Гибридная мультиаксиальная ткань



Гибридная мультиаксиальная ткань
Гибридная мультиаксиальная ткань
Гибридная мультиаксиальная ткань
Гибридная мультиаксиальная ткань
Гибридная мультиаксиальная ткань
Гибридная мультиаксиальная ткань
Гибридная мультиаксиальная ткань
Гибридная мультиаксиальная ткань

Владельцы патента RU 2644464:

ОСВ ИНТЕЛЛЕКЧУАЛ КАПИТАЛ, ЛЛК (US)

Изобретение относится к гибридным мультиаксиальным тканям и волокнистым полимерным многослойным материалам. Ткань содержит множество армирующих волокон, в которое входят множество первых волокон, множество вторых волокон и множество третьих волокон, при этом первые волокна характеризуются первой ориентацией внутри ткани, вторые волокна характеризуются второй ориентацией внутри ткани, причем вторая ориентация отличается от первой ориентации первым смещением, третьи волокна характеризуются третьей ориентацией внутри ткани, причем третья ориентация отличается от первой ориентации вторым смещением. Первые волокна содержат множество четвертых волокон и множество пятых волокон и значение модуля упругости четвертых волокон превышает значение модуля упругости пятых волокон. При этом масса четвертых волокон составляет 10-40% от массы первых волокон и масса пятых волокон составляет 60-90% от массы первых волокон. Материалу присущи улучшенные эксплуатационные характеристики. 19 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Ссылка на родственную заявку

Согласно настоящей заявке испрашивается приоритет в соответствии с предварительной заявкой на выдачу патента США №61/729,996, поданной 26 ноября 2012 года, которая ссылкой полностью включена в настоящий документ.

Область техники

Общие идеи настоящего изобретения в целом относятся к мультиаксиальным тканям и волокнистым полимерным многослойным материалам, а также к содержащим их цилиндрическим телам и/или телам с фланцами, которые предназначены для практических применений, связанных с болтовым соединением.

Уровень техники

Практические применения волокнистых полимерных многослойных материалов на тканевой основе, например, в болтовых соединениях между лопастью воздушной турбины и ступицей в системе воздушной турбины, как правило, характеризуются наличием структур, сформированных из указанных многослойных материалов, которые подвержены воздействию усилий, которые различаются по величине и направлению. Таким образом, существует необходимость в создании многослойных материалов, которые являются более эффективными и/или лучше сопротивляются таким усилиям, учитывая их различия по величине и направлению.

Сущность изобретения

Общие идеи настоящего изобретения относятся к мультиаксиальным тканям (включая гибридные мультиаксиальные ткани) и волокнистым полимерным многослойным материалам, содержащим указанные ткани. Общие идеи настоящего изобретения также охватывают тела (например, цилиндрические тела и/или тела с фланцами), которые содержат такие ткани и/или многослойные материалы. Указанным телам присущи улучшенные эксплуатационные характеристики и/или сниженная стоимость (например, для практических применений, связанных с соединением узлов или деталей) благодаря использованию улучшенных тканей и многослойных материалов.

Многослойный материал в соответствии с одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления содержит по меньшей мере один армирующий слой. Армирующий слой содержит ткань, которая содержит множество армирующих волокон. Первая группа армирующих волокон характеризуется первой ориентацией внутри ткани; вторая группа армирующих волокон характеризуется второй ориентацией внутри ткани, причем вторая ориентация отличается от первой ориентации первым смещением; и третья группа армирующих волокон характеризуется третьей ориентацией внутри ткани, причем третья ориентация отличается от первой ориентации вторым смещением.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ткань является цельной тканью, содержащей армирующие волокна. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ткань является вязаным, тканым или безуточным изделием.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления указанная ткань сформирована из первой ткани и второй ткани; при этом первая ткань содержит первую группу армирующих волокон; и вторая ткань содержит вторую группу армирующих волокон и третью группу армирующих волокон. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ткань является вязаным, тканым или безуточным изделием; и вторая ткань является вязаным, тканым или безуточным изделием. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ткань и вторая ткань сшиты друг с другом. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ткань содержит первый армирующий слой многослойного материала, и вторая ткань содержит второй армирующий слой многослойного материала; и значение толщины первого армирующего слоя отличается от значения толщины второго армирующего слоя.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ткань сформирована из первой ткани, второй ткани и третьей ткани; при этом первая ткань содержит первую группу армирующих волокон; вторая ткань содержит вторую группу армирующих волокон; и третья ткань содержит третью группу армирующих волокон. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ткань является вязаным, тканым или безуточным изделием; вторая ткань является вязаным, тканым или безуточным изделием; и третья ткань является вязаным, тканым или безуточным изделием. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ткань, вторая ткань и третья ткань сшиты друг с другом. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ткань содержит первый армирующий слой многослойного материала; вторая ткань содержит второй армирующий слой многослойного материала; и третья ткань содержит третий армирующий слой многослойного материала; при этом значение толщины первого армирующего слоя отличается от значения толщины второго армирующего слоя; значение толщины первого армирующего слоя отличается от значения толщины третьего армирующего слоя; и значение толщины второго армирующего слоя по существу равно значению толщины третьего армирующего слоя.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно приблизительно х-10°; и второе смещение равно приблизительно x+10°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно приблизительно х-15°; и второе смещение равно приблизительно x+15°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно приблизительно х-20°; и второе смещение равно приблизительно х+20°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно приблизительно х-25°; и второе смещение равно приблизительно х+25°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно приблизительно х-30°; и второе смещение равно приблизительно х+30°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно приблизительно х-45°; и второе смещение равно приблизительно х+45°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно от х-10° до х-30°; и второе смещение равно от х+10° до х+30°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно от х-5° до х-45°; и второе смещение равно от х+5° до х+45°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равняется 0°. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равняется 90°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления абсолютное значение первого смещения отличается от абсолютного значения второго смещения.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления масса первой группы армирующих волокон составляет приблизительно 20% от массы всех армирующих волокон; и масса второй группы армирующих волокон и третьей группы армирующих волокон составляет приблизительно 80% от массы всех армирующих волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления масса первой группы армирующих волокон составляет приблизительно 50% от массы всех армирующих волокон; и масса второй группы армирующих волокон и третьей группы армирующих волокон составляет приблизительно 50% от массы всех армирующих волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления масса первой группы армирующих волокон составляет 10-50% от массы всех армирующих волокон; и масса второй группы армирующих волокон и третьей группы армирующих волокон составляет 50-90% от массы всех армирующих волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления армирующие волокна выбраны из группы, состоящей из полимерных волокон, углеродных волокон, арамидных волокон и стекловолокон. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления армирующие волокна представляют собой стекловолокна, выбранные из группы, состоящей из стекловолокон типа А, стекловолокон типа С, стекловолокон типа G, стекловолокон типа Е, стекловолокон типа S, стекловолокон типа Н и стекловолокон типа E-CR.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая группа армирующих волокон содержит множество первых волокон и множество вторых волокон, при этом значение модуля упругости первых волокон отличается от значения модуля упругости вторых волокон. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первые волокна являются стекловолокнами типа Н, а вторые волокна являются стекловолокнами типа E-CR.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая группа армирующих волокон содержит множество первых волокон и множество вторых волокон, при этом значение прочности на разрыв первых волокон отличается от значения прочности на разрыв вторых волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая группа армирующих волокон содержит множество первых волокон и множество вторых волокон, при этом значение модуля упругости первых волокон превышает значение модуля упругости вторых волокон. Масса первых волокон составляет 10-40% от массы первой группы армирующих волокон, а масса вторых волокон составляет 60-90% от массы первой группы армирующих волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая группа армирующих волокон содержит множество первых волокон и множество вторых волокон, при этом значение модуля упругости первых волокон превышает значение модуля упругости вторых волокон. Масса первых волокон составляет 20-30% от массы первой группы армирующих волокон, а масса вторых волокон составляет 70-80% от массы первой группы армирующих волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая группа армирующих волокон содержит множество первых волокон и множество вторых волокон, при этом значение прочности на разрыв первых волокон превышает значение прочности на разрыв вторых волокон. Масса первых волокон составляет 10-40% от массы первой группы армирующих волокон, а масса вторых волокон составляет 60-90% от массы первой группы армирующих волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая группа армирующих волокон содержит множество первых волокон и множество вторых волокон, при этом значение прочности на разрыв первых волокон превышает значение прочности на разрыв вторых волокон. Масса первых волокон составляет 20-30% от массы первой группы армирующих волокон, а масса вторых волокон составляет 70-80% от массы первой группы армирующих волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая группа армирующих волокон содержит первый тип волокна; вторая группа армирующих волокон содержит второй тип волокна; и первый тип волокна отличается от второго типа волокна.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая группа армирующих волокон состоит из первого тип волокна; вторая группа армирующих волокон состоит из второго типа волокна; и первый тип волокна отличается от второго типа волокна.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая группа армирующих волокон содержит первый тип волокна; третья группа армирующих волокон содержит второй тип волокна; и первый тип волокна отличается от второго типа волокна.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая группа армирующих волокон состоит из первого тип волокна; третья группа армирующих волокон состоит из второго типа волокна; и первый тип волокна отличается от второго типа волокна.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления вторая группа армирующих волокон содержит первый тип волокна; третья группа армирующих волокон содержит второй тип волокна; и первый тип волокна отличается от второго типа волокна.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления вторая группа армирующих волокон состоит из первого тип волокна; третья группа армирующих волокон состоит из второго типа волокна; и первый тип волокна отличается от второго типа волокна.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления многослойным материал содержит множество армирующих слоев. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления многослойный материал характеризуется наличием приблизительно 100 слоев.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления многослойный материал содержит множество слоев, включая первый слой и второй слой, при этом толщина первого слоя отличается от толщины второго слоя.

