承載復合結構的包覆模制的制作方法
【專利摘要】一種用于連接到支撐本體或結構的承載復合結構。所述承載結構包括由連續(xù)的增強纖維和樹脂基體構成的承載元件。所述承載元件具有用來連接到所述支撐本體的附接部分。所述承載復合結構還包括用模制材料形成的連接元件。所述模制材料由不連續(xù)纖維和樹脂基體組成。所述模制材料模制包覆所述承載元件的附接部分的表面。
【專利說明】承載復合結構的包覆模制

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明總體上涉及用在承載應用場合中的復合結構。更具體地說，本發(fā)明的目標 是增強承載復合結構的被連接到也參與承載載荷的本體或子結構的那部分。

【背景技術】
[0002] 復合材料一般包括作為兩個基本組成部分的纖維和樹脂基體。復合材料一般具有 相當高的強度重量比。結果，復合材料不斷地用在苛刻環(huán)境中，諸如用在航空航天領域中， 在這個領域中，復合部件的高強度和較輕的重量是特別重要的。
[0003] 在很多承載復合結構或元件中使用的纖維是單向的而且是連續(xù)的。當承載結構相 對于該結構的寬度和厚度來說較長時，這種單向纖維是特別有用的。翼桿、支柱、連桿、框 架、間斷件、梁、表皮、面板、噴氣發(fā)動機葉片和扇葉是各種飛機結構的例子，這些結構可能 較長，并被設計用來承載非常大的負載。
[0004] 主要的設計考慮涉及決定如何將承載結構或元件附接到飛機主體或其他支撐結 構上?？偟膩碚f，承載結構在沿著其上一個或多個位置處用螺栓連接或者其他方式牢固地 附接到飛機本體。結構結合部所需的精密配合經(jīng)常要求對鄰接部件的接觸表面進行機械加 工。這對于用單向復合材料制造的承載結構來說存在問題，因為這種材料難以在不產生層 間（兩個單向層）裂紋的情況下進行機械加工，層間裂紋會導致疲勞斷裂。另一個問題是， 為了在結構上有效，承載結構經(jīng)常需要與基于由承載結構承載的主要的整體負載沿著一個 方向取向的大多數(shù)纖維是正交各向異性的。然而，通過多方向的纖維取向（諸如準各向同 性層壓件）能夠更好地處理由螺栓結合所產生的承載應力。用多方向層來局部增強承載結 構以處理承載應力是設計挑戰(zhàn)，而且耗費時間、費用高，曾在制造中用過。
[0005] 解決由于機械加工而變弱的承載結構所產生的問題的一種方法是，在連接位置處 向整個結構添加更多的單向纖維的多方向層。然而，為了提高局部承載強度而必須添加的 單向纖維材料的數(shù)量會顯著增加承載結構的重量和大小。
[0006] 諸如金屬支架和套筒等其他增強系統(tǒng)業(yè)已用來增加承載結構在機械加工過的連 接或附接點處的強度。然而，這些類型的增強趨于龐大、沉重而且昂貴。此外，使用金屬支 架和套筒會在連接部位處生成局部應力點，這些局部應力點會對結合部的長期強度有不利 影響。
[0007] 雖然現(xiàn)在正用于加強單向纖維承載元件和飛機支撐結構之間的連接點的增強系 統(tǒng)是夠用的，但是，仍不斷需要開發(fā)改進的連接增強裝置，這些連接增強裝置盡可能地輕、 小，同時仍在連接部位處提供足夠的結構強度。


【發(fā)明內容】

[0008] 根據(jù)本發(fā)明，發(fā)現(xiàn)了增強單向纖維承載結構上的連接部位的一種特別有效的方 式，其是用包括不連續(xù)纖維和樹脂基體的結構模制材料包覆模制連接部位。發(fā)現(xiàn)了所得到 的由單向纖維元件和包覆模制的連接元件構成的復合結構在承載結構和飛機本體之間提 供了強度極大的連接。連接元件通過壓縮模制法模制，因此，其所有表面都受到用于此工藝 的閉合模具控制，這對于確保與鄰接結構的緊密連接是非常希望的。另外，包覆模制的連接 元件可以進行機械加工，以提供各種連接取向以及甚至更緊密的公差，而不會犧牲連接元 件的結構強度，這是因為，不同于單向纖維復合物，不連續(xù)的纖維模制材料不容易由于機械 加工而分層。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于連接到支撐本體或結構的復合結構。所述復合結構 包括由連續(xù)的增強纖維和樹脂基體組成的承載元件。所述承載元件具有用來連接到所述支 撐本體的附接部分。所述復合結構還包括由不連續(xù)纖維和樹脂基體構成的連接元件。模制 材料包覆所述承載元件的附接部分的表面模制。
