專利名稱：加強板之間的復合梁弦桿及相關的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及包括加強纖維的復合材料。
背景技術：
由諸如碳纖維加強塑料(CFRP)的復合材料制造的物品可以包括呈不同纖維取向的加強纖維構成的多個層。在一些層中的加強纖維相對于負載軸線可以以零度取向。這種零度取向提供拉伸和壓縮強度。在其他層中的加強纖維為了剪切和支承強度可以以其他角度(+45。，-45。，90。)取向。碳纖維加強塑料可以用來代替金屬，特別是在希望重量較輕并且機械強度較高的應用中。例如，對于民用和軍用飛機碳纖維加強塑料是希望的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本文的實施例，一種物品包括在第一和第二加強板之間的復合梁弦桿。該梁弦桿包括相對于該梁弦桿的縱軸線具有+ α度纖維取向的第一加強纖維層和相對于該縱軸線具有-α度纖維取向的第二加強纖維的層。角度α =2至12度用來抑制或延遲層分離(splitting)。根據(jù)本文的另一個實施例，一種物品包括第一和第二金屬加強板、該第一和第二板之間的復合梁弦桿、和延伸通過該梁弦桿用于將該第一和第二板固定于該梁弦桿的多個緊固件。該梁弦桿包括相對于該梁弦桿的縱軸線具有+ α度纖維取向的加強纖維的第一層和相對于該縱軸線具有-α度纖維取向的加強纖維的第二層。角度α=2至12度用來抑制或延遲層分離。該緊固件垂直于該層。根據(jù)本文的實施例，一種制造物品的方法包括制造復合梁弦桿，包括將加強纖維層放置在工具上，其中至少一些層中的纖維相對于該物品的單一軸向載荷支承方向具有土 α的取向，其中α =2至12度。該方法還包括在該復合梁弦桿中形成通孔；并且利用該通孔將加強板固定于該梁弦桿的相對兩側。已經(jīng)討論的特征、功能和優(yōu)點能夠在本發(fā)明的各種實施例中單獨實現(xiàn)，或者也可以在另外的實施例中結合，參考在下面的描述和附圖能夠看到其他的細節(jié)。


圖Ia是包括加強板之間的復合梁弦桿的物品的例子。圖Ib是具有以土 α度取向的纖維的梁弦桿的多個層的例子。圖2a是相對于梁弦桿的縱軸線以O度取向的纖維的例子。圖2b是相對于具有鉆在中間的孔的梁弦桿的縱向以土 α度取向的纖維的例子。圖3是具有以土 α度和土 β度取向的纖維的梁弦桿的多個層的例子。圖4是用螺栓固定在一起的梁組件的局部露出的等軸測圖。圖5是用ζ形銷加強的梁組件的局部露出的等軸測圖。
圖6是梁弦桿拼接(splice)的側視圖。圖7是圖6的梁弦桿拼接的俯視圖。圖8是結構或系統(tǒng)接頭的局部立面圖。圖9是圖8的結構或系統(tǒng)接頭的局部俯視圖。圖10是包括夾在加強板之間的一個或多個復合梁弦桿的飛機的例子。圖11是制造復合梁弦桿的方法的例子。圖12是裝配包括復合梁弦桿和加強板的物品的方法的例子。
具體實施方式

參考圖la，圖Ia示出包括在第一和第二加強板8和9之間的復合梁弦桿7的物品
