[发明专利]由拉-压和弯曲下具有改进的机械性能的复合材料制成的机械构件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用复合材料制造机械构件（诸如飞机起落架撑杆的连杆）的方法。

背景技术

特别从专利文献FR2932409中可知，基于心轴制造此类连杆是公知的，一个或多个碳纤维层编织在该心轴上，碳纤维径向地彼此叠置。

该组件然后安装在模具内，以便在树脂聚合化之前将树脂注入到由心轴支承的各层内（例如，通过加热），以便形成刚性的粗制连杆，该连杆在其接口处可进行加工以形成U形。

然后，用图1中所示的编织设备实施加强纤维层的编织，这里用附图标记1表示该编织设备。该设备基本上包括在垂直平面内延伸的环2，因此，该环的转动轴线AX是水平的。该环2支承一组加强纤维3的绕组，汇聚在轴线AX上的某一区域上并相对于环的平面偏离。

当编织循环开始时，由附图标记4表示的心轴沿着轴线AX移动，以便通过环2而越过纤维的汇聚点。同时，由动力的可动支承件支承在环2上的绕组被致动，以便在该心轴4的外表面上制造加强纤维的套筒。

一旦心轴完全通过环，也就是说，一旦心轴位置超过纤维的汇聚点，该套筒就在其整个长度上覆盖心轴。

然后，在心轴的下游割断加强纤维层并移去心轴，然后重新放置在环的后面，以便再次通过环，以形成径向地叠置在第一层上的第二层加强纤维。

因此，如图2示意地所示，可以制造出总体结构，该总体结构在其中心区域内包括心轴，该心轴对两个编织纤维层6、7或更多层形成支承，编织纤维层都围绕心轴并在其整个长度上延伸。

具体来讲，如图2所示，一方面，编织层包括被称作卷轴纤维8和9的纤维，它们相对于轴线AX在一侧和另一侧上倾斜诸如大致30度，另一方面，编织层包括平行于轴线AX的纵向纤维11，与纵向纤维交错的卷轴纤维8和9将纵向纤维固定就位。

在此类连杆中，主要是纵向纤维承受连杆沿轴线AX受到拉-压时产生的机械应力，以及连杆经受围绕正交于轴线AX的任何轴线的弯曲应力时产生的机械应力。

因为编织需要张紧卷轴纤维，与图3的示意图相反的是，纵向纤维11实际上是波状的而不是直线的，这降低了纤维沿AX方向所能承受的机械应力水平。

当纵向纤维的波动性很高时，则纵向方向的强度损失就更大，因为编织过程中施加到纤维的张力本身必须相当大，以使组件尽可能紧凑。

发明内容

本发明的目的是提出一种弥补该缺点的方案。

因此，本发明的主题是制造复合材料的机械构件的方法，例如是复合材料的连杆，该方法包括以下连续操作：围绕心轴并在该心轴的全部或部分长度上施加编织的加强纤维层，同时将一层径向地叠置在另一层的顶部，在施加编织的加强纤维层的两次操作之间还包括以下步骤：

-在编织纤维的最后层上，放置至少一个由拉挤的加强纤维形成的元件，每个拉挤元件纵向地定向，并在心轴的至少一部分长度上延伸；

-每个拉挤元件至少临时地附连到编织加强纤维的最后层，

且其中，一旦所有拉挤的元件已经放置就位，且已经施加所有编织层，则在组件进行聚合化之前，将树脂注射到各个编织层以形成粗制零件。

采用该方案，在与编织层组装之后，并在树脂注射和聚合化之后，拉挤元件形成基本上保持直的纤维的组件，这能显著地提高纵向方向上的机械强度。

本发明的另一主题是如上所述的方法，其中，每个拉挤元件是实心杆型。

本发明的另一主题是如上所述的方法，其中，用粘结剂或树脂型产品对施加于同一层加强纤维的每个拉挤元件实施附连。

本发明的另一主题是如上所述的方法，其中，用通过由心轴、心轴支承的各层和将要被附连的拉挤元件所构成的组件周围的粘合物，对施加于同一层加强纤维的每个拉挤元件实施附连。

本发明的另一主题是如上所述的方法，其中，将围绕心轴的纵向方向彼此均匀地间隔开的几个拉挤元件施加于同一层编织纤维。

本发明的另一主题是如上所述的方法，其中，在将该组件放置在同一层加强纤维上之前，通过一个或多个横向粘合物将各个拉挤元件彼此连接以形成枝编型组件，从而组装各个拉挤元件。

附图说明

图1是一示意的立体图，显示带有设计成接纳编织纤维层的心轴的已知编织机；

图2是一示意的剖视图，显示形成由复合材料制成的已知连杆的若干层；

图3是以立体方式显示编织的加强纤维的一部分的示意图；

图4是根据本发明方法制造的带有圆筒形截面的连杆本体的横截面示意图；

图5是根据本发明方法制造的带有椭圆形截面的连杆本体的横截面示意图；