Волокнистая структура, образующая фланец и контрфланец

Авторы патента:


Волокнистая структура, образующая фланец и контрфланец
Волокнистая структура, образующая фланец и контрфланец
Волокнистая структура, образующая фланец и контрфланец
Волокнистая структура, образующая фланец и контрфланец
Волокнистая структура, образующая фланец и контрфланец
Волокнистая структура, образующая фланец и контрфланец
Волокнистая структура, образующая фланец и контрфланец

 


Владельцы патента RU 2572977:

СНЕКМА (FR)

Изобретение относится к волокнистой структуре для изготовления композитной части, способу ее изготовления, к композитной части и способу ее изготовления. Волокнистая структура для изготовления композитной части изготовлена трехмерным сплетением и имеет главный участок и край, смежный с главным участком. Край имеет толщину (E4), большую толщины (E1) главного участка. Край содержит первый участок, размещенный неразрывно с главным участком, и второй участок, наслоенный на первый участок. Указанный край выполнен с возможностью сгибания по направлению ко второму участку так, что указанный первый и второй участки соответственно образуют фланец и контрфланец для крепления указанной части. Изобретение обеспечивает повышение механических свойств получаемых изделий. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к волокнистой структуре, в общем называемой преформой, предназначенной для использования в изготовлении композитной части, которая имеет фланец и контрфланец, при этом как фланец, так и контрфланец изготавливают из волокнистой структуры. В частности, изобретение относится к волокнистой структуре для изготовления части для турбинного двигателя или турбореактивного двигателя.

В традиционных механических конструкциях части часто соединены вместе с использованием фланцев и контрфланцев. В качестве главного правила фланец представляет собой участок, продолжающийся под углом от конца части вдоль всей или части его периферии и используемый для соединения указанной части с другой частью болтовым креплением, причем болты проходят через фланец. Контрфланец представляет собой армирующую часть, которая имеет такую же общую форму, как и фланец, и которая расположена между головками болтов и фланцем. Функция контрфланца заключается в распределении сил, которые удерживают данную часть по всему фланцу. Без контрфланца эти силы будут концентрироваться на фланце вблизи головок болтов, тем самым ослабляя фланец. Для того, чтобы выполнять свою функцию корректно, контрфланец должен быть точно подобран к поверхности фланца.

Когда часть изготавливается из композитного материала (такая часть в общем называется "композитной частью"), фланец, образующий участок части, подобным образом изготавливается из того же композитного материала. Контрфланец в основном изготавливается из другого материала. Более современные композитные части изготавливаются из волокнистой структуры, которую трехмерным образом сплетают, используя волокна (углерода, кевлара, стекла и т.д.), и уплотняют полимером. Таким образом, в композитной части волокнистая структура вмещается в твердую полимерную матрицу, причем матрица усиливается волокнистой структурой.

Для примера, одна известная технология для выполнения такого уплотнения представляет собой пропитку с использованием жидкости: различие заключается между вливанием и впрыскиванием, и обе из этих технологий описаны в других местах.

Таким образом, для композитной части, изготовленной с использованием выше приведенных технологий, для того, чтобы обеспечивать благополучное совмещение фланца и контрфланца, возможно применение различных решений.

Решение, которое состоит в обработке областей фланца, которые приходят в контакт с контрфланцем так, что фланец точно соответствует поверхности контрфланца, не может быть допущено, так как такая обработка будет резать волокна волокнистой структуры, тем самым подвергать опасности механическую целостность фланца, так как имеются волокна, которые обеспечивают его механическую прочность.