6。該物品6可以主要是沿著軸線L單一軸向地加載的。物品6在使用期間也可以具有一些扭轉(zhuǎn)和橫向負載。該梁弦桿7不限于任何特定的幾何形狀。在一些實施例中，梁弦桿7可以具有諸如矩形的、正方形的或工字梁形的實心的截面形狀。在另一些實施例中，梁弦桿7可以具有諸如圓管形的或方管形的空心截面形狀。在一些實施例中，梁弦桿7可以是直的。在另一些實施例中梁弦桿7可以是彎曲的或漸細的。梁弦桿7包括嵌入基質(zhì)中的多個加強纖維層。第一加強纖維層相對于該梁弦桿7的縱軸線L具有+ α度的纖維取向，而第二加強纖維層相對于該縱軸線L具有-α度的纖維取向，其中α在2至12度之間。以土 α度取向的加強纖維沿著軸線L提供拉伸和壓縮強度。梁弦桿7具有附加的層。梁弦桿7的一些實施例可以具有少至三個層，而另一些實施例可以具有數(shù)百或數(shù)千層。在一些實施例中，該附加的層也提供沿著軸線L的拉伸和壓縮強度。在另一些實施例中，一些附加的層可以沿著其他方向取向以提供剪切、橫向和支承強度。該加強板8和9具有若干重要的功能。加強板8和9為梁弦桿7提供保護免受碰撞損壞。加強板8和9還改善載荷傳遞性能。加強板8和9通過防止碰撞損壞還增加復合層的壓縮強度。將加強板8和9夾緊于梁弦桿7抑制梁弦桿7的脫層(例如，層的面的自由邊緣或法向碰撞的碰撞脫層)。這進而又防止可壓縮的子分層翹曲/褶皺。當用于飛機龍骨梁時，加強板8和9具有附加的好處。在下面討論的這些附加的好處包括用作電氣部件的接地面并且提供電流返回路徑和雷擊能量路徑。加強板8和9可以用任何合適的材料制造。在一些實施例中，加強板8和9可以用諸如鋁或鈦的金屬制造。在另外的實施例中，加強板8和9可以是碳-石墨板。加強板8和9可以覆蓋梁弦桿7的整個表面或僅僅覆蓋梁弦桿7的一部分。加強纖維和基質(zhì)不限于任何特定的成分。例如，纖維包括，但不限于，碳、玻璃纖維、凱夫拉(Kevlar)、硼或鈦?；|(zhì)的例子包括，但不限于，塑料和金屬。作為第一個例子，碳纖維被嵌入塑料基質(zhì)中。作為第二個例子，碳纖維嵌入鈦基質(zhì)中。在一些實施例中，碳纖維可以是中等分子量碳纖維(例如，40MSI的分子量)。圖Ib是復合梁弦桿7的層7a_7d的設置的例子。該層設置包括相對于縱軸線L以+ α度的角度取向的加強纖維的第一層7a，相對于縱軸線L以- α度的角度取向的加強纖維的第二層7b、以+α度的角度取向的加強纖維的第三層7c、以-α度的角度取向的加強纖維的第四層7d。更一般地說，奇數(shù)的層具有以+ α度的角度取向的加強纖維，而偶數(shù)層具有以-α度的角度取向的加強纖維。雖然圖Ib示出具有四個纖維層的梁弦桿，但是梁弦桿7不限于此。在一些實施例中，每個層具有沿著相同方向取向的纖維。在另一些實施例中，一個或多個層可以具有以+α度和-α度兩者取向的纖維。在一些實施例中，不同的層具有不同的α值。不同的設置可以一起分組。例如，梁弦桿7包括多個纖維組。每組中的層對應于以不同取向的纖維設置。這些組可以任何希望的組合應用并且可以重復到任何希望的程度。
為了將加強板8和9固緊于梁弦桿7，可以在梁弦桿7中形成孔，并且插入的緊固件通過該孔。這些孔可以垂直于層并且延伸通過該層。該物品6是沿著縱軸線L單一軸向加載的(例如，該梁以受壓方式設置)。以土 α度取向的纖維抑制或延遲否則會由孔引起的層的分離。相對于具有以零度取向的大多數(shù)纖維的疊層，層的分離將被抑制或延遲10到100倍。用土 α層代替所有的零度層增加分離阻力I至3個數(shù)量級，使得這種疊層更加實用?，F(xiàn)在參考圖2a和2b，圖2a和2b分別示出以O度和土 α度取向的纖維的基質(zhì)分離。圖2a示出具有嵌入基質(zhì)220中的六個纖維212-217的單個層210。纖維212-217相對于縱軸線L以O度取向。纖維214和215通過鉆孔230被切割。當拉伸載荷沿著軸向L施加時，未切割的纖維212-213和216-217承受該載荷和拉伸。被切割的纖維214和215不承受載荷，不拉伸，并且從基質(zhì)220剪切掉。