復(fù)合風(fēng)扇罩的周向加勁肋的制作方法
【專利說明】
[0001]發(fā)明背景
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及用于復(fù)合預(yù)型件的周向加勁肋，特別涉及用于制造預(yù)型件，該預(yù)型件可以進(jìn)行處理以形成噴氣飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇罩(fancase)預(yù)型件。
[0003]參考引用
[0004]文中針對(duì)產(chǎn)品所提及的所有專利、專利申請(qǐng)、文檔、引文、廠家使用說明、說明書、產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格、以及產(chǎn)品圖表，在此以引用的方式并入本文，并且可以在本發(fā)明的實(shí)踐中采用。
[0005]發(fā)明背景
[0006]當(dāng)前，廣泛使用加強(qiáng)復(fù)合材料來(lái)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)組件，特別在期望結(jié)構(gòu)組件具有重量輕、牢固、堅(jiān)韌、耐熱、自支撐并且適于形成及成形這些特性的應(yīng)用中。
[0007]在這方面，輪廓織造預(yù)型件用來(lái)在樹脂傳遞模塑制品例如噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇罩中提供纖維加強(qiáng)。這種預(yù)型件設(shè)計(jì)為，將它們纏繞到適當(dāng)確定尺寸的心軸上時(shí)，具有特定的橫截面形狀。這些形狀通?？梢悦枋鰹樵谌我欢瞬繋в姓w凸緣的可變厚度筒體區(qū)段。
[0008]通常，這種預(yù)型件由織物構(gòu)成，該織物由呈現(xiàn)出期望的物理性能、熱性能、化學(xué)性能和/或其它性能的材料(諸如玻璃、碳、陶瓷、芳族聚酰胺、聚乙烯和/或其它材料)織造而成，其中首要性能是抵抗應(yīng)力失效(stress failure)的高強(qiáng)度。通過使用這種織物(其最終成為成品組件的構(gòu)成部件)，復(fù)合預(yù)型件將織物的期望特性如極高的強(qiáng)度賦予成品復(fù)合制品。通常會(huì)特別注意保證所選擇織物的性能能夠得到最佳利用。
[0009]在構(gòu)造出期望的預(yù)型件之后，進(jìn)行模塑或致密化操作，可以引入樹脂基質(zhì)材料并使其進(jìn)入織造預(yù)型件，從而，典型地，使預(yù)型件包埋在樹脂基質(zhì)材料中，樹脂基質(zhì)材料填充預(yù)型件構(gòu)成部件之間的空隙區(qū)域。樹脂基質(zhì)材料可以是廣泛多樣材料中的任意材料，諸如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚酯、乙烯基酯、陶瓷、碳和/或其它材料，這些材料也表現(xiàn)出期望的物理性能、熱性能、化學(xué)性能和/或其它性能。選擇用作樹脂基質(zhì)的材料與加強(qiáng)預(yù)型件的材料可以相同也可以不同，并且，可以具有或者不具有相當(dāng)?shù)奈锢硇阅?、化學(xué)性能、熱性能或其它性能。然而，通常地，它們不是相同的材料，或者不具有相當(dāng)?shù)奈锢硇阅?、化學(xué)性能、熱性能或其它性能，這是因?yàn)?，使用?fù)合材料時(shí)，通常目的首先是在成品中獲得性能的組合，而這種性能組合無(wú)法通過單獨(dú)使用一種組分材料獲得。這樣進(jìn)行組合，然后，通過熱固或其它已知方法，可以使織造預(yù)型件和基質(zhì)材料在相同操作中固化和穩(wěn)定化，然后進(jìn)行生產(chǎn)期望組件的其它操作。在這一點(diǎn)上應(yīng)當(dāng)注意到，在這樣固化之后，基質(zhì)材料中的硬化團(tuán)塊通常非常牢固地粘附于加強(qiáng)材料(例如，織造預(yù)型件)。結(jié)果，特別地，經(jīng)由纖維之間作為粘合劑的其基質(zhì)材料，成品組件上的應(yīng)力可以有效地傳遞至預(yù)型件的組分材料，并由其承受。
