具有可变规格的复合结构和形成该复合结构的方法技术

公开了具有可变规格的复合结构和形成该复合结构的方法。在一个示例中，描述了具有可变规格的复合结构。该复合结构包括：具有第一规格的第一端，具有小于第一规格的第二规格的第二端，多个连续层以及多个减层。各连续层从第一端延伸至第二端。各减层包括具有锥形形状的末端。各减层从第一端延伸至减层的末端在第一端与第二端之间的相应位置。由多个连续层中的至少一个连续层将多个减层彼此隔开。

【技术实现步骤摘要】
具有可变规格的复合结构和形成该复合结构的方法
本公开总体上涉及复合结构，并且更具体地，涉及复合结构和形成具有可变规格(gage)的复合结构的方法。
技术介绍
复合结构由于其高强度重量比、耐腐蚀性以及其他有利属性而被广泛用于各种应用中，包括应用在飞行器、航天器、旋翼飞机、水运工具、汽车、卡车以及其他车辆和结构的制造中。通常，复合结构是由具有不同物理和/或化学属性的两种或更多种组成成分材料形成的结构，当所述两种或更多种组成成分材料组合时，产生具有与单一成分材料的特性不同的特性的复合材料。例如，一种类型的复合材料是碳纤维增强塑料(“CFRP”)。CFRP通常包括一个或更多个层压在一起的复合板(compositelayer)或复合层(compositeply)，以形成片材、层压板或叠层(layup)。各个复合板或复合层可以包括增强材料和基体材料。基体材料围绕、结合并支承增强材料。增强材料向基体材料和CFRP提供结构强度。基体材料通常是诸如环氧树脂之类的非导电聚合物。增强材料通常由导电的碳纤维束组成。
技术实现思路
在示例中，描述了具有可变规格的复合结构。该复合结构包括：具有第一规格的第一端，具有小于第一规格的第二规格的第二端，多个连续层和多个减层。各连续层从第一端延伸至第二端。各减层包括具有锥形形状的末端。各减层从第一端延伸至减层的末端在第一端与第二端之间的相应位置。由多个连续层中的至少一个连续层将多个减层彼此隔开。在另一示例中，描述了形成具有可变规格的复合结构的方法。该方法包括：形成多个连续层和形成多个减层。形成多个减层包括：针对各减层，形成减层的具有锥形形状的末端。该方法还包括：将多个连续层和多个减层定位在具有第一端和第二端的堆叠中。第一端具有第一规格，第二端具有第二规格，该第二规格小于第一规格。定位多个连续层和多个减层包括：(a)定位多个连续层，使得各连续层从第一端延伸至第二端；以及(b)定位多个减层，使得(i)各减层从第一端延伸至该减层的末端在第一端与第二端之间的相应位置，并且(ii)由多个连续层中的至少一个连续层将多个减层彼此隔开。在另一示例中，描述了具有可变规格的复合结构。该复合结构包括：具有第一规格的第一段、具有小于第一规格的第二规格的第二段、以及在第一段与第二段之间的过渡段。过渡段包括：在第一段处且具有第一规格的第一端、在第二段处并具有第二规格的第二端、从第一端延伸至第二端的第一外表面、以及从第一端延伸至第二端的第二外表面。过渡段还包括多个层，所述多个层(i)在第一端与第二端之间延伸，和(ii)在第一外表面与第二外表面之间堆叠布置。所述多个层包括：(a)多个连续层，其中，各连续层从第一端延伸至第二端；以及(b)至少一个减层。各减层包括具有锥形形状的末端。各减层从第一端延伸至减层的末端在第一端与第二端之间的相应位置。各减层被夹在多个连续层中的相应两个连续层之间并抵靠所述相应两个连续层。已经讨论的特征、功能和优点可以在各种示例中独立地实现，或者可以在其他示例中被组合，可以参考以下描述和附图来查看其进一步的细节。附图说明在所附权利要求中阐述了被认为是示例性示例的特性的新颖特征。然而，当结合附图阅读时，通过参考以下对本公开的说明性示例的详细描述，将最佳地理解说明性示例以及优选的使用模式、进一步的目的及其描述，其中：图1描绘了根据示例的复合结构。图2描绘了根据另一示例的复合结构。图3描绘了根据另一示例的复合结构。图4描绘了根据另一示例的复合结构的简化框图。图5A描绘了根据另一示例的包括图1的复合结构的复合桁条(stringer)的侧视图。图5B描绘了根据另一示例的包括图3的复合结构的复合桁条的侧视图。图6示出了根据示例的形成具有可变规格的复合结构的示例处理的流程图。图7示出了形成具有可变规格的复合结构的示例处理的流程图，该示例处理可以与图6所示的处理一起使用。图8示出了形成具有可变规格的复合结构的示例处理的流程图，该示例处理可以与图6所示的处理一起使用。