Многослойный материал в соответствии с одним представленным в качестве примера вариантом осуществления содержит: первый слой, содержащий первую ткань; второй слой, содержащий вторую ткань; и третий слой, содержащий третью ткань; при этом первые волокна в первом слое по существу параллельны друг другу и оси а; вторые волокна, входящие в состав второго слоя, по существу параллельны друг другу и оси b; третьи волокна, входящие в состав третьего слоя, по существу параллельны друг другу и оси с; ось b смещена от оси а так, что ось b пересекает ось а; ось с смещена от оси а так, что ось с пересекает ось а; вторые волокна симметричны третьим волокнам относительно оси а; первые волокна содержат четвертые волокна и пятые волокна; и значение модуля упругости четвертых волокон отличается от значения модуля упругости пятых волокон. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ткань, вторая ткань и третья ткань сшиты друг с другом.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ткань, вторая ткань и третья ткань являются цельными триаксиальными тканями.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ткань является однонаправленной тканью; и вторая ткань и третья ткань являются цельными биаксиальными тканями. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления однонаправленная ткань и биаксиальная ткань сшиты друг с другом.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ось b смещена от оси а приблизительно на -10°; и ось с смещена от оси а приблизительно на +10°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ось b смещена от оси а приблизительно на -15°; и ось с смещена от оси а приблизительно на +15°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ось b смещена от оси а приблизительно на -20°; и ось с смещена от оси а приблизительно на +20°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ось b смещена от оси а приблизительно на -25°; и ось с смещена от оси а приблизительно на +25°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ось b смещена от оси а приблизительно на -30°; и ось с смещена от оси а приблизительно на +30°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ось b смещена от оси а приблизительно на -45°; и ось с смещена от оси а приблизительно на +45°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ось b смещена от оси а на от -10° до -30°; и ось с смещена от оси а на от +10° до +30°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ось b смещена от оси а на от -5° до -45°; и ось с смещена от оси а на от +5° до +45°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ось а соответствует направлению основы первой ткани. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ось а соответствует направлению утка первой ткани.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первые волокна выбраны из группы, состоящей из полимерных волокон, углеродных волокон, арамидных волокон и стекловолокон. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления вторые волокна выбраны из группы, состоящей из полимерных волокон, углеродных волокон, арамидных волокон и стекловолокон. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления третьи волокна выбраны из группы, состоящей из полимерных волокон, углеродных волокон, арамидных волокон и стекловолокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первые волокна представляют собой стекловолокна, выбранные из группы, состоящей из стекловолокон типа А, стекловолокон типа С, стекловолокон типа G, стекловолокон типа Е, стекловолокон типа S, стекловолокон типа Н и стекловолокон типа E-CR. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления вторые волокна представляют собой стекловолокна, выбранные из группы, состоящей из стекловолокон типа А, стекловолокон типа С, стекловолокон типа G, стекловолокон типа Е, стекловолокон типа S, стекловолокон типа Н и стекловолокон типа E-CR. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления третьи волокна представляют собой стекловолокна, выбранные из группы, состоящей из стекловолокон типа А, стекловолокон типа С, стекловолокон типа G, стекловолокон типа Е, стекловолокон типа S, стекловолокон типа Н и стекловолокон типа E-CR.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления четвертые волокна являются стекловолокнами типа Н, а пятые волокна являются стекловолокнами типа E-CR.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления значение модуля упругости четвертых волокон превышает значение модуля упругости пятых волокон; при этом масса четвертых волокон составляет 10-40% от массы первых волокон в первой ткани, а масса пятых волокон составляет 60-90% от массы первых волокон в первой ткани.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления значение модуля упругости четвертых волокон превышает значение модуля упругости пятых волокон; при этом масса четвертых волокон составляет 20-30% от массы первых волокон в первой ткани, а масса пятых волокон составляет 70-80% от массы первых волокон в первой ткани.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ткань является вязаным, тканым или безуточным изделием. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления вторая ткань является вязаным, тканым или безуточным изделием. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления третья ткань является вязаным, тканым или безуточным изделием.

