[发明专利]制造固化的复合结构的方法和系统

说明书

本发明的名称是制造固化的复合结构的方法和系统。由第一纵梁、第二纵梁和包括第一侧面和第二侧面的面板制造固化的复合结构的方法，该方法包括，对于每个第一纵梁，使用定位在第一纵梁和面板的第一侧面之间限定的第一空腔中的基本刚性的心轴将第一纵梁支撑在面板的第一侧面上，对于每个第二纵梁，使用定位在第二纵梁和面板的第二侧面之间限定的第二空腔中的柔性心轴将第二纵梁支撑在面板的第二侧面上，和共固化第一纵梁、面板和第二纵梁，同时一个或多个第一纵梁中的每个由各自的基本刚性的心轴支撑和一个或多个第二纵梁中的每个由各自的柔性心轴支撑。

技术领域

本公开一般地涉及复合结构，并且更具体地，涉及包括复合材料的增强结构。仍更具体地，本公开涉及用于制造固化的复合结构的系统和方法。

背景技术

复合材料可用于构造飞机和其他交通工具及组件的复合结构。用于构造飞机或其他交通工具或其他组件的复合结构可包括增强复合板。

有时期望形成具有多个侧面的复合结构，每个侧面在其上具有一个或多个纵梁(stringer)或加强件以增强面板。在一些制造过程中，复合结构被制造、固化以及以其他方式加工为随后将紧固在一起的离散零件。这些制造工艺中的一些包括将加强件紧固到结构上——这可增加成本和重量，以及热塑性焊接——这在加强件相交处可能是困难的并且可增加成本。这后一类制造工艺中的每一种的替代方法是共固化结构。但是，共固化在结构的两个侧面上具有加强件的结构的现有尝试的实例问题是现有尝试导致在中心结构中的缺陷。在一些情况下，这些缺陷是由于加强件相交处的压力不平衡。这些压力不平衡导致层压板扭曲或褶皱。

开发和改进固化的复合结构以及制造这类固化的复合结构的方法仍然是令人感兴趣的。期望有如此方法和设备，其在加强件相交处产生更均匀的压力，从而减少或消除中心结构中的扭曲。

发明内容

公开了用于从一个或多个第一纵梁、一个或多个第二纵梁和面板制造固化的复合结构的方法，面板包括第一侧面和与第一侧面相对的第二侧面。

在一个实例中，公开的方法包括以下步骤：(1)对于一个或多个第一纵梁中的每个第一纵梁，使用基本刚性的心轴将第一纵梁支撑在面板的第一侧面上，使得基本刚性的心轴定位在第一纵梁和面板的第一侧面之间限定的第一空腔内；(2)对于一个或多个第二纵梁中的每个第二纵梁，使用柔性心轴将第二纵梁支撑在面板的第二侧面上，使得柔性心轴定位在第二纵梁和面板的第二侧面之间限定的第二空腔内；和(3)使一个或多个第一纵梁、面板和一个或多个第二纵梁共固化，同时一个或多个第一纵梁中的每个均由各自的基本刚性的心轴支撑，和一个或多个第二纵梁中的每个均由各自的柔性心轴支撑。

在另一实例中，公开的方法采用在其中限定一个或多个槽的刚性工具，并且包括以下步骤：(1)对于一个或多个第一纵梁中的每个第一纵梁，(i)将第一纵梁定位在刚性工具上，使得第一纵梁至少部分地在一个或多个槽的槽内，和(ii)将基本刚性的心轴定位在第一纵梁上，使得基本刚性的心轴至少部分地在槽内；(2)将面板定位在一个或多个第一纵梁上方和基本刚性的心轴上方，使得面板的第一侧面面向一个或多个第一纵梁以及基本刚性的心轴，和面板的第二侧面背离一个或多个第一纵梁和基本刚性的心轴；和(3)对于一个或多个第二纵梁中的每个第二纵梁，(i)将柔性心轴定位在面板的第二侧面上，以及(ii)将第二纵梁定位在柔性心轴上方。

在仍另一实例中，公开的方法采用在其中限定一个或多个槽的刚性工具，并且包括以下步骤：(1)对于一个或多个第一纵梁中的每个第一纵梁，(i)将第一纵梁定位在刚性工具上，使得第一纵梁至少部分地在一个或多个槽的槽内，和(ii)将柔性心轴定位在第一纵梁上，使得柔性心轴至少部分地在槽内；(2)将面板定位在一个或多个第一纵梁上方和柔性心轴上方，使得面板的第一侧面面向一个或多个第一纵梁以及柔性心轴，和面板的第二侧面背离一个或多个第一纵梁和柔性心轴；和(3)对于一个或多个第二纵梁中的每个第二纵梁，(i)将基本刚性的心轴定位在面板的第二侧面上，以及(ii)将第二纵梁定位在基本刚性的心轴上方。