图9示出了形成具有可变规格的复合结构的示例处理的流程图，该示例处理可以与图8所示的处理一起使用。图10示出了形成具有可变规格的复合结构的示例处理的流程图，该示例处理可以与图9所示的处理一起使用。图11示出了形成具有可变规格的复合结构的示例处理的流程图，该示例处理可以与图9所示的处理一起使用。图12示出了形成具有可变规格的复合结构的示例处理的流程图，该示例处理可以与图11所示的处理一起使用。图13示出了形成具有可变规格的复合结构的示例处理的流程图，该示例处理可以与图6所示的处理一起使用。图14示出了形成具有可变规格的复合结构的示例处理的流程图，该示例处理可以与图6所示的处理一起使用。图15示出了根据示例的形成具有可变规格的复合结构的示例处理的流程图。图16示出了形成具有可变规格的复合结构的示例处理的流程图，该示例处理可以与图15所示的处理一起使用。图17示出了形成具有可变规格的复合结构的示例处理的流程图，该示例处理可以与图16所示的处理一起使用。图18示出了形成具有可变规格的复合结构的示例处理的流程图，该示例处理可以与图16所示的处理一起使用。图19示出了形成具有可变规格的复合结构的示例处理的流程图，该示例处理可以与图16所示的处理一起使用。图20示出了形成具有可变规格的复合结构的示例处理的流程图，该示例处理可以与图16所示的处理一起使用。图21示出了形成具有可变规格的复合结构的示例处理的流程图，该示例处理可以与图16所示的处理一起使用。具体实施方式现在将在下文中参考附图更充分地描述所公开的示例，在附图中示出了所公开示例中的一些示例而并非全部示例。实际上，可以描述若干不同的示例，并且不应将这些不同的示例解释为限于本文中阐述的示例。而是，描述了这些示例，使得本公开将是透彻且完整的，并将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。关于本文描述的量或测量值，术语“约”或“基本上”是指不需要精确地实现所列举的特性、参数或值，而是在不妨碍该特性旨在提供的作用的量中出现的偏差或变化，包括例如公差、测量误差、测量精度限制和本领域技术人员已知的其他因素。如本文所使用的，术语“大于”和“小于”旨在具有它们的一般含义。因此，如果第一值大于第二值任何量，则第一值大于第二值。类似地，如果第一值小于第二值任何量，则第一值小于第二值。如本文所用，术语“复合结构”是指全部或部分地由一种或更多种复合材料制造、制成或组装的结构。如上所述，复合结构由于其高强度重量比、耐腐蚀性以及其他有利属性而被广泛用于各种应用中，包括应用在飞行器、航天器、旋翼飞机、水运工具、飞行车、火车、汽车、卡车和其他车辆(例如，乘客舱或货柜)的制造中。附加地或另选地，复合结构可以被用于建筑物、桥梁、游泳池、储罐、机器人框架结构、能量结构(例如，风叶、涡轮叶片、推本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有可变规格的复合结构(100，200，300，400)，所述复合结构(100，200，300，400)包括：/n具有第一规格(112A，212A，312A，412A)的第一端(110A，210A，310A，410A)；/n具有第二规格(112B，212B，312B，412B)的第二端(110B，210B，310B，410B)，所述第二规格(112B，212B，312B，412B)小于所述第一规格(112A，212A，312A，412A)；/n多个连续层(118A，218A，318A，418A)，其中，各连续层从所述第一端(110A，210A，310A，410A)延伸至所述第二端(110B，210B，310B，410B)；以及/n多个减层(118B，218B，318B，418B)，其中，各减层(118B，218B，318B，418B)包括具有锥形形状的末端(120，220，320，420)，其中，各减层(118B，218B，318B，418B)从所述第一端(110A，210A，310A，410A)延伸至所述减层(118B，218B，318B，418B)的所述末端(120，220，320，420)在所述第一端(110A，210A，310A，410A)与所述第二端(110B，210B，310B，410B)之间的相应位置；/n其中，由所述多个连续层(118A，218A，318A，418A)中的至少一个连续层将所述多个减层(118B，218B，318B，418B)彼此隔开。/n...