[0010] 作為本發(fā)明的一個特征，所述承載元件的附接部分的表面積包括孔或缺口，該孔 或缺口有效地增加了連接元件模制包覆的表面積。發(fā)現(xiàn)了在模制過程中模制材料的不連續(xù) 纖維和樹脂基體流進孔或缺口中，提供了承載元件和連接元件之間特別有效的互鎖。
[0011] 作為本發(fā)明的進一步特征，連接元件可進行機械加工以包括孔和其他安裝表面， 而不會明顯減小連接元件的強度，因此不會干擾承載元件。機械加工連接元件的能力是由 于不連續(xù)纖維的隨機取向，這與在承載元件中使用的連續(xù)纖維是相反的。
[0012] 本發(fā)明還涵蓋了用于制造包覆模制復合結構的方法以及用于將復合結構連接到 諸如飛機本體或其他航空航天支撐本體的方法。另外，本發(fā)明涵蓋了組裝后的復合結構和 支撐本體。具體地說，包括其中附接的復合結構的飛機和其他航空航天飛行器被本發(fā)明所 涵蓋。
[0013] 本發(fā)明的上面所描述的和許多其他的特征以及伴隨的優(yōu)點，通過結合附圖參見下 文詳細描述而得以更好的理解。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1描繪的是用于連接到支撐本體或結構的根據(jù)本發(fā)明的示例性性復合結構。
[0015] 圖2示出了承載元件端部的細節(jié)。連接元件以虛線示出。
[0016] 圖3是圖2的剖視圖，示出了穿過承載元件端部的孔的細節(jié)，該孔在將連接元件模 制到承載元件的過程中用不連續(xù)纖維和樹脂填滿。
[0017] 圖4是圖2的剖視圖，示出了示出了在承載元件端部中的槽的細節(jié)，該槽在模制過 程中用不連續(xù)纖維和樹脂填滿。
[0018] 圖5是圖1的剖視圖，示出了安裝孔的細節(jié)，該安裝孔延伸穿過連接元件的第二部 分，用于將復合結構連接到支撐本體或支撐本體上的支架或其他連接器。
[0019] 圖6示出的是一個示例性復合結構，其中，連接元件已機械加工過或模制過以提 供支撐本體或用于支撐本體的連接器插入其中的開口。
[0020] 圖7示出的是一個示例性組件，其中，連接元件安裝在支撐本體的缺口或用于支 撐本體的連接器內。
[0021] 圖8示出的是一個示例性的簡化的模具，該模具被示出使用承載元件中的缺口保 持就位。

【具體實施方式】
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的一個示例性復合結構在圖1中總體上以"10"表示。復合結構10包 括承載元件12和連接元件14。連接元件14包括模制包覆承載元件12的第一部分16。連 接元件14還包括第二部分18,第二部分18包括用于將復合結構10連接到飛機支撐結構或 本體的孔20。示例性的承載元件包括翼桿、螺旋槳葉片、支柱、地板梁、包括阻擋門連桿的各 種連桿、框架、間斷件、梁、表皮、面板、包括外部引導扇葉和風扇葉片的噴氣發(fā)動機葉片和 扇葉。
[0023] 如圖2所示，承載元件12包括附接部分22,連接元件（虛線所示）模制包覆該附 接部分。為了增加可以用于粘合到連接元件14的表面積，并且也為了將連接元件鎖定到承 載元件，使附接部分22增加增強表面。例如，在附接部分22中提供孔26和28?？?6和 28不僅增加了可用于連接元件14和附接部分22之間的粘合的表面積，而且還提供了將連 接元件14鎖定到附接部分22的有效途徑。
