | Foster Miller, Inc. | Continuous intersecting braided composite structure and method of making same |
CA2333151C (en) * | 1999-03-23 | 2009-08-18 | Toray Industries, Inc. | Complex fiber reinforced material, preform, and method of producing fiber reinforced plastic |
JP2000328392A (ja) * | 1999-05-20 | 2000-11-28 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 三次元繊維構造体 |
US6129122A (en) * | 1999-06-16 | 2000-10-10 | 3Tex, Inc. | Multiaxial three-dimensional (3-D) circular woven fabric |
US6447886B1 (en) * | 2000-03-20 | 2002-09-10 | 3Tex, Inc. | Base material for a printed circuit board formed from a three-dimensional woven fiber structure |
US6345598B1 (en) * | 2000-09-22 | 2002-02-12 | 3Tex, Inc. | 3-D braided composite valve structure |
US6283168B1 (en) * | 2000-11-28 | 2001-09-04 | 3Tex, Inc. | Shaped three-dimensional engineered fiber preforms with insertion holes and rigid composite structures incorporating same, and method therefor |
US6439096B1 (en) * | 2000-11-28 | 2002-08-27 | 3Tex, Inc. | Automated 3-D braiding machine and method |
US6281149B1 (en) * | 2000-11-28 | 2001-08-28 | 3Tex, Inc. | Ballistic protective wear for female torso |
US6315007B1 (en) * | 2001-03-23 | 2001-11-13 | 3Tex, Inc. | High speed three-dimensional weaving method and machine |
JP2002307585A (ja) * | 2001-04-10 | 2002-10-23 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Frp構造材 |
JP2004060058A (ja) * | 2002-07-24 | 2004-02-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 複合材料用繊維基材 |
US20030119398A1 (en) * | 2001-11-30 | 2003-06-26 | Alex Bogdanovich | 3-D resin transfer medium and method of use |
US7014806B2 (en) * | 2002-03-08 | 2006-03-21 | Airbus Deutschland Gmbh | Method for producing a three-dimensional fiber reinforced ring frame component |
US6786457B2 (en) * | 2002-10-10 | 2004-09-07 | The Boeing Company | Geometric morphing wing with layers |
JP4309748B2 (ja) * | 2003-11-25 | 2009-08-05 | シキボウ株式会社 | 航空機に用いられるfrp製窓枠用のドライプリフォーム |
US20050186081A1 (en) * | 2004-02-24 | 2005-08-25 | Mohamed Mansour H. | Wind blade spar cap and method of making |
JP4677951B2 (ja) * | 2006-04-03 | 2011-04-27 | 株式会社豊田自動織機 | 三次元繊維構造体の製造方法 |
-
2008
- 2008-02-11 US US12/029,223 patent/US8440276B2/en active Active
-
2009
- 2009-02-09 EP EP09710409.5A patent/EP2242645B1/en active Active
- 2009-02-09 KR KR1020107020112A patent/KR101851381B1/ko active IP Right Grant
- 2009-02-09 JP JP2010546843A patent/JP5548624B2/ja active Active
- 2009-02-09 BR BRPI0908802-4A patent/BRPI0908802B1/pt active IP Right Grant
- 2009-02-09 RU RU2010134758/05A patent/RU2504478C2/ru active
- 2009-02-09 MX MX2010008730A patent/MX2010008730A/es active IP Right Grant
- 2009-02-09 CN CN200980112731.2A patent/CN101998905B/zh active Active
- 2009-02-09 HU HUE09710409A patent/HUE031749T2/en unknown
- 2009-02-09 AU AU2009215014A patent/AU2009215014B9/en not_active Ceased
- 2009-02-09 CA CA2714602A patent/CA2714602C/en active Active
- 2009-02-09 ES ES09710409.5T patent/ES2622131T3/es active Active
- 2009-02-09 WO PCT/US2009/033521 patent/WO2009102650A1/en active Application Filing
- 2009-02-09 PL PL09710409T patent/PL2242645T3/pl unknown
- 2009-02-10 TW TW098104186A patent/TWI598237B/zh active
