[发明专利]用于实心层压加强板的层片堆叠

说明书

本发明的名称是用于实心层压加强板的层片堆叠。复合板包括多个段，其中每个段包括多个增强层片，诸如碳纤维层片。每个增强层片内的准直纤维带(例如，碳纤维)以单一方向取向，该方向可以是例如0°、45°、90°和‑45°。每个段可包括增强层片的堆叠，其中每个增强层片的准直纤维带以这些方向之一取向。形成堆叠中的增强层片的准直纤维带的取向确定堆叠的刚度以及包括堆叠的段的刚度。控制每个段的刚度以减少形成复合板的相邻段之间的刚度不匹配，从而减少使用期间段的分离。

技术领域

一般而言，本教导涉及诸如用于制造飞机或其它制品的复合板的结构部件，并且更具体地涉及复合结构部件组件及其形成方法。

背景技术

飞机的机身、机翼、机尾、尾翼等可以使用诸如连接到支撑框架的实心层压桁条的复合板进行制造。复合板可包括外蒙皮和内部层压板，其中内部层压板至少部分地形成桁条。蒙皮和内部层压板可各自由与热塑性树脂粘合剂或基质(称为预浸料)粘合的多个碳纤维层或层片形成。复合板的蒙皮被暴露，并在使用期间提供飞机的外表面。复合板必须能够抵抗应力和应变的损坏，该应力和应变是由例如在使用期间置于复合板上的气动载荷和温度变化引起的。这些应力和应变可导致复合板在使用期间折曲、弯曲、扭曲、扩展、收缩等，并且随着时间推移，可导致碳纤维层片的分层或其它损坏。

在使用期间更能抵抗由置于复合板上的应力和应变造成的损坏的复合板将是本领域中令人欢迎的。

发明内容

以下呈现简化的发明内容，以便提供对本教导的一个或多个实施的一些方面的基本理解。该发明内容不是广泛的概述，也不旨在鉴定本教导的关键或重要要素，也不旨在描绘本公开的范围。而是，其主要目的仅仅是以简化形式呈现一个或多个概念，作为稍后呈现的具体实施方式的序言。

在实施中，复合板包括复合板段，其可包括沿着该段的长度和宽度布置的多个碳纤维层片，其中该复合板段的长度具有纵轴。多个碳纤维层片被层叠成碳纤维堆叠，该碳纤维堆叠提供复合板段的厚度的至少一部分，并且包括至少8个碳纤维层片。碳纤维堆叠的每个碳纤维层片具有刚度，其中每个碳纤维层片的刚度由每个碳纤维层片内的碳纤维相对于纵轴的取向来确定。碳纤维堆叠的多个碳纤维层片具有相对于纵轴的多个不同的取向，并且因此，碳纤维堆叠的多个碳纤维层片可包括多个不同的刚度。碳纤维堆叠的多个碳纤维层片的不同取向通过复合板段的厚度围绕碳纤维堆叠的中点是自对称的或基本上自对称的(mostly self-symmetric)，其中该中点平行于纵轴，其中，当基本上自对称时，不同的取向在不超过两个碳纤维层片中自对称不同。

任选地，复合板段的纵轴可以取向为0°，并且多个碳纤维层片的不同取向包括相对于复合板段的纵轴的0°、45°、90°和-45°。碳纤维堆叠的多个碳纤维层片的不同取向可以通过复合板段的厚度是自对称的。此外，复合板段可以是位于基部段和顶部段之间的中间段，并且多个碳纤维层片中的46％至58％可以取向为0°。中间段可具有约11.4兆磅(megapound)/平方英寸(msi)至约13.4msi的轴向弹性模量。另外，中间段可具有约0.38至0.50的泊松比。

在实施中，碳纤维堆叠的多个碳纤维层片可包括多个可重复分组的碳纤维层片，其中碳纤维层片的每个可重复组被重复2、4或6次。碳纤维堆叠的多个碳纤维层片的不同取向可以通过复合板段的厚度是基本上自对称的。碳纤维堆叠可包括至少16个碳纤维层片。