[0024] 圖3是圖2的剖視圖，其示出為了在承載元件和連接元件之間提供牢固的鎖定機 構，用來形成連接元件的模制材料的不連續(xù)纖維和樹脂完全地流動經(jīng)過孔或開口 28。
[0025] 另一個示例性類型的粘合增強表面是槽30,如圖2所示。槽30以與孔26和28相 同的方式起作用，不僅增加了可用于連接元件14和附接部分22之間的粘合的表面積，而且 該槽還提供了將承載元件鎖定到連接元件的另一種有效途徑。圖4是圖2的剖視圖，其示 出為了在承載元件和連接元件之間提供牢固的鎖定機構，以及提供用于在所述兩個元件之 間粘合的附加的表面積，用來形成連接元件的模制材料的不連續(xù)纖維和樹脂完全地流進槽 30中。
[0026] 置于附接部分中以提供粘合增強表面的孔和槽的數(shù)量，可以根據(jù)具體的承載元件 和預期在結合部處承載的載荷進行改變?？缀?或槽應足夠大，以允許模制材料完全地流 動經(jīng)過這些孔和/或槽，使得位于承載元件兩側的模制材料經(jīng)過孔或槽連接在一起。圖2 所示的孔26、28和槽30是柱形的。不過，取決于設計要求，各種的其他表面形狀是可以的。 孔和槽可具有正方形或矩形橫截面、三角形橫截面或其他多邊形橫截面形狀，以及橢圓形 橫截面和任意形狀的橫截面?？谆虿鄣臋M截面形狀和最小尺寸受到模制材料在模制過程中 完全地填充開口的能力以及結構設計考慮的限制。
[0027] 模制材料由樹脂基體中的不連續(xù)纖維構成。這種類型的模制材料通常稱為隨 機不連續(xù)纖維復合材料（DFC)。優(yōu)選的模制材料是由用樹脂浸漬的單向帶的隨機取向片 段構成的。這種類型的不連續(xù)纖維/樹脂模制材料通常稱為準各向同性碎切預浸漬材 料。準各向同性碎切預浸漬材料是一種形式的隨機不連續(xù)纖維復合材料，可以從Hexcel Corporation (Dublin, CA)通過商業(yè)途徑得到，商標為HexMC' HexMCK.模制材料已 經(jīng)使用于各種目的，包括航空航天物品和高強度模具。例如，請參見美國專利第7510390和 7960674號和美國專利申請第12/856210號。
[0028] 準各向同性（Q-I)碎切預浸漬材料由單向纖維帶的片段或"碎片"和樹脂基體構 成。Q-I碎切預浸漬材料一般作為由切碎的單向帶預浸漬材料的隨機取向碎片構成的墊來 提供。被切碎以形成碎片或片段的單向帶預浸漬材料包括可以是通常用于航空航天預浸漬 材料中的任意樹脂的樹脂基體。用熱塑性塑料硬化的熱固性環(huán)氧樹脂是優(yōu)選的，因為當為 了提供附接表面（諸如圖1和圖5所示附接孔20)而在模制后對連接元件進行機械加工時， 這些樹脂趨于更加耐受破裂或剝離。盡管孔20被視作用于將連接元件連接到支撐結構或 本體的示例性附接表面，但是，有多種可以通過連接元件的模制或機械加工形成的其他附 接表面。例如，本發(fā)明的優(yōu)點是，為了提供連接元件到支撐結構匹配表面的鎖定接合，可以 將槽和其他類型的凹入部機械加工或模制到連接元件的表面中。這個特征對于將承載元件 通過互鎖連接而不是使用螺栓或其他基于緊固件的附接構造連接到其相應支撐結構是有 用的。
[0029] 另外，應該注意，附接孔20,或其他連接構造，不一定要設置在連接元件14的與承 載元件12分開的部分中。例如，附接孔20可以設置為使其同時穿過承載元件12和連接元 件14。在這種構造中，連接元件14的第二部分18和承載元件12上相同位置處的第一部 分16合并在一起。相應地，將明白對于希望沒有螺栓經(jīng)過承載元件12延伸的那些情形來 說，圖5所示的附接孔20僅僅是示例性的。進一步，第一、第二部分16、18可占據(jù)承載元件 12上的相同物理位置，尤其是在希望螺栓或其他類型緊固件直接連接到承載元件12的那 些情形中。
