[发明专利]用于在腹板和基部之间具有不同于90°角的“T”形桁条的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于航空业，并涉及航空器桁条。尤其是，它涉及“T”型复合桁条和制造其的方法。

背景技术

在航空器结构中，桁条或翼梁或加强筋是由碳纤维制成的薄带。几条带共同结合在固化表面上以建立航空器的一部分(如机翼，水平尾翼等)。

桁条的极常见类型是带有限定桁条腹板和桁条基部的“T”形横截面。

通常用于航空器的“T”形桁条的制造方法包括：第一步，热成型层压件，以完成带有“L”形截面的半桁条几何结构，以及第二步，将两个热成型的半桁条放置在一起以完成“T”形桁条。然后，“T”形桁条在固化表面上共同结合，在它们之间带有粘合线。

这种方法包括第三步，是固化循环。通常，固化工具是大约90°的因瓦合金角，其放置成遵从在固化周期的真空袋内的热成型“T”形桁条的轮廓。应当注意的是，当桁条被共同结合的表面是平坦表面时，因瓦角正好是90°。

当表面被弯曲时，桁条的基部和腹板之间的角度略有改变，因此使得从90°改变因瓦角的角度成为必要。在那些情况下，“T”型桁条不完全适应因瓦合金角几何形状且相对于桁条在表面上的理论位置有偏差是可能的。

在现有技术下，当带有不同于90°的角度的几何形状的因瓦合金角必须被使用时，所使用的解决方案是将两个“L”形的半桁条放置在一起，从而以不同的高度形成“T”型桁条。这种解决方案的问题是，桁条基部和其需要被放置的表面不具有相同的几何形状。当桁条被放置在其位置上时，在桁条基部和表面之间有自由空间。因此，结合是个低质量的结合，可能在结构中导致以后的问题。

从现有技术中知道的另一种解决方案是一旦桁条基部被固化以将其几何形状适应于其被放置的表面的几何形状，就将桁条的基部弯曲。问题是，桁条基部的该弯曲会产生可见的褶皱，并难在桁条内装配额外元件。

现有技术显示了“T”形桁条制造过程的不同方法。文献EP 2 052 846A1揭示了一种形成带有半径填料的“T”形复合结构的方法。文献US 2009/0107312

A1公开了一种在复合板内创建弯曲的方法和设备。文献US 5 827 383A示出了一种制造加强筋组件的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种制造必须放在倾斜表面上的“T”形桁条的方法。在这些情况下，制造在桁条腹板和桁条基部之间带有不同于90°角的桁条是必要的。

因此，本发明的另一目的是提供在倾斜表面上在其理论位置装配的桁条，在该处其被放置从而避免使用附加件帮助桁条保持其位置。

本发明设计成克服必须放置在倾斜表面上的“T”形桁条的上述缺陷。

贯穿于本发明，术语“因瓦”(invar)，一般地也被称为FeNi36(在美国64FeNi)，是镍(36％)和钢(64％)的合金，以其独特的低的热膨胀系数(CTE)而著名。名称“invar”源于单词“不变的(invariable)”，指的是其随温度变化缺乏膨胀或收缩。

因此，因瓦合金在周围环境的温度中表现出了极低的膨胀，使得它们在应用中尤其有用，在所述应用中，如在光电器件、光学和激光工作台，电子产品和其他类的科学仪表之类的精密仪器中需要最低的热膨胀和高维稳定性。它们在用于固化复合材料的工具的制造上也有很大的适用性。术语“复合材料”包括各种非均质聚合物基和非聚合物基的材料，通常被称为“增强复合物”，“碳纤维复合物”或在现有技术中公知的其他术语。

本发明提供一种必须放在弯曲的表面上的“T”形桁条的制造方法。在这种情况下，桁条的基部和腹板之间的角度稍从90°改变。用于所提到的桁条的固化的因瓦合金角具有带有覆盖桁条基部的部分和覆盖桁条腹板的部分之间不同于90°的角度的几何形状。

因此，本发明描述了用于航空器的具有桁条腹板和桁条基部的“T”形桁条的制造方法，并且该方法包括：

——第一步，热成型碳纤维层压件，以实现带“L”形横截面的半桁条；对于这一步，桁条基部和桁条腹板之间的夹角为90°；

——第二步，将两个热成型的“L”形半桁条放置在一起以形成“T”形桁条；其中该两个半桁条以不同高度放置在一起；

——第三步，在因瓦合金角内安置“T”形桁条，并且在桁条腹板和因瓦合金角之间留有间隙；

——第四步，在桁条基部表面上移动加热装置，并在所述桁条基部表面上滑动辊子；

——第五步，在固化表面上共同粘接所得到的“T”形桁条，并且在桁条和固化表面之间带有粘结线；以及

——第六步，固化所获得的“T”型桁条。