Гибридная мультиаксиальная ткань в соответствии с одним представленным в качестве примера вариантом осуществления содержит: множество армирующих волокон, в которое входят множество первых волокон, множество вторых волокон и множество третьих волокон; при этом первые волокна характеризуются первой ориентацией внутри ткани; вторые волокна характеризуются второй ориентацией внутри ткани, причем вторая ориентация отличается от первой ориентации первым смещением; третьи волокна характеризуются третьей ориентацией внутри ткани, причем третья ориентация отличается от первой ориентации вторым смещением; первые волокна содержат множество четвертых волокон и множество пятых волокон; и значение модуля упругости четвертых волокон отличается от значения модуля упругости пятых волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления гибридная мультиаксиальная ткань является цельной тканью, содержащей армирующие волокна.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления гибридная мультиаксиальная ткань сформирована из первой ткани и второй ткани; при этом первая ткань содержит первые волокна; и вторая ткань содержит вторые волокна и третьи волокна. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ткань и вторая ткань сшиты друг с другом.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления гибридная мультиаксиальная ткань сформирована из первой ткани, второй ткани и третьей ткани; при этом первая ткань содержит первые волокна; вторая ткань содержит вторые волокна; и третья ткань содержит третьи волокна. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ткань, вторая ткань и третья ткань сшиты друг с другом.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно приблизительно х-10°; и второе смещение равно приблизительно х+10°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно приблизительно х-15°; и второе смещение равно приблизительно х+15°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно приблизительно х-20°; и второе смещение равно приблизительно х+20°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно приблизительно х-25°; и второе смещение равно приблизительно х+25°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно приблизительно х-30°; и второе смещение равно приблизительно х+30°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно приблизительно х-45°; и второе смещение равно приблизительно х+45°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно от х-10° до х-30°; и второе смещение равно от х+10° до х+30°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно от х-5° до х-45°; и второе смещение равно от х+5° до х+45°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равняется 0°. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равняется 90°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления абсолютное значение первого смещения отличается от абсолютного значения второго смещения.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления масса первых волокон составляет приблизительно 20% от массы всех армирующих волокон в ткани; и масса вторых волокон и третьих волокон составляет приблизительно 80% от массы всех армирующих волокон в ткани.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления масса первых волокон составляет приблизительно 50% от массы всех армирующих волокон в ткани; и масса вторых волокон и третьих волокон составляет приблизительно 50% от массы всех армирующих волокон в ткани.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления масса первых волокон составляет 10-50% от массы всех армирующих волокон в ткани; и масса вторых волокон и третьих волокон составляет 50-90% от массы всех армирующих волокон в ткани.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления армирующие волокна выбраны из группы, состоящей из полимерных волокон, углеродных волокон, арамидных волокон и стекловолокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления армирующие волокна представляют собой стекловолокна, выбранные из группы, состоящей из стекловолокон типа А, стекловолокон типа С, стекловолокон типа G, стекловолокон типа Е, стекловолокон типа S, стекловолокон типа Н и стекловолокон типа E-CR.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления четвертые волокна являются стекловолокнами типа Н, а пятые волокна являются стекловолокнами типа E-CR.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления значение прочности на разрыв четвертых волокон отличается от значения прочности на разрыв пятых волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления значение модуля упругости четвертых волокон превышает значение модуля упругости пятых волокон; при этом масса четвертых волокон составляет 10-40% от массы первых волокон, а масса пятых волокон составляет 60-90% от массы первых волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления значение модуля упругости четвертых волокон превышает значение модуля упругости пятых волокон; при этом масса четвертых волокон составляет 20-30% от массы первых волокон, а масса пятых волокон составляет 70-80% от массы первых волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления значение прочности на разрыв четвертых волокон превышает значение прочности на разрыв пятых волокон; при этом масса четвертых волокон составляет 10-40% от массы первых волокон, а масса пятых волокон составляет 60-90% от массы первых волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления значение прочности на разрыв четвертых волокон превышает значение прочности на разрыв пятых волокон; при этом масса четвертых волокон составляет 20-30% от массы первых волокон, а масса пятых волокон составляет 70-80% от массы первых волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления тип первых волокон отличается от типа вторых волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления тип первых волокон отличается от типа третьих волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления тип вторых волокон отличается от типа третьих волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ткань является вязаным, тканым или безуточным изделием.

В соответствии с одним представленным в качестве примера вариантом осуществления тело для присоединения к структуре содержит одно из мультиаксиальной ткани; мультиаксиального многослойного материала; гибридной ткани; гибридного многослойного материала; гибридной мультиаксиальной ткани; и гибридного мультиаксиального многослойного материала.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления тело содержит цилиндрическую часть.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления тело является сферическим, коническим или эллиптическим.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления тело содержит установочный фланец.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления тело прикреплено к структуре при помощи нескольких болтов. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления болты представляют собой болты с Т-образной головкой.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления тело представляет собой лопасть воздушной турбины.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления тело представляет собой корневую часть лопасти воздушной турбины.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления армирующая ткань и/или многослойный материал расположены в теле таким образом, что направление первых волокон совпадает с основным направлением напряжения в теле.

Многочисленные другие аспекты, преимущества и/или признаки общих идей настоящего изобретения станут более очевидными из последующего подробного описания представленных в качестве примера вариантов осуществления, формулы изобретения и прилагаемых фигур, а также связанных с ними предоставляемых документов.