[0030] 模制材料的樹脂基體可以由一般用于結構應用場合的任意熱固性或熱塑性樹脂 構成。優(yōu)選地，未固化樹脂基體的數(shù)量會在模制材料全部重量的25?45重量百分比之間。 樹脂基體可以是用在結構復合材料中的熱塑性樹脂或環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、聚酰 亞胺樹脂、聚酯樹脂、乙烯酯樹脂、氰酸脂樹脂、酚醛樹脂中的任意樹脂。示例性熱塑性樹脂 包括聚苯硫醚（PPS)、聚砜（PS)、聚醚醚酮（PEEK)、聚醚酮酮（PEKK)、聚醚砜（PES)、聚醚酰 亞胺（PEI)、聚酰胺-酰亞胺（PAI)。用諸如PES、PEI和/或PAI等熱塑性塑料硬化的環(huán) 氧樹脂是優(yōu)選的樹脂基體。一般出現(xiàn)在航空航天工業(yè)中使用的那類單向帶中的樹脂是優(yōu)選 的。在美國專利第7754322和7968179號和美國專利申請第12/764636號中描述了適合于 用作樹脂基體的示例性熱塑性塑料硬化的樹脂。
[0031] 用于制造模制材料的單向碎片的樹脂含量也可以在整個預浸漬材料重量的25和 45重量百分比之間變化。樹脂含量在35和40重量百分比之間的碎片是優(yōu)選的。當形成準 各向同性碎切預浸漬材料時，一般不向預浸漬材料碎片中添加額外的樹脂。存在于初始單 向帶預浸漬材料中的樹脂足以將碎片粘合在一起以形成模制材料。
[0032] 準各向同性（Q-I)碎切預浸漬材料可以通過購買或制造希望寬度的單向預浸漬 材料帶或繩來制造。接著，將帶或繩切碎成希望長度的碎片，并按層隨機鋪設這些碎片，然 后，將其壓在一起形成模制材料。當被壓在一起時，單個的隨機取向的單向預浸漬材料碎片 由于存在預浸漬材料樹脂而自然地粘合在一起。然而，用于獲得模制材料的優(yōu)選方法是購 買HexMC^ 1或等同的可通過商業(yè)途徑得到的準各向同性碎切預浸漬材料，這些材料作為 材料片供應，這些材料片接著用作模制材料形成希望的連接元件，該連接元件被模制在承 載元件上。
[0033] 其他類型的不連續(xù)纖維模制材料可以用來形成連接元件，只要這些材料滿足用于 將承載元件連接到支撐結構的必要的強度和機械加工能力要求。這些模制材料一般包括用 樹脂浸漬的隨機取向的切碎的纖維。但是，為了確保模制材料強度足夠高并且既能夠模制 又能夠機械加工，優(yōu)選的是使用切碎的單向纖維或帶。單向纖維在任何地方都可以包含從 幾百根長絲到12000根長絲或是更多。單向纖維一般供應為由按單一方向取向的連續(xù)纖維 構成的帶。
[0034] 單向帶是用于形成模制材料的優(yōu)選類型預浸漬材料。單向帶可以從商業(yè)渠道獲 得，或者可以使用已知的預浸漬材料形成工藝加成。單向帶的尺寸可以根據(jù)要制造的具體 連接件廣泛地變化。例如，單向帶的寬度（垂直于單向纖維的尺寸）可以從0.2cm變化到 2. 5cm，或者更大。帶一般會是從0.004到0.012英寸（0.01到0.03cm)厚，而單向帶的長 度（平行于單向纖維的尺寸）可以從0.5英寸（1.3cm) -直變化到2英寸（5. lcm)，或者更 大，取決于承載元件的大小和形狀和希望的連接元件，以及任何粘合增強表面的大小和形 狀和針對結合部的結構載荷要求。碎片包括的單向纖維可以是碳、玻璃、芳族聚酰胺、聚乙 烯或通常用于航空航天工業(yè)中的任何纖維類型。優(yōu)選碳纖維。碎片在墊中是隨機取向的， 其鋪設得較為平整。這為墊提供了橫向上各向同性的性能。