[0010]用于噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇罩，諸如圖1中所示的示例，使用了提供纖維加強(qiáng)的輪廓織造預(yù)型件，然后，進(jìn)行浸漬，例如通過樹脂傳遞模塑，在本領(lǐng)域是已知的。使用這類預(yù)型件提供了多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，其中一些優(yōu)點(diǎn)是:在周向和軸向設(shè)置連續(xù)纖維；通過消除切割和褶縫(darting)，使接觸勞動(dòng)最少化；以及，通過消除有關(guān)切割和褶縫的需求，最小化加工浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]然而，雖然現(xiàn)行預(yù)型件適合于許多應(yīng)用，但還有一些情形，其中風(fēng)扇罩在一個(gè)或多個(gè)軸向部位要求額外的周向或軸向加勁肋。因此，提供一種輪廓織造預(yù)型件，其以用來(lái)改進(jìn)預(yù)型件強(qiáng)度和/或動(dòng)態(tài)性能的中間周向加勁肋進(jìn)行加強(qiáng)，會(huì)是本領(lǐng)域的進(jìn)步。當(dāng)用于風(fēng)扇罩時(shí)，這種加勁肋也可以用作安裝點(diǎn)，用于風(fēng)扇罩本身，或者用于安裝輔助設(shè)備。本公開內(nèi)容描述了包括周向加勁肋的幾種改進(jìn)預(yù)型件組件，以及其制造方法。
[0012]本發(fā)明的一種示例性實(shí)施例是一種織造預(yù)型件，包括連續(xù)單層或多層織物的一個(gè)或多個(gè)纏繞，以圍繞適當(dāng)設(shè)計(jì)心軸的中心線形成筒狀圍面或環(huán)?？椢锏睦p繞可以形成布置在織造織物第一邊緣上的整體凸緣，其形成圍繞中心線的第一邊圍(edgecircumference)?？椢锏睦p繞還可以形成布置在織造織物第二邊緣上的整體凸緣，其形成圍繞中心線的第二邊圍。
[0013]雖然織物的纏繞描述為形成“筒狀”圍面(circumference)，預(yù)型件通常構(gòu)造為帶有圓筒壁的圓筒，圓筒壁可以凸出、凹進(jìn)，或者在一些區(qū)域凸出而在其它區(qū)域凹進(jìn)。本文全篇中，根據(jù)預(yù)型件形狀方面的變化的描述，使用術(shù)語(yǔ):筒、筒狀、及其變化用語(yǔ)。
[0014]通過在預(yù)型件周圍至少部分地周向纏繞一層或多層織造織物，可以在預(yù)型件的外表面上形成加勁肋、凸緣、以及加勁肋和凸緣二者。加勁肋可以形成在預(yù)型件的第一織物邊緣和第二織物邊緣之間的位置處；以及，凸緣可以形成在預(yù)型件的邊緣處。一個(gè)或多個(gè)周向加勁肋可以由單獨(dú)的輪廓線織物形成，并且使其與中心線周圍的預(yù)型件筒狀周面相鄰并接觸或鄰接。一個(gè)或多個(gè)周向加勁肋和/或一個(gè)或多個(gè)凸緣可以由在經(jīng)向、瑋向、或在經(jīng)向和瑋向包括拉斷纖維的織物形成。
[0015]根據(jù)一種實(shí)施例，本發(fā)明形成一個(gè)或多個(gè)周向加勁肋，其由單層織物的一個(gè)或多個(gè)纏繞構(gòu)成。
[0016]根據(jù)一種實(shí)施例，本發(fā)明形成一個(gè)或多個(gè)周向加勁肋，其由多層織物的一個(gè)或多個(gè)纏繞構(gòu)成。
[0017]根據(jù)一種實(shí)施例，本發(fā)明形成一個(gè)或多個(gè)周向加勁肋，其由一層或多層輪廓線織物(contour woven fabric)構(gòu)成。
[0018]根據(jù)一種實(shí)施例，本發(fā)明形成一個(gè)或多個(gè)周向加勁肋，其由一層或多層的單層或多層織造織物構(gòu)成，其包括在經(jīng)向、瑋向、或經(jīng)向和瑋向的拉斷纖維。