【技术特征摘要】
20190509 US 16/408,4081.一种具有可变规格的复合结构(100，200，300，400)，所述复合结构(100，200，300，400)包括：
具有第一规格(112A，212A，312A，412A)的第一端(110A，210A，310A，410A)；
具有第二规格(112B，212B，312B，412B)的第二端(110B，210B，310B，410B)，所述第二规格(112B，212B，312B，412B)小于所述第一规格(112A，212A，312A，412A)；
多个连续层(118A，218A，318A，418A)，其中，各连续层从所述第一端(110A，210A，310A，410A)延伸至所述第二端(110B，210B，310B，410B)；以及
多个减层(118B，218B，318B，418B)，其中，各减层(118B，218B，318B，418B)包括具有锥形形状的末端(120，220，320，420)，其中，各减层(118B，218B，318B，418B)从所述第一端(110A，210A，310A，410A)延伸至所述减层(118B，218B，318B，418B)的所述末端(120，220，320，420)在所述第一端(110A，210A，310A，410A)与所述第二端(110B，210B，310B，410B)之间的相应位置；
其中，由所述多个连续层(118A，218A，318A，418A)中的至少一个连续层将所述多个减层(118B，218B，318B，418B)彼此隔开。


2.根据权利要求1所述的复合结构(100，200，300，400)，所述复合结构(100，200，300，400)还包括：
从所述第一端(110A，210A，310A，410A)延伸至所述第二端(110B，210B，310B，410B)的第一外表面(114，214，314，414)；以及
从所述第一端(110A，210A，310A，410A)延伸至所述第二端(110B，210B，310B，410B)的第二外表面(116，216，316，416)；
其中，所述多个连续层(118A，218A，318A，418A)和所述多个减层(118B，218B，318B，418B)在所述第一外表面(114，214，314，414)与所述第二外表面(116，216，316，416)之间堆叠布置，以及
其中，所述第一规格(112A，212A，312A，412A)和所述第二规格(112B，212B，312B，412B)分别是在所述第一端(110A，210A，310A，410A)和所述第二端(110B，210B，310B，410B)处的所述第一外表面(114，214，314，414)与所述第二外表面(116，216，316，416)之间的相应厚度。


3.根据权利要求2所述的复合结构(100，200，300，400)，其中，所述多个减层(118B，218B，318B，418B)的第一子集在所述第一外表面(114，214，314，414)与中心(220，320)之间，其中，所述中心(220，320)(i)在所述第一外表面(114，214，314，414)与所述第二外表面(116，216，316，416)之间，并且(ii)从所述第一端(110A，210A，310A，410A)延伸至所述第二端(110B，210B，310B，410B)，
其中，所述多个减层的第二子集(118B，218B，318B，418B)在所述中心(220，320)与所述第二外表面(116，216，316，416)之间，以及
其中，所述多个减层(118B，218B，318B，418B)的所述第一子集的所述末端(120，220，320，420)以与所述多个减层(118B，218B，318B，418B)的所述第二子集的所述末端(120，220，320，420)的模式呈基本上镜像的模式来布置。


4.根据权利要求3所述的复合结构(100，200，300，400)，其中，所述中心(220、320)包括所述多个减层(118B，218B，318B，418B)中的单个减层(118B，218B，318B，418B)。


5.根据权利要求3所述的复合结构(100，200，300，400)，其中，所述中心(220、320)包括所述多个减层(118B，218B，318B，418B)中的两个减层(118B，218B，318B，418B)以及所述多个连续层(118A，218A，318A，418A)在所述两个减层(118B，218B，318B，418B)之间的至少一个连续层。


6.根据权利要求3所述的复合结构(100，200，300，400)，其中，所述多个减层(118B，218B，318B，418B)的所述末端(120，220，320，420)的相应位置从所述第一端(110A，210A，310A，410A)到所述第二端(110B，210B，310B，410B)是交错的。


7.根据权利要求6所述的复合结构(100，200，300，400)，其中，所述多个减层(118B，218B，318B，418B)的所述第一子集处于从最接近所述中心(220，320)的减层(118B，218B，318B，418B)到最接近所述第一外表面(114，214，314，414)的减层(118B，218B，318B，418B)的顺序，
其中，所述多个减层(118B，218B，318B，418B)的所述第一子集的所述末端(120，220，320，420)的模式包括：在所述顺序下的各个减层(118B，218B，318B，418B)在该减层(118B，218B，318B，418B)的末端(120，220，320，420)与所述第二端(110B，210B，310B，410B)之间的相对距离依次减小，
其中，所述多个减层(118B，218B，318B，418B)的所述第二子集处于从最接近所述中心(220，320)的减层(118B，218B，318B，418B)到最接近所述第二外表面(116，216，316，416)的减层(118B，218B，318...

【专利技术属性】
技术研发人员：程江天，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US