[0035] -個示例性的優(yōu)選準各向同性碎切預浸漬材料是HexMC? 8522/AS4。這種準各 向同性碎切預浸漬材料被供應為46cm寬、0. 20cm厚的連續(xù)墊卷,，HexPly? 8522/AS4單向 纖維預浸漬材料用來制造準各向同性墊中隨機取向的碎片。HexPly? 8522/AS4預浸漬材 料是0. 016cm厚并具有每平方米約145克的纖維面重量的碳纖維/環(huán)氧樹脂單向帶。該帶 的樹脂含量是38重量百分比，其中樹脂（8552)是熱塑性塑料硬化的環(huán)氧樹脂。帶被分開 以提供0. 85cm的條，然后被切碎以提供5cm長的碎片。碎片密度是約1. 52g/cm3。當使用 這種類型的模制材料時，孔26、28的直徑應該是至少1/8英寸（0. 32cm)的直徑，以確?？?在高壓模制過程中完全被模制材料填充。
[0036] 其他的示例性準各向同性碎切預浸漬材料可以用其他的HexPly?單向預浸漬材 料帶制造，諸如EMC 116/AS4 (環(huán)氧樹脂/碳纖維）、8552/頂7 (熱塑性塑料硬化的環(huán)氧樹脂 /碳纖維）、3501-6/T650 (環(huán)氧樹脂/碳纖維）和M21/M7 (熱塑性塑料硬化的環(huán)氧樹脂/ 碳纖維）。Μ21/ΙΜ7是一種優(yōu)選的單向預浸漬材料帶，其可以被切碎，并用于形成不連續(xù)纖 維模制材料，其用于形成根據(jù)本發(fā)明的連接元件。
[0037] 承載元件12優(yōu)選地用單向纖維制造，所述單向纖維大小和類型可根據(jù)要制造的 具體類型的承載元件變化。單向纖維可以是預浸漬材料繩或帶的形式，或者可以是干單向 纖維，該干單向纖維在形成承載元件的過程中用樹脂浸漬。用于形成模制材料的相同類型 的纖維和樹脂也可以用在形成承載元件中。區(qū)別是承載元件中的單向纖維是連續(xù)的，而且 按單向型式一致地取向。
[0038] 優(yōu)選的是，承載元件在用模制材料包覆模制附接部分之前完全地形成并固化。但 是，如果希望，對還沒有完全固化的承載元件進行包覆模制也是可以的。用來從單向纖維和 樹脂基體形成承載元件的過程和工藝是已知的。雖然不是必要的，但是優(yōu)選的是，當模制材 料和承載元件共同固化時，用于形成承載元件的相同樹脂也被用作模制材料中的樹脂。用 于形成粘合增強表面的孔和槽優(yōu)選地被機械加工在充分固化的承載元件中。但是，如果希 望，粘合增強表面可以在鋪設和固化/模制過程中在承載元件中形成。
[0039] 連接元件優(yōu)選地使用傳統(tǒng)高壓模制過程模制包覆固化的承載元件。針對用于模 制材料中的環(huán)氧樹脂的一般高壓固化溫度的范圍是從170°C到225°C。優(yōu)選的固化溫度的 范圍是從190°C到205°C。在固化溫度下，模具內的內部壓力優(yōu)選地高于500psi，而低于 2000psi。在一個優(yōu)選實施方式中，連接元件首先被成形為具有接近最終連接元件的形狀的 "預成型件"。預成型件在承載元件的附接端上加工就位，或者可以在承載元件的附接部分 上設置就位前形成。一旦預成型件已完全固化（一般在固化溫度下5分鐘到1小時），就從 模具上移除包覆模制的承載元件并冷卻。如果需要，連接元件可以接著機械加工以提供用 于附接到支撐結構的孔或其他表面。
[0040] 優(yōu)選地，為了增加樹脂的粘度以有助于維持預成型件的形狀并在隨后的高壓模制 過程中保持預成型件就位，預成型件在被放進模具中之前可以是"分階段的"。分階段涉及 在環(huán)境壓力下將預成型件加熱到165°c到180°C的溫度剛好足夠的時間，以顯著增加樹脂 粘度。在分階段溫度下，在5到15分鐘量級的階段時間是優(yōu)選的。分階段的預成型件優(yōu)選 地在被放進模具中之前被冷卻到室溫用以最終固化。另外，預成型件中的樹脂粘度當預成 型件被加入到固化溫度時趨向于下降，然后當樹脂固化時迅速增加。這種與模具加壓相結 合的粘度下降確保樹脂和不連續(xù)纖維一致地流進形成粘合增強表面的孔和槽中。
