[发明专利]由卷绕管状编织物构成的复合结构

说明书

本发明涉及由卷绕管状编织物构成的复合结构。一种用于构造复合结构的系统，该系统包括编织机、卷绕工具和成形机。该复合结构由卷绕管状编织物构成。卷绕管状编织物由单向条带的双轴或三轴管状编织物构成。

技术领域

本公开涉及复合结构。更具体而言，本公开涉及一种由卷绕管状编织物构成的复合结构。

背景技术

越来越多的复合材料被用在飞行器上。复合材料通常包括结合到聚合物树脂基体的增强纤维。纤维可以是单向的。或者，纤维可以采取编织布或织物的形式。纤维和聚合物树脂被布置和固化以形成复合结构。可用于飞行器的复合材料的一些实施例包括飞行器窗户和门框。

当使用传统工艺制造复合结构时存在各种挑战。例如，圆形或椭圆形复合部件可能需要特定的铺设方案来产生铺设。铺设方案通常受现有工艺的限制控制。这些现有工艺的实施例包括纤维放置或织物制造机器。然而，纤维放置或织物制造机器通常特别地定制用于成品的特定构造或最终结构。基于自动纤维放置或编织织物的当前工艺是昂贵的、耗时的，并且对于具有紧密半径的部件可能不是有利的。

一些复合部件需要限定在结构内的孔口或孔。例如，飞行器窗框限定了孔。对于具有孔的复合部件，定向增强纤维可能特别困难和费力。另外，当使用传统制造工艺来制造具有孔的复合部件时，可能产生相对大量的材料浪费。

因此，尽管用于制造复合结构的当前方法和系统实现了它们的预期目的，但是需要一种制造复合结构的新的和改进的系统和方法。

发明内容

根据若干方面，公开了一种复合结构。该复合结构包括由管状编织物形成的成形卷。

在本公开的另一方面，公开了一种包括形成为卷绕的双轴编织物的复合结构。

根据若干方面，公开了一种包括双轴编织的管状编织物的复合结构。

在本公开的另一方面，公开了一种包括多个片层的复合层压结构。复合结构包括对于多个片层中的每一个在相同方向上定向的双轴编织的纤维。

在本公开的又一方面，公开了一种编织机，该编织机包括心轴、具有均可相对于心轴移动的卷轴的编织机构、围绕每个卷轴卷绕的单向条带、引导环和控制模块。引导环将围绕相应卷轴卷绕的单向条带导向到心轴上。控制模块与编织机构电子通信。控制模块执行指令以引导多个卷轴的移动，从而将单向条带放置在心轴上，以形成管状编织物。

在本公开的又一方面，公开了一种用于制造卷绕管状编织物的复合结构的设备。该设备包括限定外表面的工具、用于围绕工具的外表面卷绕管状编织物以产生复合预成形件的装置、用于使复合预成形件固结的成形装置、和控制模块。控制模块与装置和成形装置电子通信。控制模块执行指令以引导装置围绕工具的外表面卷绕管状编织物，并且操作成形装置以使复合预成形件固结。

根据若干方面，公开了一种形成复合结构的方法。该方法包括将卷绕管状编织物形成为复合结构。

在本公开的又一方面，公开了一种制造复合预成形件的方法。该方法包括卷绕单向纤维的管状编织物，同时允许单向纤维相对于彼此移位而不弯曲。

在本公开的另一方面，公开了一种形成管状编织物的方法。该方法包括将单向条带编织成管状编织物。

在本公开的另一方面，公开了一种用于复合结构的卷绕管状编织物。该卷绕管状编织物包括卷绕成螺旋形状的管状编织物。

本公开还包括以下条款。

1.一种复合结构26，其包括：

由管状编织物22形成的成形卷。

2.条款1的复合结构26，其中，管状编织物22选自包含以下各项的组：单向条带32和单向拖带。

3.条款2的复合结构26，其中，单向条带32包括单向纤维54。