Решение, которое использовалось раньше, состоит в изготовлении контрфланца из металла, например титана, который точно соответствует поверхности композитного фланца, причем фланцы и контрфланцы изготавливаются в виде отдельных последовательностей. Должно быть ясно, что каждая композитная часть уникальна и, в частности, она имеет внешнюю поверхность, которая часто отличается от других частей, изготовленных с использованием одной и той же литьевой формы и той же технологии. Эти изменения от одной композитной части к другой ведут к риску создания дефектов контакта между фланцем и контрфланцем и вследствие этого служат поводом для появления последовательного разрушения. В дополнение потенциальные точечные контакты между волокнами фланца и металлического контрфланца ведут к риску возникновения последовательного разрушения. Подобным образом любые остаточные зоны, образующие смоляные затеки между фланцем и контрфланцем, также ведут к риску возникновения последовательного разрушения. Более того, металл представляет собой материал, который является тяжелым по сравнению с композитными материалами, имея плотность в около три раза больше, тем самым также имея недостатки в смысле оптимизации веса турбореактивного двигателя и турбинных двигателей.

Задачей изобретения является, по существу, исправление вышеприведенных недостатков.

Изобретение решает эту задачу обеспечением волокнистой структуры для изготовления композитной части, содержащей матрицу, армированную указанной волокнистой структурой, причем указанная волокнистая структура изготовлена трехмерным сплетением и имеет главный участок и край, смежный с главным участком, причем указанный край имеет толщину, большую толщины главного участка, и край содержит первый участок, размещенный неразрывно с главным участком, и второй участок, наслоенный на первый участок, причем указанный край таким образом выполнен с возможностью сгибаться по направлению ко второму участку так, что указанные первый и второй участки соответственно образуют фланец и контрфланец для крепления указанной части.

Может быть понятно, что когда композитная часть изготавливается с использованием волокнистой структуры, главный участок волокнистой структуры образует корпус композитной части, тогда как край образует узел, содержащий фланец и контрфланец, и который образует цельный участок композитной части. Фланец выполнен из первого участка, тогда как контрфланец выполнен из второго участка. Второй участок наслоен на первый участок и в связи с этим обеспечивает добавочную толщину.

Сгибание края волокнистой структуры служит для обеспечения согнутого участка между фланцем и корпусом композитной части. Когда край продолжает главный участок, второй участок, размещенный на первом участке, выступает из одной из плоскостей, определяющих толщину главного участка. Таким образом, может быть понятно, что первый участок обода имеет толщину, которая меньше или равна толщине главного участка, тогда как толщина второго участка является такой, что толщина края, соответствующая сумме толщин первого и второго участков, больше толщины главного участка. Таким образом, до сгибания обода, т.е. когда край еще продолжает главный участок, второй участок образует выступ.

Должно быть ясно, что используемое выражение "неразрывно" должно быть понято в том значении, что один участок продолжается от другого участка, но что эти два участка необязательно лежат в одной той же плоскости. Выражение "продолжающийся" используется для обозначения того, что участок продолжается от другого участка, и оба участка лежат в одной и той же плоскости.

Таким образом, сгибанием края по направлению ко второму участку, т.е. подведением второго участка края по направлению к главному участку, волокнистой структуре придается конечная форма узла, содержащего фланец и контрфланец, относительно корпуса части. Во время этого сгибания может быть понятно, что выступ, образованный вторым участком, перемещается по направлению к главному участку. Предпочтительно этот выступ приходит в контакт с главным участком.

Также может быть понятно, что первый и второй участки образуют единую целую конструкцию, непосредственно соединенную с главным участком. Подобным образом при выполнении композитной части фланец и контрфланец образуют единую целую конструкцию, эта единая целая конструкция соединяется непосредственно с корпусом композитной части и является неразрывной с ним.

Таким образом, посредством волокнистой структуры изобретения контрфланец изготавливается и размещается непосредственно относительно фланца во время изготовления композитной части. В результате больше нет какой-либо необходимости для выполнения операций установки и обработки контрфланца, что встречается в известном уровне техники. Этим достигается экономия времени при изготовлении композитной части и контрфланца. Этим также достигается значительная экономия стоимости, так как больше нет ни какой-либо необходимости в обеспечении контрфланца, который отличается от композитной части, ни какой-либо необходимости в обработке контрфланца.

Кроме того, сборка композитной части в этом смысле, например, внутри турбинного двигателя выполняется проще, так как больше нет какой-либо необходимости для создания контрфланца, который отличается от композитной части.