[0041] 重要的是，模具要在包覆模制操作過程中牢固地保持就位。當使用高壓時，這是一 個特別的問題，因為模具趨于被吹離承載結構的端部，除非其牢固地被保持就位。根據(jù)本發(fā) 明，優(yōu)選的是，為了將承載結構固定在模具內，在承載結構上提供鎖定表面或結構。例如，為 了提供用以在模制過程中固定承載結構的表面，在承載結構的側面設置槽50。參見圖8, 一 個簡化的模具52被示出在承載元件12的適當位置上。該模具包括上半部54和下半部56， 二者用夾緊表面60和62在一端上夾緊在一起。
[0042] 模具半部54和56包括鎖定片64和66,鎖定片64和66包括孔，鎖定銷68和70 插過孔用于與承載元件12中的槽50接合。發(fā)現(xiàn)這種具體的鎖定構造提供了模具到承載元 件極其牢固的鎖定，對于結構12的承載能力沒有過分影響。僅僅是為了說明的目的，圖1 所示槽50的大小相對于承載元件的大小來說是較大的。一般來說，槽50相對承載結構的 整體大小來說會是較小的。鎖定槽的具體大小將取決于承載結構的大小、使用的模制壓力 和包覆模制的連接元件的大小而變化。在所有情況中，選擇槽的大小使得承載元件的整體 結構性能仍然滿足設計標準。
[0043] 業(yè)已發(fā)現(xiàn)，模制材料的性質是只有相當少量的樹脂沿著模具縫和模具與承載結構 交匯的地方從模具逸出。為了將從模具逸出的樹脂保持在最小量，優(yōu)選的是，模具半部之間 的間隙和模具和承載結構之間的間隙在〇. 010英寸以下的量級，更優(yōu)選的是〇. 005英寸以 下。
[0044] 多種其他的鎖定構造用來將模具固定到承載結構。例如，可以在承載結構上形成 隆起部分，其與形成在模具鎖定片中的相應下凹表面相互鎖定。另外，槽可以布置橫跨承載 元件的頂面和/或底面用于與模具接合，取代設置在側面的槽，諸如槽50。形成在承載結構 上或承載結構中的鎖定結構強度應足夠大以在模具和承載元件之間提供牢固連接，以防止 二者在高壓模制過程中被強迫分開，這才是重要的。
[0045] 參見圖6,根據(jù)本發(fā)明的簡化了的復合結構被示出連接到簡化了的支撐結構和本 體（以虛線用"31"示出）。承載元件32已經(jīng)包覆模制有連接元件34。在這個具體實施方 式中，連接元件34包括開口 36,為了接收支撐結構31，開口 36已機械加工或模制在連接元 件34中。另外，開口 38已機械加工或模制在連接元件34中以提供支撐結構31利用以虛 線用"40"示出的螺栓或銷到連接元件34的聯(lián)結。
[0046] 在圖7中示出了一個替換方式的示例性類型的結合部，在該結合部處，支撐本體 或結構42已進行了機械加工或模制以接收連接元件44。連接元件44已模制包覆承載元件 46的附接部。
[0047] 為了提供連接元件44到支撐結構42的螺栓連接，附接開口 48已機械加工或模制 在連接元件44中。各種連接結構和連接元件之間的各種各樣的可能連接都是可以的。圖 6和圖7中所示的簡化的實施方式僅僅是示例性的。實際的支撐結構一般會是相當復雜的 形狀，這種形狀是使用模制或鑄造和機械加工的組合來形成的，取決于用來形成支撐結構 的材料類型。一般用在這種高強度情形中的材料包括各種鋼、鋁和復合材料。
[0048] 一般的包覆模制連接元件也會是比圖6和圖7所示的簡化表達更為復雜的形狀和 結構。根據(jù)本發(fā)明用模制材料包覆模制承載元件提供了強化承載元件同時還提供了承載元 件和支撐結構件牢固、高強度連接的雙重優(yōu)點。另外，模制的連接元件既可以模制也可以機 械加工以形成連接到支撐結構所需的復雜形狀。
[0049] 通過上述描述了本發(fā)明的示例性優(yōu)選實施方式，本領域技術人員應注意到，這些 在本發(fā)明公開范圍內僅僅是示例性的，可在本發(fā)明范圍內作出各種其他替換方式、改變和 改進。相應地，本發(fā)明不受上述實施方式的限制，而僅僅受后面權利要求的限制。
【權利要求】
