[发明专利]由具有增强机械强度的复合材料制成的机械构件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用复合材料制造机械构件的方法，该机械构件诸如是用于飞机起落架撑杆的杆。

背景技术

具体从专利文献FR 2 932 409中已知通过使用其上径向彼此叠置地编织有一层或多层碳纤维的心轴来制造这种杆。

然后将该组件安装在模具内，以便在使树脂聚合（例如，通过加热树脂）之前将树脂注入由心轴承载的各层，由此构成杆的刚性坯件，该坯件可在其界面处进行精加工以便在其中形成凸耳。

然后将用如图1所示的编织设备（附图标记为1）进行加固纤维层的编织。该设备主要包括沿垂直平面延伸的环2，并且环的中心轴线AX是水平的。环2承载一组卷轴3，该组卷轴3承载加固纤维，这些纤维会聚在位于轴线AX上并从环的平面偏移的区域。

当编织循环开始时，标记为4的心轴沿中心轴线AX移动以穿过环2超过纤维的会聚点。同时，承载在环2上的卷轴由马达驱动的可动支承件致动，从而放出纤维以便在心轴4的外侧表面上制造加固纤维的筒。

一旦心轴刚穿过环，即，一旦心轴超过纤维会聚点定位，则心轴在其整个长度上被筒（sock）覆盖。

然后在心轴与环之间切割加固纤维层，且去除心轴并然后将心轴放回环后面，以便再次穿过环，从而形成径向叠置在第一层上的第二加固纤维层。

因此，如图2示意性示出的那样，能够制造在其中心区域包括心轴的总体结构，该心轴形成用于在心轴整个长度上围绕心轴延伸的一个或多个编织纤维层6、7的支承件。

具体地，如图3所示，编织层首先包括在轴线AX的任一侧上倾斜例如约30°的交织纤维8和9，且其次包括平行于轴线AX并通过与纵向纤维10交织的交织纤维8和9保持在位的纵向纤维10。

实践中，且如图3可见，每个编织纤维层由多个子层、级或厚度组成，各子层包括以梳状布置并排定位的一系列纵向纤维10。交织纤维8、9将各子层的纵向纤维10交织在一起，从而形成连贯的整体。

当编织纤维层已经施加到心轴上时，每个子层的纵向纤维10绕承载它们的心轴4均匀分布，即它们围绕心轴4规则地彼此间隔开，如图4中示意性所示。

使用时，这种机械件经受相对复杂的机械负载环境，且由此经受在构件的一区域与另一区域不同的应力。

对于通过编织制造的构件，该情况致使根据构件所要经受的最大应力选择沉积在心轴上的加固纤维的厚度，尽管该最大应力实际上仅对应于所考虑构件的特定区域。

因此，在其多个区域，构件因此尺寸过大，因此无意义地增加构件的总重量。

发明内容

本发明的目的是提出用于解决那些缺点的方案。

为此，本发明提供一种由复合材料制成的机械构件的制造方法，该方法包括借助于编织机编织和沉积编织加固纤维层的多次操作，每次操作包括通过将心轴沿编织机的中心轴线移动而在心轴上编织和沉积加固纤维层，各编织纤维层径向地彼此叠置，每个编织纤维层具有平行于心轴的主方向延伸的纵向纤维，并还具有相对于主方向倾斜的交织纤维，该方法的特征在于，至少一次编织和沉积操作设置成形成和沉积编织件，该编织件在构件的至少一个横截面内具有根据是否考虑在所述横截面内围绕心轴的重心的第一角区域或围绕重心相同范围的第二角区域而不同的纵向纤维的密度。

对于该方案，机械构件具有在其全长上延伸的整个部分内较大的厚度和在相对部分的较小厚度。

本发明还提供如上所述的方法，包括编织和沉积编织纤维层的至少一次操作，进行至少一次操作以构成具有不同尺寸的纵向纤维的编织纤维层，且编织纤维层包括位于编织层的第一区域内的大尺寸纵向纤维和位于编织纤维的第二区域内的小尺寸纵向纤维。

本发明还提供如上所述的方法，其中使用具有编织环的编织机，该编织环承载纵向纤维的卷轴，纵向纤维布置成每个编织纤维层由多个叠置的子层组成，每个子层包括梳状布置的一系列纵向纤维，其中环的一个区域装载有大尺寸纵向纤维的卷轴，而环的另一区域装载有小尺寸纵向纤维的卷轴，且其中承载大尺寸纤维的卷轴和承载小尺寸纤维的卷轴的比例从环的一个区域向另一区域逐渐变化。

本发明还提供如上所述的方法，包括编织和沉积编织纤维层的至少一次操作，其中心轴定位成使其主轴线相对于编织机的中心轴线径向偏移，同时心轴沿编织机的中心轴线移动，从而编织和沉积编织纤维层，编织纤维层在更靠近编织机的中心轴线的第一区域内具有比在更远离编织机的中心轴线的第二区域内更多量的纵向纤维。

本发明还提供如上所述的方法，其中将具有不同尺寸的纵向纤维的设置与心轴的主轴线相对于编织机的中心轴线的径向偏移相组合。

附图说明