Наконец, экономия веса получается созданием контрфланца из композитного материала. Композитные материалы, которые в основном используются, имеют плотность, которая меньше плотности титана, и модуль Юнга, который является сопоставимым, причем титан представляет собой материал, из которого выполнены контрфланцы известного уровня техники, так, что при сопоставимом размере контрфланец из композитного материала легче по весу, при наличии механических характеристик, которые являются сопоставимыми, в частности, с точки зрения жесткости. Может быть понятно, что посредством волокнистой структуры изобретения возможно изготовление композитной части, которая пригодна для замены части, которая изготовлена с использованием технологии известного уровня техники, и причем узлы фланца и контрфланца имеют одинаковую толщину и одинаковые механические характеристики. Например, волокнистая структура может быть выполнена из углеродных волокон, и смола может быть эпоксидной смолой.

Предпочтительно край имеет свободный конец, при этом первый участок частично разъединен со вторым участком рядом со свободным концом края.

Таким образом, может быть понятно, что край имеет свободный конец, при этом свободный конец расположен относительно края противоположно со стороны, где край соединен с главным участком.

Таким образом, при этом главный участок разъединен со вторым участком рядом со свободным концом края, тогда как первый участок и второй участок соединены в соединении между краем и главным участком. Предпочтительно первый участок и второй участок разъединены вдоль плоскости, которая, по существу, параллельна одной из плоскостей, определяющих толщину края. Предпочтительно первый участок и второй участок разъединены на длине около 80% от расстояния между свободным концом края и стороной края, которая соединена с главным участком.

Во время сгибания края это частичное разъединение (или отделение) делает возможным тангенциальное скольжение первого участка относительно второго участка, тем самым облегчая операцию сгибания. В дополнение, так как сгибание упрощается, волокнистая структура образует немного или не образует неровности в углах сгибов. Эти неровности, которые необходимо исключать, могут, например, быть образованы складками там, где волокна прижимаются друг к другу, и/или волокнами, искривляющимися там, где волокна подвергаются воздействию сил сцепления. Таким образом, благодаря частичному отделению первого и второго участков, регулярность сплетения внутри волокнистых структур улучшается и, в частности, в углах сгиба, сразу после сгиба края, так, что механические характеристики фланца и контрфланца в готовой композитной части улучшаются.

Таким образом, может быть понятно, что первый участок частично разъединен со вторым участком в волокнистой структуре, причем после изготовления части фланец и контрфланец образуют единую целую конструкцию, которая полностью помещается внутрь полимерной матрицы.

Предпочтительно толщина первого участка отличается от толщины второго участка.

Это делает возможным регулирование толщины каждого из этих участков, как функции от требуемых механических характеристик.

Предпочтительно второй участок имеет искривленные волокна, которые короче искривленных волокон первого участка. Искривленные волокна представляют собой волокна, которые продолжаются от главного участка по направлению к краю, т.е., по существу, перпендикулярно краю. Искривленные волокна представляют собой волокна, которые имеют наибольшее сопротивление сгибанию края. Таким образом, благодаря укорочению искривленных волокон во втором участке сгибание края выполняется проще.

Предпочтительно главный участок продолжается в продольном направлении и в поперечном направлении, причем первый участок продолжается неразрывно с главным участком в продольном направлении, большая часть волокон первого участка ориентирована в продольном направлении, тогда как большая часть волокон второго участка ориентирована в поперечном направлении.

Может быть понятно, что продольные волокна представляют собой искривленные волокна, тогда как поперечные волокна представляют собой уточные волокна. "Большую часть" означает более 50%.

Первый участок, который должен образовывать фланец, который служит для удержания композитной части, предпочтительно имеет большую часть продольных волокон, т.е. волокон, продолжающихся от главного участка по направлению к первому участку. Может быть понятно, что эти продольные волокна являются общими и для первого участка, и для главного участка. Удержание композитной части фланцем обеспечивается для наибольшей части этими продольными волокнами. В результате из-за того, что большую часть составляют продольные волокна, механические свойства удержания фланца улучшаются.