[0019]根據(jù)一種實(shí)施例，本發(fā)明進(jìn)一步包括一種預(yù)型件，帶有一個(gè)或多個(gè)周向加勁肋，其中，一段或多段織造材料在輪廓線織物層之間以斜交角插入。
[0020]根據(jù)一種實(shí)施例，本發(fā)明進(jìn)一步包括一種預(yù)型件，帶有在模塑之前固定至預(yù)型件的一個(gè)或多個(gè)周向加勁肋，以及，加勁肋區(qū)段和/或預(yù)型件層自身通過T成形(參見美國(guó)專利N0.6，103, 337，其內(nèi)容以引用方式并入本文)、簇絨、縫合或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它技術(shù)進(jìn)行了加強(qiáng)。
[0021]根據(jù)一種實(shí)施例，本發(fā)明包括由選自芳族聚酰胺、碳、尼龍、人造絲、聚醋、和玻璃纖維所組成組中的材料制成的織造織物。
[0022]本發(fā)明的一種示范性實(shí)施例是一種織造預(yù)型件，其適用于例如復(fù)合風(fēng)扇罩，具有第一子預(yù)型件，包括連續(xù)織造織物的一個(gè)或多個(gè)纏繞，以圍繞適當(dāng)設(shè)計(jì)心軸的中心線形成例如筒狀周面或環(huán)?？椢锏睦p繞可以形成布置在織造織物第一邊緣上的整體凸緣，其形成圍繞中心線的第一邊圍。織物的纏繞還可以形成布置在織造織物第二邊緣上的整體凸緣，其形成圍繞中心線的第二邊圍。在第一子預(yù)型件的大致筒狀圍面上，形成至少兩個(gè)第二或外部子預(yù)型件。各第二子預(yù)型件由連續(xù)織造織物的一個(gè)或多個(gè)纏繞構(gòu)成，以圍繞第一子預(yù)型件的中心線形成至少一個(gè)筒狀圍面。第二子預(yù)型件的織物的纏繞可以形成第一外部子預(yù)型件整體凸緣以及第二外部子預(yù)型件整體凸緣，第一外部子預(yù)型件整體凸緣布置在外部子預(yù)型件織物的第一邊緣上，其形成圍繞中心線的第一邊圍，而第二外部子預(yù)型件整體凸緣布置在外部子預(yù)型件織造織物的第二邊緣上，其形成圍繞中心線的第二邊圍。各外部或第二子預(yù)型件的大致筒狀圍面圍繞第一子預(yù)型件的大致筒狀圍面進(jìn)行纏繞。第二子預(yù)型件整體凸緣可以形成整體加勁肋。第二子預(yù)型件整體凸緣可以與其它凸緣接觸或鄰接，并且，可以按組合視為整體加勁肋。
[0023]根據(jù)一種實(shí)施例，本發(fā)明形成自相鄰第二子預(yù)型件的凸緣開始的一個(gè)或多個(gè)周向加勁肋。根據(jù)一些實(shí)施例，織造材料段可以在一些子預(yù)型件的相鄰?fù)咕壷g以斜交角插入。
[0024]根據(jù)一種實(shí)施例，本發(fā)明具有第一子預(yù)型件，在裝配外部子預(yù)型件以使其與第一子預(yù)型件的大致筒狀圍面接觸之前，裝配該第一子預(yù)型件。
[0025]根據(jù)一種實(shí)施例，本發(fā)明具有第一子預(yù)型件，在裝配該外部子預(yù)型件以使其與第一子預(yù)型件的大致筒狀圍面接觸之前，裝配并模塑第一子預(yù)型件。
[0026]本發(fā)明的一種示范實(shí)施例提供了一種織造預(yù)型件，其包括連續(xù)單層或多層織造織物的一個(gè)或多個(gè)纏繞的子預(yù)型件，以形成圍繞中心線的大致筒狀圍面。纏繞可以形成布置于織造織物第一邊緣上的第一整體凸緣，其形成圍繞上述中心線的第一邊圍，并且纏繞可以形成布置于織造織物第二邊緣上的第二整體凸緣，其形成圍繞中心線的第二邊圍。中間加勁肋可以包括連續(xù)單層或多層織造織物的一個(gè)或多個(gè)纏繞，在圍繞中心線的大致筒狀圍面周圍形成中間加勁肋。形成中間加勁肋纏繞的織造織物的層可以具有:第一中間加勁肋整體凸緣，其布置在織造織物的中間加勁肋纏繞的第一邊緣上；以及第二中間加勁肋整體凸緣，其布置在織造織物的中間加勁肋纏繞的第二邊緣上，其形成圍繞中心線的第二邊圍。中間加勁肋纏繞可以結(jié)合布置在第一中間加勁肋整體凸緣和第二中間加勁肋整體凸緣之間的一個(gè)或多個(gè)中間加勁肋。形成中間加勁肋纏繞筒狀圍面的織造織物層圍繞子預(yù)型件筒狀圍面進(jìn)行纏繞。
[0027]根