Краткое описание чертежей

Далее приведено более подробное описание общих идей, вариантов осуществления и преимуществ настоящего изобретения, при этом следует отметить, что описание представлено лишь в качестве примера и выполнено со ссылками на фигуры, где:

на фиг. 1А представлена схема, иллюстрирующая ориентации армирующих волокон внутри многослойного материала относительно направления основы;

на фиг. 1В представлена схема, иллюстрирующая ориентации армирующих волокон внутри многослойного материала относительно направления утка;

на фиг. 2 представлена схема, иллюстрирующая триаксиальную ткань, содержащую армирующие волокна, которые характеризуются тремя различными ориентациями, для применения в многослойном материале;

на фиг. 3 представлена диаграмма, иллюстрирующая биаксиальную ткань, содержащую армирующие волокна, которые характеризуются двумя различными ориентациями, и однонаправленную ткань, содержащую армирующие волокна, которые характеризуются одной ориентацией, при этом указанная биаксиальная ткань объединена с указанной однонаправленной тканью для применения в многослойном материале;

на фиг. 4 представлена диаграмма, иллюстрирующая три однонаправленные ткани, причем каждая из однонаправленных тканей содержит армирующие волокна, которые характеризуются одинаковой ориентацией, при этом указанные однонаправленные ткани при применении в многослойном материале объединены таким образом, что армирующие волокна каждой однонаправленной ткани характеризуются ориентацией, которая отличается от ориентации армирующих волокон других однонаправленных тканей;

на фиг. 5 представлена схема, иллюстрирующая армирующую ткань для многослойного материала, причем армирующая ткань содержит по меньшей мере одну группу армирующих волокон, которые характеризуются одинаковой ориентацией, при этом указанная группа армирующих волокон содержит два различных типа армирующих волокон;

на фиг. 6 представлена схема, иллюстрирующая армирующую ткань для многослойного материала, при этом армирующая ткань содержит по меньшей мере три группы армирующих волокон, причем каждая группа армирующих волокон характеризуются ориентацией внутри ткани, которая отличается от ориентации других групп армирующих волокон, и по меньшей мере одна из групп армирующих волокон содержит два различных типа армирующих волокон.

Подробное описание изобретения

Хотя общие идеи изобретения могут быть осуществлены в множестве различных форм, конкретные варианты осуществления идей изобретения изображены на фигурах и будут более подробно описаны в настоящем документе, при этом следует понимать, что настоящее раскрытие следует рассматривать в качестве иллюстрации принципов общих идей изобретения. Соответственно, предполагается, что общие идеи настоящего изобретения не ограничены конкретными вариантами осуществления, проиллюстрированными в настоящем документе.

Если не будет указано иное, то все технические и научные термины, используемые в настоящем документе, имеют общепринятое значение для среднего специалиста в области техники, к которой относятся представленные в качестве примера варианты осуществления. В настоящем документе предполагается, что формы единственного числа включают также и формы множественного числа, если иное явным образом следует из контекста.

Авторы настоящего изобретения обнаружили что, применение тканей и многослойных материалов, содержащих армирующие волокна, которые характеризуются многочисленными ориентациями с относительно небольшими смещениями, обеспечивает улучшенные рабочие характеристики (например, улучшенную прочность) и/или экономию средств по сравнению со стандартными тканями и многослойными материалами. Соответственно, общие идеи настоящего изобретения охватывают такие мультиаксиальные ткани, многослойные материалы и т.п. Общие идеи настоящего изобретения также охватывают структуры (например, цилиндрические тела и/или тела с фланцами), которые содержат такие ткани и/или многослойные материалы. Указанные структуры могут быть использованы, например, в практических применениях, связанных с соединением узлов или деталей. Практические применения, связанные с соединением узлов или деталей, включают соединение, связывание или иное сопряжение одной или нескольких структур с одной или несколькими другими структурами при помощи соединительных средств. Практические применения, связанные с болтовым соединением, являются широко известным типом практических применений, связанных с соединением узлов или деталей, при этом в качестве соединительных средств применяют болты (например, болты с Т-образной головкой), шпильки или т.п. Примером такого практического применения, связанного с болтовым соединением, является крепление лопасти воздушной турбины к ее ступице.

В контексте настоящего документа под термином «ткань» следует понимать любое тканое, вязаное, безуточное или аналогичным образом изготовленное волокнистое изделие. Описанные в настоящем документе ткани содержат один или несколько пластов, выполненных из любого тканого, вязаного, безуточного или аналогичным образом изготовленного волокнистого материала. Пласты тканей могут быть прикреплены друг к другу при помощи любой из технологий, известных из уровня техники, например, при помощи сшивания. В контексте настоящего документа под термином «многослойный материал» следует понимать лист материала, изготовленный посредством связывания или соединения другим способом двух или более листов или слоев друг с другом, или т.п.

Как изображено на фиг. 1А, в соответствии с одним представленным в качестве примера вариантом осуществления армирующая ткань 100 (или многослойный материал, содержащий указанную ткань) содержит первые армирующие волокна, которые характеризуются первой ориентацией 102, которая соответствует направлению основы (т.е. ориентации 0°) армирующей ткани 100. Армирующая ткань 100 также содержит вторые армирующие волокна, которые характеризуются второй ориентацией 104, и третьи армирующие волокна, которые характеризуются третьей ориентацией 106. Вторая ориентация 104 отличается от первой ориентации 102 первым смещением 108. Аналогично, третья ориентация 106 отличается от первой ориентации 102 вторым смещением 110.

Как изображено на фиг. 1В, в соответствии с одним представленным в качестве примера вариантом осуществления армирующая ткань 150 (или многослойный материал, содержащий указанную ткань) содержит первые армирующие волокна, которые характеризуются первой ориентацией 152, которая соответствует направлению утка (т.е. ориентации 90°) армирующей ткани 150. Армирующая ткань 150 также содержит вторые армирующие волокна, которые характеризуются второй ориентацией 154, и третьи армирующие волокна, которые характеризуются третьей ориентацией 156. Вторая ориентация 154 отличается от первой ориентации 152 первым смещением 158. Аналогично, третья ориентация 156 отличается от первой ориентации 152 вторым смещением 160.

Более конкретно, общие идеи настоящего изобретения охватывают ткани (например, ткани 100 и 150), которые характеризуются наличием множества групп армирующих волокон, которые характеризуются различными ориентациями с небольшим смещением относительно друг друга. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления ткань содержит три группы армирующих волокон, при этом каждая группа армирующих волокон характеризуется различной ориентацией.

В этом случае группа первых армирующих волокон характеризуется ориентацией х; группа вторых армирующих волокон характеризуется ориентацией y; и группа третьих армирующих волокон характеризуется ориентацией z. Вторые армирующие волокна характеризуются ориентацией х-y, а третьи армирующие волокна характеризуются ориентацией x+z. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления |y|-|z|, в результате чего вторые армирующие волокна характеризуются ориентацией х-y, а третьи армирующие волокна характеризуются ориентацией х+y (см. фиг. 1А и 1В).