Второй участок, который должен образовывать контрфланец, выполняет функцию армирования фланца. Для того, чтобы обеспечивать эту функцию, наличие поперечных волокон является предпочтительным. Эти поперечные волокна продолжаются по всему поперечному продолжению контрфланца так, что эти поперечные волокна придают механическую прочность и, конкретнее, жесткость на изгиб, которые лучше прочности и жесткости, придаваемых продольными волокнами. Более того, как объяснено выше, продольные волокна представляют собой волокна, которые обеспечивают сопротивление сгибанию края. В результате благодаря обеспечению второго участка большей частью поперечных волокон через продольные волокна механическая прочность контрфланца улучшается без ограничения способности края сгибаться.

Изобретение также обеспечивает композитную часть, содержащую матрицу, армированную волокнистой структурой изобретения, причем указанная композитная часть имеет крепежный фланец и крепежный контрфланец, образованные соответственно первым участком и вторым участком указанной волокнистой структуры.

В варианте выполнения композитная часть образует направляющую лопатку, при этом фланец и контрфланец расположены вблизи хвоста указанной направляющей лопатки.

Должно быть ясно, что направляющая лопатка, в частности впускная или выпускная направляющая лопатка (IGV или OGV) турбореактивного двигателя или турбинного двигателя, продолжается в аксиальном направлении, и что хвост лопатки расположен вблизи одного аксиального конца лопатки. Лопатка крепится к опоре лопатки, в общем к колесу лопатки, вблизи хвоста лопатки.

В другом варианте выполнения композитная часть образует цилиндрическую часть круглого сечения, причем эта цилиндрическая часть продолжается вдоль аксиального направления, фланец и контрфланец являются кольцеобразными и расположены вблизи аксиального конца цилиндрической части. Предпочтительно цилиндрическая часть образует втулку.

Изобретение также обеспечивает способ изготовления волокнистой структуры для изготовления композитной части, содержащей матрицу, армированную указанной волокнистой структурой, в которой волокнистая структура выполнена согласно изобретению и изготовлена трехмерным сплетением.

Предпочтительно во время сплетения волокнистой структуры добавляются поплавки для того, чтобы создавать второй участок.

Может быть понятно, что поплавки представляют собой дополнительные волокна, вставленные во время сплетения второго участка.

Предпочтительно часть второго участка не связана с первым участком.

Предпочтительно во время плетения эти волокна отделяют по меньшей мере частично искривленные плоскости первого участка от искривленных плоскостей второго участка.

Изобретение также обеспечивает способ изготовления композитной части, содержащей матрицу, армированную волокнистой структурой, причем способ содержит этапы, на которых обеспечивают волокнистую структуру изобретения; сгибают край указанной волокнистой структуры для образования узла, содержащего фланец и контрфланец для крепления указанной части; и уплотняют указанную волокнистую структуру полимером, при этом волокна указанной волокнистой структуры внедряют в матрицу, образованную этим полимером.

Предпочтительно свободный конец края обрабатывается таким образом, что свободный конец первого участка и свободный конец второго участка лежат неразрывно один с другим.

Изобретение и его преимущества могут быть лучше поняты при прочтении следующего далее подробного описания различных вариантов выполнения изобретения, представленных в качестве неограничивающих примеров. Описание ссылается на чертежи.

Фиг. 1 показывает первый вариант выполнения волокнистой структуры на виде во фрагментарном поперечном сечении, причем край выполнен с возможностью продолжать главный участок.

Фиг. 2 показывает первый вариант выполнения на виде во фрагментарном поперечном сечении с согнутым краем.

Фиг. 3 показывает второй вариант выполнения волокнистой структуры на виде во фрагментарном поперечном сечении с краем, выполненной с возможностью продолжать главный участок.

Фиг. 4 показывает второй вариант выполнения на виде во фрагментарном поперечном сечении с согнутым краем.

Фиг. 5 показывает часть композитного материала на виде во фрагментарном поперечном сечении, которая получена с использованием волокнистой структуры на фиг. 2.

Фиг. 6 показывает композитную направляющую лопатку.

Фиг. 7 показывает композитную втулку.

