[发明专利]成型复合叶片加强件及促进应用勉强可见冲击损伤的方法

说明书

一种用于将平坦复合装料成型为复合叶片加强件的实例方法包括沿着切割线将平坦复合装料切割为具有一角度的第一部件和第二部件，将平坦复合装料的第一部件和第二部件绕加工柱塞定位在成型心轴上，起动加工柱塞以将第一部件和第二部件驱动到成型心轴的腔体中，导致第一部件和第二部件在切割线处折叠，将加工柱塞从成型心轴的腔体抽出，压缩成型心轴以对折叠到腔体中的第一部件和第二部件施加侧压力，并且分别对第一部件的第一凸缘和第二部件的第二凸缘施加竖直压力以成型复合叶片加强件。

技术领域

本公开总体上涉及用于将平坦复合装料(flat composite charge)成型为复合叶片加强件的方法，且更具体地，涉及将复合叶片加强件成型为网式，以使得能够在固化之前应用勉强可见冲击损伤(barely visible impact damage)处理。

背景技术

复合增强子结构，例如叶片加强件，有时称为叶片桁条，通常用于船舶和飞机工业中。这些桁条可以通过组合两个或多个加强构件来制造。例如，可以通过背对背地组合具有L或C横截面形状的两个构件来制造叶片式桁条。这些构件可以通过在心轴或其它工具上手动地热片材垂帘成型(hot drape forming)多个复合装料而成型。在成型之后，将构件背对背地放置在高压釜中并共固化。使用多个单独的装料制造叶片桁条需要多种工具，相对劳动密集，并且可增加制造流程时间。

由复合材料成型的结构，诸如叶片加强件，在冲击后易受表面下损伤。虽然具有低能/低速冲击损伤的复合结构的表面可显示很少或不可见损伤迹象，但这种冲击可引起表面下损伤，例如分层，这在没有精密分析的情况下可能难以发觉。为了免于这种不可见损伤状态，复合结构可设计成具有冲击见证处理，这可降低产生勉强可见冲击损伤(BVID)所需的冲击能量，使得相应的BVID的生成将由于显著的表面下损伤而发生。

为了允许BVID检测，可将包括玻璃纤维和基质材料的处理应用于那些具有冲击损伤风险的复合结构，例如飞机的机翼蒙皮面板上的叶片加强件。为了应用这种处理，叶片加强件通常需要在腹板的顶部进行后固化修整操作，并且随后需要BVID处理应用，涉及表面处理、真空装袋和另外的固化周期。这些额外的处理步骤增加了制造这类结构的成本。

因此，需要一种用于成型复合结构以使得能够在成型复合结构之后直接应用共固化BVID处理的方法。

发明内容

在一个实例中，描述了用于将平坦复合装料成型为复合叶片加强件的方法。方法包括：将平坦复合装料修整至最终设计尺寸，沿着切割线将平坦复合装料切割为由具有角度的边缘分开的第一部件和第二部件，在第一部件和第二部件上施加增强板层，以将第一部件和第二部件保持在一起，将接触材料板层施加至成型心轴，将平坦复合装料的第一部件和第二部件绕加工柱塞定位在成型心轴上的接触材料板层上，使得加工柱塞与切割线对准，起动加工柱塞以接触增强板层并将平坦复合装料的第一部件和第二部件驱动到成型心轴的腔体中，导致第一部件和第二部件在切割线处折叠，将加工柱塞从成型心轴的腔体抽出，压缩成型心轴以对折叠到腔体中的第一部件和第二部件施加侧压力，并且分别对第一部件的第一凸缘和第二部件的第二凸缘施加竖直压力，以成型复合叶片加强件。

在另一实例中，方法被描述为包括在预定方向上将平坦复合装料装配至一厚度；在平坦复合装料上形成切割线，所述平坦复合装料具有从切割线向外成角度的相对的45度边缘，将平坦复合装料绕加工柱塞居中定位，使得加工柱塞与切割线对准，并且起动加工柱塞以向下移动平坦复合装料并将平坦复合装料在切割线处折叠到成型心轴的腔体中。在完成加工柱塞的运动并导致平坦复合装料的折叠时，相对的45度边缘成型垂直于切割线的平面并成型连接到平面的第一凸缘和第二凸缘。