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления |y|=10°. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления |y|=15°. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления |y|=20°. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления |y|=25°. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления |y|=30°. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления |y|=45°. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления 5°≤|y|≤45°. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления 10°≤|y|≤30°.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления х=0°. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления х=90°.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления по меньшей мере 50% первых армирующих волокон характеризуются ориентацией х. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления по меньшей мере 60% первых армирующих волокон характеризуются ориентацией х. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления по меньшей мере 70% первых армирующих волокон характеризуются ориентацией х. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления по меньшей мере 80% первых армирующих волокон характеризуются ориентацией х. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления по меньшей мере 90% первых армирующих волокон характеризуются ориентацией х. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления по меньшей мере 95% первых армирующих волокон характеризуются ориентацией х. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления по меньшей мере 98% первых армирующих волокон характеризуются ориентацией х.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления по меньшей мере 50% вторых армирующих волокон характеризуются ориентацией y. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления по меньшей мере 60% вторых армирующих волокон характеризуются ориентацией y. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления по меньшей мере 70% вторых армирующих волокон характеризуются ориентацией y. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления по меньшей мере 80% вторых армирующих волокон характеризуются ориентацией y. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления по меньшей мере 90% вторых армирующих волокон характеризуются ориентацией y. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления по меньшей мере 95% вторых армирующих волокон характеризуются ориентацией y. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления по меньшей мере 98% вторых армирующих волокон характеризуются ориентацией y.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления по меньшей мере 50% третьих армирующих волокон характеризуются ориентацией z. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления по меньшей мере 60% третьих армирующих волокон характеризуются ориентацией z. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления по меньшей мере 70% третьих армирующих волокон характеризуются ориентацией z. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления по меньшей мере 80% третьих армирующих волокон характеризуются ориентацией z. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления по меньшей мере 90% третьих армирующих волокон характеризуются ориентацией z. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления по меньшей мере 95% третьих армирующих волокон характеризуются ориентацией z. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления по меньшей мере 98% третьих армирующих волокон характеризуются ориентацией z.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления первые армирующие волокна выбраны из полимерных волокон, углеродных волокон, арамидных волокон и стекловолокон.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления вторые армирующие волокна выбраны из полимерных волокон, углеродных волокон, арамидных волокон и стекловолокон.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления третьи армирующие волокна выбраны из полимерных волокон, углеродных волокон, арамидных волокон и стекловолокон.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления первые армирующие волокна, вторые армирующие волокна и третьи армирующие волокна являются стекловолокнами.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления первые армирующие волокна представляют собой стекловолокна, выбранные из группы, состоящей из стекловолокон типа А, стекловолокон типа С, стекловолокон типа G, стекловолокон типа Е, стекловолокон типа S, стекловолокон типа Н и стекловолокон типа E-CR.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления вторые армирующие волокна представляют собой стекловолокна, выбранные из группы, состоящей из стекловолокон типа А, стекловолокон типа С, стекловолокон типа G, стекловолокон типа Е, стекловолокон типа S, стекловолокон типа Н и стекловолокон типа E-CR.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления третьи армирующие волокна представляют собой стекловолокна, выбранные из группы, состоящей из стекловолокон типа А, стекловолокон типа С, стекловолокон типа G, стекловолокон типа Е, стекловолокон типа S, стекловолокон типа Н и стекловолокон типа E-CR.

Примером стекловолокна типа E-CR является стекловолокна торговой марки Advantex®, выпускаемые компанией Owens Corning.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления многослойный материал содержит множество слоев, при этом до меньшей мере один из слоев сформирован из армирующей ткани в соответствии с представленным в настоящем документе раскрытием. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления многослойный материал характеризуется наличием приблизительно 100 слоев. Многослойным материал может быть сформирован при помощи любой из известных технологий. Например, полимеры для формирования указанных многослойных материалов могут быть использованы. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления эпоксидную смолу используют для формирования указанных многослойных материалов.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления многослойный материал содержит первый слой и второй слой, при этом толщина первого слоя отличается от толщины второго слоя.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления в многослойном материале, который сформирован из армирующей ткани, охватываемой общими идеями настоящего изобретения (например, ткани 100 и ткани 150), или иным образом включает в себя такую ткань, масса первых армирующих волокон составляет приблизительно 20% от массы всех армирующих волокон в указанном многослойном материале, а сумма массы вторых армирующих волокон и массы третьих армирующих волокон составляет приблизительно 80% от массы всех армирующих волокон в указанном многослойном материале.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления в многослойном материале, который сформирован из армирующей ткани, охватываемой общими идеями настоящего изобретения (например, ткани 100 и ткани 150), или иным образом включает в себя такую ткань, масса первых армирующих волокон составляет приблизительно 50% от массы всех армирующих волокон в указанном многослойном материале, а сумма массы вторых армирующих волокон и массы третьих армирующих волокон составляет приблизительно 50% от массы всех армирующих волокон в указанном многослойном материале.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления в многослойном материале, который сформирован из армирующей ткани, охватываемой общими идеями настоящего изобретения (например, ткани 100 и ткани 150), или иным образом включает в себя такую ткань, масса первых армирующих волокон составляет 10-50% от массы всех армирующих волокон в указанном многослойном материале, а сумма массы вторых армирующих волокон и массы третьих армирующих волокон составляет 50-90% от массы всех армирующих волокон в указанном многослойном материале.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления армирующая ткань, охватываемая общими идеями изобретения (например, ткань 100 и ткань 150), сформирована в качестве цельной ткани, содержащей армирующие волокна. Например, как изображено на фиг. 2, армирующая ткань 200 в соответствии с одним представленным в качестве примера вариантом осуществления представляет собой триаксиальную ткань 202. Триаксиальная ткань 202 содержит первые армирующие волокна 204, которые характеризуются первой ориентацией, вторые армирующие волокна 206, которые характеризуются второй ориентацией, и третьи армирующие волокна 208, которые характеризуются третьей ориентацией.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления армирующая ткань, охватываемая общими идеями изобретения (например, ткань 100 и ткань 150), сформирована в качестве сочетания из двух или более тканей, содержащих армирующие волокна. Например, как изображено на фиг. 3, армирующая ткань 300 в соответствии с одним представленным в качестве примера вариантом осуществления содержит однонаправленную ткань 302 и биаксиальную ткань 304. Однонаправленная ткань 302 содержит первые армирующие волокна 306, характеризующиеся первой ориентацией. Биаксиальная ткань 304 содержит вторые армирующие волокна 308, которые характеризуются второй ориентацией, и третьи армирующие волокна 310, которые характеризуются третьей ориентацией. Однонаправленная ткань 302 и биаксиальная ткань 304 связаны или иным образом сопряжены друг с другом для формирования армирующей ткани 300. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления однонаправленная ткань 302 и биаксиальная ткань 304 сшиты друг с другом.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления армирующая ткань, охватываемая общими идеями изобретения (например, ткань 100 и ткань 150), сформирована в качестве сочетания из трех или более тканей, содержащих армирующие волокна. Например, как изображено на фиг. 4, армирующая ткань 400 в соответствии с одним представленным в качестве примера вариантом осуществления содержит однонаправленную ткань 402, однонаправленную ткань 404 и однонаправленную ткань 406. Однонаправленная ткань 402 содержит первые армирующие волокна 408, характеризующиеся первой ориентацией. Однонаправленная ткань 404 содержит вторые армирующие волокна 410, характеризующиеся второй ориентацией. Однонаправленная ткань 406 содержит третьи армирующие волокна 412, характеризующиеся третьей ориентацией. Однонаправленные ткани 402, 404 и 406 связаны или иным образом сопряжены друг с другом для формирования армирующей ткани 400. Однонаправленные ткани 402, 404 и 406 могут быть связаны друг с другом в любом порядке. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления однонаправленные ткани 402, 404 и 406 сшиты друг с другом.