Фиг. 1 показывает первый вариант выполнения волокнистой структуры 10, имеющей главный участок 12 и край 14, смежный с главным участком 12. Волокнистая структура 10 показана на виде во фрагментарном поперечном сечении с краем 14, выполненным с возможностью продолжать главный участок 12. На фиг. 1 стрелка L обозначает продольное направление, тогда как стрелка Е представляет направление толщины. Поперечное направление продолжается перпендикулярно фиг. 1 (т.е. перпендикулярно и продольному направлению, и направлению толщины), и оно представлено стрелкой Т.

Край 14 имеет первый участок 16 и второй участок 18, которые соединены вместе. Плоскость Р, изображенная штрихпунктирными линиями за пределами концевой стороны главного участка 12, отмечает границу между первым участком 16 и вторым участком 18. Должно быть принято во внимание в первом варианте выполнения, что эта граница является символичной. Второй участок 18 выступает от главного участка 12, и он образует выступ 18а. Плоскость V, изображенная штрихпунктирными линиями в направлении Е толщины и размещенная на одном уровне с выступом 18а, символизирует границу между главным участком 12 и первым участком 16.

В этом первом варианте выполнения главный участок 12 имеет толщину Е1, первый участок 16 имеет толщину Е2 (в этом примере E1=Е2), и второй участок 18 имеет толщину Е3. Так как второй участок 18 лежит сверху первого участка 16 так, чтобы образовывать добавочную толщину, край 14 имеет толщину Е4, которая больше толщины Е1 главного участка 12, причем эта толщина Е4 равна сумме толщин первого и второго участков 16 и 18 (Е4=Е2+Е3).

Продольные волокна 20L продолжаются в продольном направлении L. Продольные волокна 20L первого участка 14 являются общими, по меньшей мере частично, с продольными волокнами 20L главного участка 12. Т.е. все или часть продольных волокон 20L первого участка 16 также продолжаются в главном участке 12. Поперечные волокна 20Т и 20Т2 продолжаются в поперечном направлении Т. На первом участке 16 имеется больше продольных волокон 20L, чем поперечных волокон 20Т. Наоборот, на втором участке 18 имеется больше поперечных волокон 20Т2, чем продольных волокон 20L. Должно быть ясно, что это количество волокон первого типа (в частности продольных волокон 20L), которое больше или меньше относительно количества волокон второго типа, необязательно является видимым на чертежах, которые показывают волокнистую структуру 10 схематически в двух измерениях. Необходимо рассматривать волокнистую структуру 10 в целом в трех измерениях.

В дополнение продольные волокна 20L второго участка 18 укорочены в искривленном направлении относительно продольных волокон 20L первого участка 16, и в связи с этим, когда край 14 выполняется с возможностью продолжать первый участок 16, они не продолжаются до свободного конца 14а края 14, или, другими словами, до свободного конца 18b второго участка 18. Другими словами, искривленные волокна (или продольные волокна 20L) второго участка 18 короче искривленных волокон первого участка 16; причем искривленные волокна второго участка 18 отведены от свободного конца 18b.

В этом примере для того, чтобы сплести второй участок 18, продольные 20L (искривленные волокна) главного участка 12 отклоняются и вставляются дополнительные поперечные волокна 20Т2 (уточные волокна). Эти поперечные волокна 20Т2 образуют настилочное переплетение; в результате введение этих дополнительных поперечных волокон 20Т2 равносильно добавлению настилочного переплетения. Естественно, отклоненные продольные волокна 20L выбираются в поперечном направлении Т, например, одно продольное волокно 20L на каждые три, посчитанные в поперечном направлении L, отклоняется для того, чтобы образовывать сплетение второго участка 18 добавлением поперечных волокон 20Т2.

В этом варианте выполнения продольные волокна 20L второго участка 18, по меньшей мере частично, являются общими с частью продольных волокон 20L главного участка 12. В варианте продольные волокна 20L второго участка 18 отличаются и независимы от волокон 20L главного участка 12.

