[发明专利]由机械锚固元件组装的两个零件的组件，由复合材料制成的一个零件

说明书

本发明涉及一种两个零件(2，4)的组件，一个零件(4)由具有纤维加强件的复合材料制成，所述纤维加强件由纤维预成形件获得，所述纤维预成形件利用三维编织制造，且由基质致密化。该组件包括机械锚固元件(12)，所述机械锚固元件(12)固定到一个零件，且插入到另一个零件内部。

背景技术

本发明涉及将一结构的两个零件组装在一起的一般领域，其中一个零件由具有纤维加强件的复合材料制成，该纤维加强件由纤维预成形件获得，该纤维预成形件通过三维编织制成，且用基质致密化。

本发明的应用的非限制性例子特别包括将金属带组装在由复合材料制成的涡轮喷气发动机的叶片的前缘上，以及将壳体组装在用于涡轮螺旋桨发动机的螺旋桨叶片的由复合材料制成的翼梁形成结构芯上。

已知通过使用纤维加强件来制造由复合材料制成的涡轮喷气发动机的叶片，该纤维加强件由纤维预成形件获得，该纤维预成形件通过三维编织制成，且用基质致密化。与用于制成复合材料叶片的其它已知技术相比，通过三维编织制成纤维预成形件具有许多优点，特别是例如不需要对插入件的任何依赖或不安装任何其它单独元件。参考文献EP 1526 285，其描述了制造这种风机叶片的方法。

此外，已知将金属带(或加强件)安装在这种复合材料涡轮喷气发动机的叶片的前缘上，以保护复合结构免受磨损/侵蚀，且在抵抗异物的冲击的情况下也是如此。这特别适用于涡轮喷气发动机的被暴露于吸入鸟、冰雹和冰等的风机叶片。

通常，例如通过机械技术例如冲压、成形或电铸制成的金属带利用粘合剂的珠子粘合地粘结在复合材料叶片的前缘上。该操作可以在用于粘结金属带的模具中或在炉子中进行，以便固化施加在该带上的粘合剂的珠子(如果有的话)。

以这种方式将金属带组装在复合材料叶片的前缘上具有许多缺点。特别地，当叶片在其弦方向或其长度方向上经受变形时，该单元的局部翘曲使粘合剂的珠子受到显著的牵引力和撕裂力，这可能导致金属带的法兰变得松脱。可惜，一旦这些法兰已经松脱，金属带在离心力作用下的惯性就会使该带向外弹出。

提供具有局部加强件的带然后可以构成用于限制任何不粘合的传播的解决方案，但是已经提出的解决方案，例如钻孔和加工翼型和该带以使机械紧固件穿过它们，产生了额外的操作且局部地损坏该翼型。此外，该带的位置区域需要具有高度的空气动力性能，这需要用于组装该带以便尽可能接近该带形状的装置。可惜，对于具有越来越复杂的形状的风机叶片，当使用现有技术的组装方案时，该约束变得难以满足。

发明内容

因此，存在需要具有不存在上述缺点的组件。

根据本发明，该目的通过一种两个零件的组件实现，一个零件由具有纤维加强件的复合材料制成，该纤维加强件由纤维预成形件获得，该纤维预成形件通过三维编织制成，且用基质致密化，该组件特征在于，其包括机械锚固元件，所述机械锚固元件固定到一个零件且插入到另一零件内部中。

本发明的不同寻常之处在于，插入到复合材料零件内的机械锚固元件用于显著地增加两零件之间的粘合剂的粘结面积。结果，两个零件之间的组装强度可以大大加强。特别地，当金属带被组装在复合材料叶片的前缘上时，可以根据叶片中剪应力的水平来调节机械锚固元件的位置。最后，组件的不同寻常之处在于，其不需要复合材料零件被钻孔，机械锚固元件仅仅插入在复合材料零件的纤维之间。因此可以避免复合材料部件的任何劣化。

将机械锚固元件插入到在纤维预成形件的编织过程中所提供的非互连区域中，该纤维预成形件用于制造复合材料零件的纤维加强件。

此外，在将树脂注入所述纤维预成形件的步骤之前，将机械锚固元件插入到纤维预成形件中的非互连区域中。换句话说，机械锚固在尚未注入树脂的(复合材料零件的)纤维预成件上进行，预成形件和其他零件随后被放置在注塑模具中，以便一起实施树脂的注入。

在一实施例中，复合材料零件是涡轮喷气发动机的叶片的翼型，另一个零件是金属带，所述金属带用于在所述翼型的前缘上进行组装。