-
2010
- 2010-08-11 ZA ZA2010/05736A patent/ZA201005736B/en unknown
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5070914A (en) * | 1987-11-30 | 1991-12-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Triaxial fabric of interlaced oblique yarns |
US4847063A (en) * | 1987-12-02 | 1989-07-11 | Fiber Materials, Inc. | Hollow composite body having an axis of symmetry |
RU2094229C1 (ru) * | 1990-06-29 | 1997-10-27 | Флекслайн Сервисиз Лтд. | Способ изготовления композиционного материала |
US5619903A (en) * | 1994-11-30 | 1997-04-15 | Bell Helicopter Textron Inc. | Braided preform for composite bodies |
EP0721835A2 (en) * | 1994-12-29 | 1996-07-17 | The B.F. Goodrich Company | Shaped filamentary structures and methods of making |
RU2248879C2 (ru) * | 2000-11-21 | 2005-03-27 | Еадс Дойчланд Гмбх | Конфекционно-технический способ, затяжной модуль и держатель сшиваемого материала для формирования текстильных заготовок для изготовления армированных волокнами пластмассовых деталей |
US6446675B1 (en) * | 2001-07-05 | 2002-09-10 | Albany International Techniweave, Inc. | Minimum distortion 3D woven preforms |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2718789C1 (ru) * | 2019-10-11 | 2020-04-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Способ изготовления волокнистых заготовок плоской формы |
RU2736367C1 (ru) * | 2019-10-11 | 2020-11-16 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Московский Государственный Технический Университет Имени Н.Э.Баумана (Национальный Исследовательский Университет)" (Мгту Им. Н.Э. Баумана) | Способ изготовления многослойной волокнистой заготовки плоской формы |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BRPI0908802A2 (pt) | 2015-07-21 |
AU2009215014A1 (en) | 2009-08-20 |
CA2714602C (en) | 2016-05-03 |
HUE031749T2 (en) | 2017-07-28 |
ZA201005736B (en) | 2011-10-26 |
RU2010134758A (ru) | 2013-02-20 |
US8440276B2 (en) | 2013-05-14 |
MX2010008730A (es) | 2011-06-01 |
CN101998905A (zh) | 2011-03-30 |
BRPI0908802B1 (pt) | 2019-05-14 |
CN101998905B (zh) | 2014-04-02 |
AU2009215014B2 (en) | 2014-01-16 |
JP2011516294A (ja) | 2011-05-26 |
JP5548624B2 (ja) | 2014-07-16 |
US20090202763A1 (en) | 2009-08-13 |
TWI598237B (zh) | 2017-09-11 |
KR101851381B1 (ko) | 2018-04-23 |
EP2242645B1 (en) | 2017-01-11 |
EP2242645A1 (en) | 2010-10-27 |
TW201000318A (en) | 2010-01-01 |
CA2714602A1 (en) | 2009-08-20 |
KR20110002009A (ko) | 2011-01-06 |
WO2009102650A1 (en) | 2009-08-20 |
AU2009215014B9 (en) | 2014-05-29 |
ES2622131T3 (es) | 2017-07-05 |
PL2242645T3 (pl) | 2017-07-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2504478C2 (ru) | Тканые преформы, имеющие заданную форму, с разнонаправленным армированием для композиционных структур | |
RU2542976C2 (ru) | Волокнистая заготовка, усиленный волокнами композитный элемент и способ их изготовления | |
JP5872471B2 (ja) | 織りプリフォーム、コンポジットおよびその製造方法 | |
CA2815074C (en) | Woven preforms, fiber reinforced composites, and methods of making thereof | |
RU2544685C2 (ru) | Тканая заготовка, композитный материал и способ их изготовления | |
KR102648727B1 (ko) | 오메가 보강재를 위한 3차원 제직 예비성형체 | |
KR20210035884A (ko) | 곡선형 예비성형체 및 이의 제조 방법 |