Авторами настоящего изобретения также обнаружили что, применение различных типов волокон в группе армирующих волокон, которые характеризуются одинаковой ориентацией в ткани или в многослойном материале, может обеспечить улучшенные рабочие характеристики (например, улучшенную прочность) и/или экономию средств по сравнению со стандартными тканями и многослойными материалами. Например, волокна первого типа и волокна второго типа характеризуются одинаковой ориентацией в ткани или многослойном материале, при этом волокна первого типа характеризуются модулем упругости, который выше модуля упругости волокон второго типа. Альтернативно, волокна первого типа и волокна второго типа характеризуются одинаковой ориентацией в ткани или многослойном материале, при этом волокна первого типа характеризуются прочностью на разрыв, которая выше прочности на разрыв волокон второго типа. Соответственно, общие идеи настоящего изобретения охватывают такие гибридные ткани, многослойные материалы и т.п.

Общие идеи настоящего изобретения также охватывают структуры (например, цилиндрические тела и/или тела с фланцами), которые содержат такие гибридные ткани и/или многослойные материалы. Указанные структуры могут быть использованы, например, в практических применениях, связанных с соединением узлов или деталей. Практические применения, связанные с соединением узлов или деталей, включают соединение, связывание или иное сопряжение одной или нескольких структур с одной или несколькими другими структурами при помощи соединительных средств. Практические применения, связанные с болтовым соединением, являются широко известным типом практических применений, связанных с соединением узлов или деталей, при этом в качестве соединительных средств применяют болты (например, болты с Т-образной головкой). Примером такого практического применения, связанного с болтовым соединением, является крепление лопасти воздушной турбины к ее ступице.

В соответствии с одним представленным в качестве примера вариантом осуществления армирующая ткань 500 представляет собой однонаправленную ткань 502, содержащую множество армирующих волокон, которые характеризуются одинаковой ориентацией. Армирующие волокна содержат первые волокна 504 и вторые волокна 506. Модуль упругости первых волокон 504 превышает модуль упругости вторых волокон 506.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления первые волокна выбраны из полимерных волокон, углеродных волокон, арамидных волокон и стекловолокон.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления вторые волокна выбраны из полимерных волокон, углеродных волокон, арамидных волокон и стекловолокон.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления первые волокна и вторые волокна являются стекловолокнами.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления первые волокна являются стекловолокнами типа Н, а вторые волокна являются стекловолокнами типа E-CR.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления масса первых волокон составляет 10-40% от массы всех армирующих волокон в армирующей ткани 500, а масса вторых волокон составляет 60-90% от массы всех армирующих волокон в армирующей ткани 500.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления масса первых волокон составляет 20-30% от массы всех армирующих волокон в армирующей ткани 500, а масса вторых волокон составляет 70-80% от массы всех армирующих волокон в армирующей ткани 500.

Соответственно, общие идеи настоящего изобретения также охватывают гибридные мультиаксиальные ткани, многослойные материалы и т.п. Применение таких гибридных мультиаксиальных тканей и/или многослойных материалов обеспечивает улучшенные рабочие характеристики (например, улучшенную прочность) и/или экономию средств по сравнению со стандартными тканями и многослойными материалами. Гибридные мультиаксиальные ткани и/или многослойные материалы содержат группы армирующих волокон, которые характеризуются различными ориентациями с относительно небольшими смещениями, при этом по меньшей мере одна из групп армирующих волокон с одинаковой ориентацией содержит различные типы волокон. Например, гибридные мультиаксиальные ткани и/или многослойные материалы представляют сочетание мультиаксиальной ткани (например, ткани 200, 300 или 400) и гибридной ткани (например, ткани 500).

Общие идеи настоящего изобретения также охватывают структуры (например, цилиндрические тела и/или тела с фланцами), которые содержат такие ткани и/или многослойные материалы. Указанные структуры могут быть использованы, например, в практических применениях, связанных с соединением узлов или деталей. Практические применения, связанные с соединением узлов или деталей, включают соединение, связывание или иное сопряжение одной или нескольких структур с одной или несколькими другими структурами при помощи соединительных средств. Практические применения, связанные с болтовым соединением, являются широко известным типом практических применений, связанных с соединением узлов или деталей, при этом в качестве соединительных средств применяют болты (например, болты с Т-образной головкой). Примером такого практического применения, связанного с болтовым соединением, является крепление лопасти воздушной турбины к ее ступице.

В соответствии с одним представленным в качестве примера вариантом осуществления армирующая ткань 600 представляет собой гибридную мультиаксиальную ткань 602, содержащую несколько групп армирующих волокон, которые характеризуются различными ориентациями с небольшими смещениями относительно друг друга. В частности, гибридная мультиаксиальная ткань 602 содержит три группы армирующих волокон: группу первых армирующих волокон, которые характеризуются первой ориентацией 604, группу вторых армирующих волокон, которые характеризуются второй ориентацией 606, и группу третьих армирующих волокон, которые характеризуются третьей ориентацией 608.