Должно быть ясно, что волокна показаны очень схематически для того, чтобы сделать ясным описание. Читатель тем не менее поймет, что благодаря трехмерному сплетению продольные волокна 20L продолжаются в действительности как в направлении толщины Е, так и в продольном направлении L. Подобным образом поперечные волокна 20Т и 20Т2 продолжаются в действительности как в направлении толщины Е, так и в поперечном направлении Т.

Фиг. 2 показывает волокнистую структуру 10 на фиг. 1 после сгибания края 14 в сторону второго участка 18 в направлении стрелки А. Выступ 18а находится в контакте с внешней стороной 12а главного участка 12. Когда волокнистая структура 10 помещается в полимер для того, чтобы образовывать композитную часть, первый участок 16 образует фланец, тогда как второй участок 18 образует контрфланец. В этом примере сторона 12а главного участка представляет собой внешнюю сторону. Естественно, в качестве варианта сторона 12а может быть внутренней стороной композитной части. Должно быть ясно, что из-за согнутого положения края 14 продольные волокна 20L второго участка 18, которые укорочены в искривленном направлении, продолжаются до свободного конца 14а края или, другими словами, до свободного конца 18b второго участка 18.

Фиг. 3 показывает второй вариант выполнения волокнистой структуры 10′, подобной волокнистой структуре 10 первого варианта выполнения. Единственное отличие заключается в том, что первый участок 16 частично относительно разъединен со вторым участком 18. Должно быть ясно, что элементы, которые являются подобными между первым и вторым вариантами выполнения, не описываются снова и представлены теми же ссылочными позициями.

Граница 22 лежит в плоскости Р в продольном и поперечном направлениях L и Т. Эта граница 22 расширяется по направлению к свободному концу 14а края 14. Второй участок 18 соединен с первым участком 16 рядом с выступом 18а в пределах края 14. Эта граница 22 получается исключением связи во время сплетения волокнистой структуры сохранением искривленных волокон первого участка 16 отделенными от искривленных волокон второго участка 18.

Фиг. 4 показывает опору волокон 10′ на фиг. 3 после сгибания края 14 по направлению к стороне второго участка 18, как представлено стрелкой А. Граница 22 обеспечивает второй участок 18 с возможностью тангенциального скольжения вдоль стрелки В от главного участка 12 относительно первого участка 16. В этой волокнистой структуре 10′ весь второй участок 18 тангенциально скользит относительно первого участка 16, таким образом, продольные волокна 20L второго участка 18, которые были укорочены в искривленном направлении, не способны достигать свободного конца 14а края 14, как возникает при сгибании края 14 волокнистой структуры 10 в первом варианте выполнения.

Когда второй участок 18 скользит относительно первого участка 16, край 14а, имеющий свободные концы 16а и 18b первого и второго участков 16 и 18, обрабатывается так, что свободные концы 16а и 18b ложатся в одну линию друг с другом. В этом примере длина второго участка 18, которая выступает за пределы плоскости С разреза, определенной свободным концом 16а первого участка 16, обрезается. Должно быть ясно, что в качестве варианта эта обработка может быть выполнена после изготовления композитной части, т.е. после вмещения волокнистой структуры 10′ в полимерную матрицу.

Фиг. 5 показывает композитную часть 24 во фрагментарном поперечном сечении, выполненную с использованием волокнистой структуры 10. Естественно, в варианте эта часть 24 может быть изготовлена из волокнистой структуры 10′.

В части 24 волокнистая структура 10 вмещается в полимерную матрицу 26. Первый участок 16 и второй участок 18 символично отделены штриховой линией. Естественно, независимо от того, выполнена часть 24 из волокнистой структуры 10 или из 10′, первый участок 16 и второй участок 18 оба вмещаются в матрицу 26 и образуют единую целую конструкцию (т.е. один блок). Таким образом, в части 24 участок 16 образует фланец, тогда как второй участок 18 образует контрфланец 30. В части 24 главный участок 12 образует корпус 32 части 24.

