[发明专利]复合物凸缘、包括凸缘的管和制造凸缘的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由复合材料制成的凸缘。特别是，本发明涉及一 种凸缘，所述凸缘是弯曲的并且具有大体上呈三角形的剖面且由复合 材料制成。

背景技术

常规的凸缘被包括在例如金属中空结构如管道上以便将两个这种 结构联接在一起或者以便将该中空结构联接到周围的结构元件上。常 规凸缘的一个实例可以是在管道端部上形成的盘形缘边和用于将它们 联结在一起的轴。

近些年来，在许多飞行器部件中，用复合材料作为金属的可选替 代材料正受到越来越多的关注，这是因为复合材料具有改进的性质， 如更轻的重量、提高了抗疲劳性/耐损伤性、耐腐蚀性和可以忽略的热 膨胀性。在制造方面，形成了由复合材料制成的盘形缘边的凸缘具有 非常复杂的制造工艺，这是因为对于在应用场合中承载载荷的凸缘而 言，其中的纤维排列的均匀性是很重要的。

由于复合物凸缘的制造工艺复杂，因此需要这种构型的飞行器部 件通常由金属制成。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种包括复合材料的凸缘，其中所述凸 缘包括弯曲的中空构件，所述中空构件具有大体上呈三角形的剖面。

在一个实施例中，所述凸缘具有三角形剖面且由复合材料制成， 这样就提供了一种结构，所述结构可被附接到复合物结构上，从而使 其用作所述结构的一体部件。所述三角形剖面可提供这样一种结构， 所述结构能够通过将局部载荷高效地传导进入所述结构中的方式承受 轴向偏移载荷。所述三角形凸缘使得复合物结构可以与以盘形缘边的 形式存在的凸缘相似的方式被联接在一起或者被联接到周围的其它结 构元件上。

所述凸缘可具有大体上呈直角三角形的剖面，其中所述三角形的 第一侧由所述凸缘的弯曲表面限定且可被附接到相应的弯曲结构上， 且第二侧与所述第一侧大体上垂直。与所述第一侧垂直的所述三角形 凸缘的所述第二侧可被构造以便从该结构的周部伸出，所述第二侧被 附接到所述结构的所述周部上从而提供用于将两个结构联结在一起的 表面。

所述弯曲凸缘可限定出呈闭合图形的结构的一部分，所述闭合图 形例如为圆或椭圆。两个或更多个弯曲凸缘元件可被联接在一起以便 形成闭合图形。根据本发明的凸缘的实例可被联接到开口结构如通道 上或根据本发明的凸缘的实例可被联接到闭合结构如管道上。

在剖面图中，三角形凸缘呈闭合图形。因此，为了有利于将两个 部件或结构连接在一起，所述凸缘可包括位于所述三角形凸缘的第三 侧(斜边侧)上的接近孔(access holes)，从而使得可接近所述三 角形凸缘的安装侧，所述安装侧可将两个部件或结构有效地联接在一 起。在一个实施例中，所述接近孔呈五边形，从而使得所述五边形接 近孔的每侧可与层状结构中的纤维取向对齐且该形状对于凸缘的一体 性几乎没有影响或根本没有影响。

在本发明的一个实施例中，凸缘被附接到由复合材料制成的管上。 因此，所述管可被联接到其它管或其它结构部件上。所述管，如发动 机机罩，可由与凸缘相同的复合材料制成。另一种可选方式是，所述 管可由与凸缘不同的复合材料制成。在一个典型实施例中，所述管和 所述凸缘由大体上具有热相容性和化学相容性的复合材料制成。

所述管可以是具有弯曲周部的开口通道或所述管可以是具有弯曲 周部的呈闭合图形，例如呈圆形或椭圆形，的部件。可在所述管的一 端或两端处附接一个或多个凸缘。

本发明的第二方面提供了一种制造包括复合材料的凸缘的方法， 其中所述方法包括以下步骤：将复合材料施加到弯曲心轴上，所述弯 曲心轴包括大体上呈三角形的剖面；并且对所述复合材料进行固化以 便产生弯曲凸缘，所述弯曲凸缘是中空的且具有三角形剖面。

所述心轴可保持在所述凸缘的中空部分中或者所述心轴可以是可 去除的。例如，可使用轻质泡沫心轴，所述轻质泡沫心轴可保持在所 述中空部分内部。

当所述心轴是可去除心轴时，制造所述凸缘的方法包括去除所述 心轴的进一步步骤。泡沫心轴可以是可溶的。因此，为了去除泡沫心 轴，所述泡沫心轴被溶解以便从所述中空凸缘中去除所述泡沫心轴。

另一种可选方式是，适当的心轴可被分解(dismantled)以便被 去除。所述心轴可包括两个或更多个零部件，所述两个或更多个零部 件被联接在一起以便提供实心三角形本体，所述复合材料可被施加在 所述实心三角形本体周围。