Поскольку армирующая ткань 600 имеет гибридную природу, по меньшей мере одна группа ее армирующих волокон с одинаковой ориентацией содержит по меньшей мере два различных типа волокон. В частности, первые армирующие волокна, которые характеризуются первой ориентацией 604, содержат четвертые армирующие волокна 610 и пятые армирующие волокна 612. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления модуль упругости четвертых армирующих волокон 610 превышает модуль упругости пятых армирующих волокон 612. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления прочность на разрыв четвертых армирующих волокон 610 превышает прочность на разрыв пятых армирующих волокон 612.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления ориентация волокон с большим модулем упругости (например, четвертых армирующих волокон 610) может совпадать с направлением более высоких напряжений, нагрузок или т.п., имеющих место в структуре. Например, в случае профиля лопасти воздушной турбины, волокна с более высоким модулем упругости могут проходить в продольном направлении лопасти. Аналогичное расположение может быть выбрано в случае волокон с более высокой прочностью на разрыв.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления волокна с большим модулем упругости (например, четвертые армирующие волокна 610) могут быть расположены в части структуры, которая, скорее всего, будет испытывать наиболее высокие напряжения, нагрузки или т.п. Например, в случае профиля лопасти воздушной турбины, волокна с более высоким модулем упругости могут быть использованы в корневой части профиля лопасти воздушной турбины. Аналогичное расположение может быть выбрано в случае волокон с более высокой прочностью на разрыв.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления масса четвертых армирующих волокон составляет 10-40% от массы первых армирующих волокон в армирующей ткани 600, а масса пятых армирующих волокон составляет 60-90% от массы первых армирующих волокон в армирующей ткани 600.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления масса четвертых армирующих волокон составляет 20-30% от массы первых армирующих волокон в армирующей ткани 600, а масса пятых армирующих волокон составляет 70-80% от массы первых армирующих волокон в армирующей ткани 600.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления армирующая ткань 600 сформирована в виде цельной ткани, содержащей армирующие волокна (см. фиг. 2). Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления армирующая ткань 600 сформирована в виде сочетания двух или более тканей, содержащих армирующие волокна (см. фиг. 3). Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления армирующая ткань 600 сформирована в виде сочетания трех или более тканей, содержащих армирующие волокна (см. фиг. 4).

Как отмечено выше, общие идеи настоящего изобретения также охватывают структуры (например, цилиндрические тела и/или тела с фланцами), которые содержат ткани и/или многослойные материалы в соответствии с настоящим изобретением. Указанные структуры могут быть использованы, например, в практических применениях, связанных с соединением узлов или деталей. Практические применения, связанные с соединением узлов или деталей, включают соединение, связывание или иное сопряжение одной или нескольких структур с одной или несколькими другими структурами при помощи соединительных средств. Практические применения, связанные с болтовым соединением, являются широко известным типом практических применений, связанных с соединением узлов или деталей, при этом в качестве соединительных средств применяют болты (например, болты с Т-образной головкой).

Примером такого практического применения, связанного с болтовым соединением, является крепление лопасти воздушной турбины к ее ступице.

Применение тканей и/или многослойных материалов при формировании лопасти воздушной турбины может обеспечить следующие преимущества: увеличение длины лопасти, улучшение аэродинамических характеристик, увеличение усталостной прочности и/или снижение стоимости. Следовательно, при использовании тканей и/или многослойных материалов согласно настоящему изобретению могут быть получены более длинные, легкие и/или жесткие лопасти воздушных турбин по сравнению с лопастями, изготовленными из стандартных тканей и многослойных материалов.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления к структурам, содержащим ткани и/или многослойные материалы согласно настоящему изобретению, относятся любые цилиндрические тела. Диаметр тела может изменяться. Толщина стенки тела также может изменяться.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления к структурам, содержащим ткани и/или многослойные материалы согласно настоящему изобретению, относятся любые сферические, конические или эллиптические тела. Размеры тела могут изменяться. Толщина стенки тела также может изменяться.

Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления к структурам, содержащим ткани и/или многослойные материалы согласно настоящему изобретению, относятся любые структуры с фланцами.

Любая подходящая методология или технология могут быть использованы для получения структур, содержащих ткани и/или многослойные материалы согласно настоящему изобретению. Например, указанные структуры могут быть получены посредством вакуумной инфузии.

Представленное выше описание конкретных вариантов осуществления было приведено в качестве примера. После прочтения представленного описания специалисты в данной области техники поймут не только общие идеи настоящего изобретения и присущие им преимущества, но также им будут очевидны различные изменения и модификации раскрытых систем и способов. Следовательно, предполагается, что все такие изменения и модификации находятся в рамках сути и объема общих идей настоящего изобретения, которые описаны и раскрыты в настоящем документе, и любых их эквивалентов.

1. Гибридная мультиаксиальная ткань, содержащая:

множество армирующих волокон, в которое входят множество первых волокон, множество вторых волокон и множество третьих волокон;

при этом первые волокна характеризуются первой ориентацией внутри ткани;

вторые волокна характеризуются второй ориентацией внутри ткани, причем вторая ориентация отличается от первой ориентации первым смещением;

третьи волокна характеризуются третьей ориентацией внутри ткани, причем третья ориентация отличается от первой ориентации вторым смещением;

первые волокна содержат множество четвертых волокон и множество пятых волокон; и

значение модуля упругости четвертых волокон превышает значение модуля упругости пятых волокон,

при этом масса четвертых волокон составляет 10-40% от массы первых волокон; и

при этом масса пятых волокон составляет 60-90% от массы первых волокон.

2. Гибридная мультиаксиальная ткань по п.1, причем указанная гибридная мультиаксиальная ткань является цельной тканью, содержащей армирующие волокна.

3. Гибридная мультиаксиальная ткань по п.1, причем указанная гибридная мультиаксиальная ткань сформирована из первой ткани и второй ткани;

при этом первая ткань содержит первые волокна; и

вторая ткань содержит вторые волокна и третьи волокна.

4. Гибридная мультиаксиальная ткань по п.3, причем первая ткань и вторая ткань сшиты друг с другом.

5. Гибридная мультиаксиальная ткань по п.1, причем указанная гибридная мультиаксиальная ткань сформирована из первой ткани, второй ткани и третьей ткани;

при этом первая ткань содержит первые волокна;

вторая ткань содержит вторые волокна; и

третья ткань содержит третьи волокна.

6. Гибридная мультиаксиальная ткань по п.5, причем первая ткань, вторая ткань и третья ткань сшиты друг с другом.

7. Гибридная мультиаксиальная ткань по п.1, причем первая ориентация равна х; и

первое смещение равно х-10° и второе смещение равно х+10°.

8. Гибридная мультиаксиальная ткань по п.1, причем первая ориентация равна х; и

первое смещение равно х-15° и второе смещение равно х+15°.

9. Гибридная мультиаксиальная ткань по п.1, причем первая ориентация равна х; и

первое смещение равно х-20° и второе смещение равно х+20°.