Фиг. 5 также показывает штриховыми линиями болты 34 и опору 36, к которой крепится часть 24. Фланец 28 размещен рядом с опорой 36, тогда как контрфланец 30 размещен рядом с головкой 34 болта 34. Таким образом, контрфланец 30 воспринимает локальные силы, созданные головкой 34а болта 34, и распределяет их по всему фланцу 28. Должно быть ясно, что сплетение волокон, как описано со ссылкой на фиг. 1-4, служит предпочтительно для образования контрфланца 30, который выдерживает локальные силы за счет того, что контрфланец 30 взаимодействует с головкой 34а болта 34, тем самым образуя фланец 28, который надежно удерживает корпус 32 части 24 на опоре 34.

В качестве варианта первый и второй участки 16 и 18 имеют подобные переплетения такие, что фланец и контрфланец имеют внутреннюю структуру, которая подобна и симметрична. Таким образом, головка болта может быть размещена одинаково хорошо рядом с фланцем 28 или рядом с контрфланцем 30. В другом варианте сплетение первого и второго участков 16 и 18 перевернуто относительно вышеописанных волокнистых структур 10 и 10′ так, что положения фланца и контрфланца взаимозаменяются относительно положений, показанных на фиг. 5, тем самым обеспечивая узел, являющийся перевернутым по сравнению с узлом, показанным на фиг. 5, причем опора 36 размещается в положении головки 34а болта 34, и наоборот.

Фиг. 6 показывает направляющую лопатку 40, изготовленную из волокнистой структуры, подобной волокнистой структуре 10 или 10′. Заштрихованная секция в этом материале представляет секцию на фиг. 5. Лопатка 40 продолжается в аксиальном направлении X. Хвост 42 лопатки имеет узел фланца 28 и контрфланца 30, который описан выше со ссылкой на фиг. 5. Естественно, в другом варианте лопатка также имеет вблизи головки 44 лопатки узел фланца и контрфланца, подобный узлу на хвосте 42 лопатки.

Фиг. 7 показывает втулку 50, продолжающуюся в аксиальном направлении X и выполненную с использованием волокнистой структуры, подобной волокнистой структуре 10 или 10′. Заштрихованная секция в этом материале представляет участок на фиг. 5. Аксиальный конец 52 втулки 50 имеет узел, содержащий фланец 28 и контрфланец 30, которые описаны выше со ссылкой на фиг. 5. Естественно, в варианте втулка 50 также имеет вблизи его второго аксиального конца 54 узел фланца и контрфланца, подобный узлу на первом аксиальном конце 52. Втулка 50 образует цилиндрическую часть круглого сечения.

1. Волокнистая структура (10, 10') для изготовления композитной части (24), содержащей матрицу (26), армированную указанной волокнистой структурой (10, 10'), причем указанная волокнистая структура (10, 10') изготовлена трехмерным сплетением и имеет главный участок (12) и край (14), смежный с главным участком (12), отличающаяся тем, что указанный край (14) имеет толщину (E4), большую толщины (E1) главного участка (12), и тем, что край (14) содержит первый участок (16), размещенный неразрывно с главным участком (12), и второй участок (18), наслоенный на первый участок (16), причем указанный край (14), таким образом, выполнен с возможностью сгибания по направлению ко второму участку (18) так, что указанный первый и второй участки (16, 18) соответственно образуют фланец (28) и контрфланец (30) для крепления указанной части (24).

2. Волокнистая структура (10, 10') по п. 1, в которой край (14) имеет свободный конец (14а), причем первый участок (16) частично разъединен от второго участка (18) рядом со свободным концом (14а) края (14).

3. Волокнистая структура (10, 10') по п. 1 или 2, в которой толщина (E2) первого участка (16) отлична от толщины (E3) второго участка (18).

4. Волокнистая структура (10, 10') по п. 1, в которой второй участок (18) имеет искривленные волокна, которые короче искривленных волокон первого участка (16).

5. Волокнистая структура (10, 10') по п. 1, в которой главный участок (12) продолжается в продольном направлении (L) и в поперечном направлении (Т), причем первый участок (16) продолжается неразрывно с главным участком (12) в продольном направлении (L), большая часть волокон первого участка (16) ориентирована в продольном направлении (L), тогда как большая часть волокон второго участка (18) ориентирована в поперечном направлении (Т).