1. 一種用于連接到支撐本體的復合結構，所述復合結構包括： 承載元件，所述承載元件包括連續(xù)的增強纖維和樹脂基體，所述承載元件具有用來連 接到所述支撐本體的附接部分，所述附接部分包括具有表面積的表面；和 連接元件，所述連接元件包括樹脂基體中的不連續(xù)纖維，其中，所述連接元件包括第一 部分和第二部分，所述第一部分是包覆所述承載元件的附接部分的表面模制的，所述第二 部分用于連接到所述支撐本體。
2. 如權利要求1所述的復合結構，其中，所述連續(xù)的增強纖維是單向的。
3. 如權利要求1所述的復合結構，其中，所述連接增強部包括多個碎片，所述碎片包括 單向纖維。
4. 如權利要求1所述的復合結構，其中，所述承載元件的附接部分包括增加所述附接 部分的表面積的至少一個粘合增強表面。
5. 如權利要求1所述的復合結構，其中，所述粘合增強表面限定了穿過所述附接部分 的孔，其中，所述孔基本上用所述不連續(xù)纖維和用于所述不連續(xù)纖維的所述樹脂基體充滿。
6. 如權利要求1所述的復合結構，其中，所述連接元件的第二部分包括一個或多個表 面，所述一個或多個表面被機械加工或模制過以提供用于將所述復合結構連接到所述支撐 本體的表面。
7. 如權利要求6所述的復合結構，其中，所述連接元件的第二部分包括已機械加工在 所述連接增強部中的孔。
8. 如權利要求6所述的復合結構，其中，所述連接元件的第二部分被機械加工過，以提 供用于與所述支撐本體上的相應匹配表面接合的匹配表面。
9. 一種組件，包括如權利要求1所述的復合結構和所述連接元件連接于其上的支撐本 體。
10. 如權利要求9所述的組件，其中，所述本體是航空航天飛行器的一部分。
11. 一種用于連接到支撐本體的復合結構的制造方法，所述方法包括下面的步驟： 提供承載元件，所述承載元件包括連續(xù)的增強纖維和樹脂基體，所述承載元件具有用 來連接到所述支撐本體的附接部分，所述附接部分包括具有表面積的表面；和 形成連接元件，所述連接元件包括樹脂基體中的不連續(xù)纖維，其中，所述連接元件包括 第一部分和第二部分，所述第一部分是包覆所述承載元件的附接部分的表面模制的，所述 第二部分用于連接到所述支撐本體。
12. 如權利要求11所述的復合結構的制造方法，其中，所述連續(xù)的增強纖維是單向的。
13. 如權利要求13所述的復合結構的制造方法，其中，所述連接增強部包括多個碎片， 所述碎片包括單向纖維。
14. 如權利要求11所述的復合結構的制造方法，其中，所述承載元件的附接部分包括 增加所述附接部分的表面積的至少一個粘合增強表面。
15. 如權利要求11所述的復合結構的制造方法，其中，所述粘合增強表面限定了穿過 所述附接部分的孔，其中，所述孔基本上用所述不連續(xù)纖維和用于所述不連續(xù)纖維的所述 樹脂基體充滿。
16. 如權利要求11所述的復合結構的制造方法，還包括步驟：模制或機械加工所述連 接元件的第二部分，從而提供用于將所述復合結構連接到所述支撐本體的一個或多個表 面。
17. 如權利要求16所述的復合結構的制造方法，其中，所述連接元件的第二部分包括 已機械加工在所述連接增強部中的孔。
18. 如權利要求16所述的復合結構的制造方法，其中，所述連接元件的第二部分被機 械加工或模制過，以提供用于與所述支撐本體上的相應匹配表面接合的匹配表面。
19. 一種組件的制造方法，包括下面步驟： 提供如權利要求1所述的復合結構；和 將所述復合結構的連接元件連接到支撐本體。
20. 如權利要求19所述的組件的制造方法，其中，所述支撐本體是航空航天飛行器的 一部分。
【文檔編號】B29C65/00GK104302467SQ201380024422
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年5月3日 優(yōu)先權日:2012年5月15日
【發(fā)明者】B·布爾西耶 申請人:赫克賽爾公司