[发明专利]多层复合结构及其形成方法

说明书

一种多层复合结构及其形成方法，该多层复合结构包括第一复合纤维层、第二复合纤维层和粘结剂。粘结剂设置在第一复合材料层和第二复合材料层之间，并在第一复合材料层和第二复合材料层之间形成第一粘结部和第二粘结部，第一粘结部和第二粘结部通过间隙分开，该间隙被配置为隔离第一粘结部的脱粘以防止扩散至第二粘结部。

技术领域

本公开大体上涉及用于粘结复合结构的系统和方法。更具体地，本公开涉及用于辅助粘结剂粘结的间断或不连续粘结线以抑制在粘结复合结构(诸如复合飞机结构构件)中脱粘扩散的系统和方法。结果是提高飞机结构构件的耐用性和损坏容限(DDT)。

背景技术

现代航空器越来越依赖复合结构，以替代较重的钢和较弱的聚合物材料。飞机部件和表面承受飞行中的载荷，这些载荷会在各种结构部件上产生应力和应变。此外，环境因素会随着时间的流逝造成额外的损害，诸如极端的热量和低温波动、湿度、与海洋环境相关的盐分损害以及飞机流体(例如，燃料，机油，液压油，除冰液，清洁剂化学品，厕所残留物，厨房溢出物等)的污染。

在航空领域，重量是至关重要的因素，并且随着新的军用和民用飞机系统的开发，复合材料越来越成为飞机结构的基础。类似地，对于新的军用和民用飞机平台，一直在不断努力以同时提高性能并降低成本。然而，接合部和粘结处必须能够承受飞行过程中遇到的极端条件和应力。

因此，需要一种经济、轻型和耐用的结构以结合到飞机中。

发明内容

本公开提供了一种多层复合结构，其被设计为减轻复合层合体之间的脱粘的发生和/或扩散。特别地，多层复合结构采用布置成间断粘结图案的粘结剂，该粘结图案被构造成阻止裂缝在隔离的粘结剂之间扩散。

根据第一方面，多层复合结构包括：第一复合纤维层；第二复合纤维层；以及设置在第一复合纤维层和第二复合纤维层之间的粘结剂，其中，粘结剂在第一复合纤维层和第二复合纤维层之间形成第一粘结部和第二粘结部，第一粘结部和第二粘结部通过间隙彼此分开，并且其中该间隙被布置为隔离第一粘结部的脱粘结以防止扩散到第二粘结部。

在某些方面，间隙为空气填充的。

在某些方面，间隙包括非粘性材料。

在某些方面，第一复合材料层和第二复合材料层包括编织纤维材料。

在某些方面，不连续包括在粘结剂和第一复合材料层之间的界面区域处的分离。

在某些方面，粘结剂在第一复合纤维层和第二复合纤维层之间的界面区域处形成圆角轮廓。

在某些方面，在界面区域处的分离使第一复合材料层与第二复合材料层脱层。

在某些方面，第一粘结部限定第一条带，且第二粘结部限定第二条带，第一条带与第二条带可以彼此平行。

在某些方面，第一粘结部和第二粘结部具有相等的宽度。

在某些方面，第一粘结部和第二粘结部具有不相等的宽度。

在某些方面，多层复合结构还包括第三粘结部，其中，第三粘结部通过第二间隙与第二粘结部分开。

在某些方面，间隙具有第一间隙宽度，并且第二间隙具有不同于第一间隙宽度的第二间隙宽度。

在某些方面，第三条带平行于第二条带。

在某些方面，第一、第二和第三粘结部具有相等的宽度。

在某些方面，第一、第二和第三粘结部各自具有不相等的宽度。

在某些方面，间隙的宽度为第一粘结部或第二粘结部的宽度的约20-25％。

在某些方面，间隙宽度为约0.75至1.25英寸，并且第一粘结部或第二粘结部的宽度为约4至6英寸。