[发明专利]用于增加飞机结构部件的强度和韧性的方法和装置

权利要求书

1.一种用于飞机的装置，其包括：

联接至飞机的复合结构的纵梁(200)，所述纵梁和所述复合结构形成纵梁圆角间隙(242)；和

设置在所述纵梁圆角间隙中的间隙填充物(202)，所述间隙填充物包括随机分布在所述间隙填充物的基本上整个体积中的短切纤维(244)，在所述间隙填充物的任何给定平面中所述短切纤维沿多个方向取向；

其中所述纵梁(200)包括介于13度和17度之间的边缘倒角(226、228)。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述间隙填充物(202)还包括其中设置有所述短切纤维(244)的热固性树脂。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述间隙填充物(202)具有介于45％和65％之间的所述短切纤维(244)的体积分数。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述间隙填充物(202)还包括微米或纳米颗粒以增加所述间隙填充物的韧性。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述纵梁(200)包括15度的边缘倒角(226、228)。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述短切纤维(244)包括碳纤维、玻璃纤维、芳纶或尼龙。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述短切纤维(244)包括凯夫拉。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述间隙填充物(202)具有至少为2英寸-磅/平方英寸的断裂韧度。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述间隙填充物(202)具有为15ksi的最小拉伸强度。

10.根据权利要求1所述的装置，其中所述间隙填充物(202)具有介于0.5msi和8msi之间的弹性模量。

11.一种形成纵梁组件的方法，其包括：

将短切纤维薄片和树脂形成为间隙填充物(202)；

固化由所述短切纤维薄片(304)形成的所述间隙填充物；以及

将所述间隙填充物插入纵梁(200)的间隙(242)中；

其中，所述纤维薄片随机分布在所述间隙填充物的基本上整个体积中，并且在所述间隙填充物的任何给定平面中所述短切纤维沿多个方向取向；

其中所述纵梁(200)包括介于13度和17度之间的边缘倒角(226、228)。

12.根据权利要求11所述的方法，其中固化所述间隙填充物(202)包括向所述间隙填充物施加热和压力。

13.根据权利要求11所述的方法，其中将所述短切纤维薄片(304)和树脂形成为所述间隙填充物(202)包括将所述短切纤维薄片通过口模挤出。

14.根据权利要求11所述的方法，其中将所述短切纤维薄片(304)和树脂形成为所述间隙填充物(202)包括使用多变量直径辊模成形工艺。

15.根据权利要求11所述的方法，其中将所述短切纤维薄片(304)和树脂形成为所述间隙填充物(202)包括向所述间隙填充物施加热和压力，其中所述间隙填充物被设置在模具(306)中。

16.根据权利要求15所述的方法，其还包括冷却所述模具(306)中的所述间隙填充物(202)，并且在所述间隙填充物冷却后将所述间隙填充物从所述模具移除。

17.根据权利要求11所述的形成纵梁组件的方法，所述方法进一步包括：

用蒙皮(208)覆盖所述间隙填充物；以及

固化所述纵梁组件。