6. Композитная часть (24), содержащая матрицу, армированную волокнистой структурой (10, 10') для изготовления композитной части по п. 1, отличающаяся тем, что она имеет крепежный фланец (28) и крепежный контрфланец (30), образованные соответственно первым участком (16) и вторым участком (18) указанной волокнистой структуры (10, 10').

7. Композитная часть (24) по п. 6, образующая направляющую лопатку (40), причем фланец (28) и контрфланец (30) расположены вблизи хвоста (42) указанной направляющей лопатки (40).

8. Композитная часть (24) по п. 6, образующая цилиндрическую часть (50) круглого сечения, причем эта цилиндрическая часть продолжается вдоль аксиального направления (X), а фланец (28) и контрфланец (30) являются кольцеобразными и расположены вблизи аксиального конца (52) цилиндрической части (50).

9. Способ изготовления волокнистой структуры (10, 10') для изготовления композитной части (24), содержащей матрицу, армированную указанной волокнистой структурой (10, 10'), в котором волокнистую структуру (10, 10') выполняют по п. 1 и изготавливают трехмерным сплетением.

10. Способ изготовления волокнистой структуры (10, 10') по п. 9, в котором во время сплетения волокнистой структуры (10, 10) добавляют настилочное переплетение (20T2) для того, чтобы создавать второй участок (18).

11. Способ изготовления волокнистой структуры (10, 10') по п. 9 или 10, в котором часть второго участка (18) разъединяют с первым участком (16).

12. Способ изготовления композитной части (24), содержащей матрицу, армированную волокнистой структурой (10, 10'), причем способ содержит следующие этапы, на которых:
обеспечивают волокнистую структуру (10, 10') по п. 1;
сгибают край (14) указанной волокнистой структуры (10, 10') для образования узла, содержащего фланец (28) и контрфланец (30) для крепления указанной части (24); и
уплотняют указанную волокнистую структуру (10, 10') полимером (26), причем волокна (20L, 20T, 20T2) указанной волокнистой структуры (10, 10') внедряют в матрицу, образованную полимером (26).

13. Способ изготовления композитной части (24) по п. 12, в котором свободный конец (14а) края (14) обрабатывают таким образом, что свободный конец (16а) первого участка (16) и свободный конец (18b) второго участка (18) лежат неразрывно один с другим.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу изготовления лопатки турбомашины из композитного материала, лопатке турбомашины, комплекту лопаток, диску турбомашины, турбомашине, снабженной множеством комплектов лопаток.

Изобретение относится к усиленной заготовке с вытачками, способу усиления трехмерной П-образной или Т-образной заготовки, к трехмерной композитной структуре. Усиленная заготовка с вытачками содержит трехмерную П-образную или Т-образную заготовку, имеющую по меньшей мере один компонент с вытачками.

Изобретение относится к лопатке турбомашины, способу ее изготовления, к диску турбомашины и турбомашине, снабженными множеством лопаток. Согласно способу изготавливают трехмерным тканьем цельную волокнистую заготовку.

Группа изобретений раскрывает трехмерную тканую заготовку, усиленный волокнами композитный материал, содержащий эту заготовку, и способ их изготовления. Тканая заготовка содержит один или более слоев ткани с расположенной в заданном направлении основой.

Изобретение относится к волокнистой заготовке для создания конического кожуха, усиленному волокнами композитному элементу, содержащему такую волокнистую заготовку, композитному элементу, а также к способу формирования волокнистой заготовки.

Изобретение относится к устройству и способу выполнения продолговатых текстильных заготовок, предназначенных для изготовления несущих композитных элементов посредством способа, использующего вливание смолы.

Изобретение относится к способу изготовления рычага из композиционного материала и применяется, в частности, для рычага, образующего балансир шасси летательного аппарата.

Изобретение относится к способу изготовления деталей сложной формы из композиционного материала. Согласно способу изготавливают посредством трехмерного тканья непрерывной волокнистой полосы, содержащей непрерывный ряд волокнистых заготовок преформ множества подлежащих изготовлению деталей.
Наверх