10. Гибридная мультиаксиальная ткань по п.1, причем первая ориентация равна х; и

первое смещение равно х-25° и второе смещение равно х+25°.

11. Гибридная мультиаксиальная ткань по п.1, причем первая ориентация равна х; и

первое смещение равно x-30° и второе смещение равно x+30°.

12. Гибридная мультиаксиальная ткань по п.1, причем первая ориентация равна х; и

первое смещение равно x-45° и второе смещение равно x+45°.

13. Гибридная мультиаксиальная ткань по п.1, причем первая ориентация равна x; и

первое смещение равно от x-10° до x-30° и второе смещение равно от x+10° до x+30°.

14. Гибридная мультиаксиальная ткань по п.1, причем первая ориентация равна x; и

первое смещение равно от х-5° до х-45° и второе смещение равно от х+5° до х+45°.

15. Гибридная мультиаксиальная ткань по п.1, причем первая ориентация равна 0°.

16. Гибридная мультиаксиальная ткань по п.1, причем первая ориентация равна 90°.

17. Гибридная мультиаксиальная ткань по п.1, причем абсолютное значение первого смещения отличается от абсолютного значения второго смещения.

18. Гибридная мультиаксиальная ткань по п.1, причем армирующие волокна выбраны из группы, состоящей из полимерных волокон, углеродных волокон, арамидных волокон и стекловолокон.

19. Гибридная мультиаксиальная ткань по п.1, причем четвертые волокна являются стекловолокнами типа Н, а пятые волокна являются стекловолокнами типа E-CR.

20. Гибридная мультиаксиальная ткань по п.1, причем значение прочности на разрыв четвертых волокон отличается от значения прочности на разрыв пятых волокон.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области получения полимерных композиционных материалов для использования в машиностроении, космической и авиационной технике и касается силовой решетки из полимерного композиционного материала.

Изобретение может быть использовано в аэрокосмической промышленности, в производстве спортивных товаров и товаров для отдыха. Препрег, обладающий формуемостью, содержит материал основы из прошитого углеродного волокна.

Изобретение относится к противопожарным материалам и касается способа получения гибкого теплоизолирующего листового продукта и соответствующего устройства. Способ включает: прикрепление первого листа изоляционного материала к первому покровному листу путем поперечной сшивки с применением первого шовного материала с получением первой части листового продукта, имеющей периметр; прикрепление второго листа изоляционного материала ко второму покровному листу путем поперечной сшивки с применением первого шовного материала с получением второй части листового продукта, имеющей периметр; прикрепление первой части листового продукта ко второй части листового продукта, по меньшей мере в области их периметров и с множеством точечных стежков между ними, где указанные точечные стежки состоят из второго шовного материала, так что при этом первый лист изоляционного материала является смежным со вторым листом изоляционного материала, при этом первая и вторая части листового продукта объединены с получением листового продукта.

Изобретение относится к многослойным конструктивным элементам и касается способа изготовления сердцевинной структуры. .

Изобретение относится к слоистым материалам, а более конкретно касается устройства для получения многослойной заготовки для изготовления слоистых изделий. .

Изобретение относится к области композитных материалов. .
Изобретение относится к технологии производства нетканых материалов и может служить основой для производства строительных, отделочных и других подобных материалов.

Изобретение относится к технологии производства нетканых материалов и может служить основой для производства строительных, отделочных и других подобных материалов.

Изобретение относится к области получения слоистых изделий конструкционного назначения, содержащих в основном волокна стекла, и может быть использовано в различных отраслях, например машиностроении и самолетостроении как материал силовых панелей, а также в путевом строительстве железнодорожного транспорта как материал накладок рельсовых стыковых изолирующих соединений.

Изобретение относится к авиации и касается изготовления конструкции крыла летательного аппарата (ЛА) из армированного волокнами полимерного ламината с перекрестными слоями.

Изобретение относится к композитным структурам, в частности к композитным радиусным заполнителям, предназначенным для использования в композитных структурах, таких как летательный аппарат.

Изобретение относится к химической технологии полимерных волокнистых материалов и касается трехмерного верхнего листа абсорбирующего изделия. Лист включает первое нетканое полотно и второе нетканое полотно, причем каждое из них представляет собой нетканое полотно, в котором сетка, изготовленная из длинных волокон, скрепляется посредством термически соединенных сплавлением участков.

Изобретение может быть использовано в аэрокосмической промышленности, в производстве спортивных товаров и товаров для отдыха. Препрег, обладающий формуемостью, содержит материал основы из прошитого углеродного волокна.

Лопатка ротора содержит корпус лопатки ротора и участок хвостовика лопатки ротора, выполненный за одно целое с корпусом лопатки ротора. Корпус лопатки ротора образован укладкой множества композитных листов, каждый из которых изготовлен из волокон и матричной смолы, и включает множество первых групп композитных листов и множество вторых групп композитных листов, расположенных в направлении толщины лопатки.

Изобретение относится к области получения теплозащитных материалов, стойких к эрозионному разрушению при воздействии высоких температур и давлений, а более конкретно к конструкции армирующего каркаса из углеродного волокна и способу его изготовления.

Изобретение относится к области машиностроения и касается способа изготовления корпусных деталей из композиционных материалов и композиционной окантовки иллюминатора, полученной таким способом.

Изобретение относится к конфигурации трехмерных тканых заготовок для армирования композитной конструкции. .
Изобретение относится к рулонным кровельным материалам. .

Изобретение относится к способам и устройству для гидравлического спутывания холста из волокон, а также к холсту и волокнистому тампону, полученным данными способами на указанном устройстве.

Изобретение относится к технологии обработки поверхностей, в частности покрытий пола, например ковров. .

Изобретение относится к гибридным мультиаксиальным тканям и волокнистым полимерным многослойным материалам. Ткань содержит множество армирующих волокон, в которое входят множество первых волокон, множество вторых волокон и множество третьих волокон, при этом первые волокна характеризуются первой ориентацией внутри ткани, вторые волокна характеризуются второй ориентацией внутри ткани, причем вторая ориентация отличается от первой ориентации первым смещением, третьи волокна характеризуются третьей ориентацией внутри ткани, причем третья ориентация отличается от первой ориентации вторым смещением. Первые волокна содержат множество четвертых волокон и множество пятых волокон и значение модуля упругости четвертых волокон превышает значение модуля упругости пятых волокон. При этом масса четвертых волокон составляет 10-40 от массы первых волокон и масса пятых волокон составляет 60-90 от массы первых волокон. Материалу присущи улучшенные эксплуатационные характеристики. 19 з.п. ф-лы, 7 ил.

Наверх