因此，進而使被切割的纖維214和未切割的纖維213之間的樹脂變?nèi)?。微小的裂紋240 (由虛線表示)在被切割的纖維214和未切割的纖維213之間形成在基質(zhì)220中。這個裂紋240可以沿著層210的整個長度擴張。無論物品具有一個層、五個層、十個層或更多層，都能夠發(fā)生裂紋240。裂紋240使物品的強度嚴重下降。圖2b示出相對于軸線L以- α度取向的纖維252a_256a和相對于軸線L以+ α度取向的纖維252b-256b的層250。該層250可以包括具有纖維252a_256a和252b_256b的單個層或兩個單一方向的層(一個單一方向的層具有纖維252a-256a，而另一個單一方向的層具有纖維252b-256b)。如果纖維254a、256a、254b和256b通過孔270被切割，則小裂紋280將形成在層250中，但是裂紋280不以不受控制的方式增長。而是裂紋的增長將減慢并迅速停止，因而保持物品的強度。而且，由于纖維以土 α度取向，需要一直(ever)增加的載荷才能擴張裂紋280 (成角度的纖維已經(jīng)被示出為將能量停止在裂紋末端)。因此抑制或延遲層的分離。2至8度的角度α提供強度和分離抑制的良好結合。對于小于2度的角度，層的分離迅速增加，對于超過8度的α角，軸向強度迅速下降。但是，對于一些應用，高至12度的角度將提供合格的強度。在一些實施例中，在3-5度范圍內(nèi)的角度提供強度和分離抑制/延遲更好的結合，并且還提供在小于α =2度和大于α =8度時(如果在制造期間纖維控制不足，一些纖維可能以小于2度或大于8度的角度取向)能夠發(fā)生的針對強度減小的誤差幅度。業(yè)已發(fā)現(xiàn)3度的α角度提供更好的結合，因為它提供1-2%額外的壓縮強度。
但是，α的最佳值通常是若干因素的函數(shù)。這些因素包括但不限于纖維、基質(zhì)、纖維和基質(zhì)之間的界面的結合強度、纖維密度、纖維長度等。這些因素還包括控制纖維取向的能力。物品6的一些實施例可以只具有以土 α取向的加強纖維。S卩，物品6中的所有纖維由以土 α度取向的加強纖維構成。在這些實施例中，加強板8和9提供剪切、橫向和支承至少其中之一的強度和剛度。 在物品6的一些實施例中，以土 α度取向的加強纖維的數(shù)目至少為該復合梁弦桿中的加強纖維總數(shù)的60%。這些實施例也可以具有以不同于土 α度的角度取向的加強纖維，以增加剪切、橫向和支承模式至少其中之一的強度或剛度。作為第一個例子，在現(xiàn)有的結構中，通常增加以常規(guī)的45度和90度取向的附加的加強纖維。第二個例子示于圖3中。圖3所示的層設置包括具有以+α和-α度取向的纖維 的第一和第二層7a和7b。該層設置還包括具有以土 β取向的纖維的第三和第四層7c和7d，其中β在15和85度之間(例如，±40、±50、±60、±70、±80)。在一些實施例中β的范圍更窄，在50和75度之間。以土 β度取向的纖維增加剪切、橫向和支承強度。例如，能夠添加以土β度取向的纖維以增加利用緊固件以形成緊固接頭或修理接頭的區(qū)域的剪切強度。由于實現(xiàn)相同的橫向強度和支承需要減少的土 β層(即，與以90度和±45取向的纖維有關的)，結果得到的物品是更加有用的、可修整的、有效的和較輕的。選擇的纖維取向使得六個特性的任何特性能夠被調(diào)節(jié)剪切強度、剪切剛度、橫向強度、橫向剛度、支承強度和支承剛度。如果需要較大的剪切強度，則選擇達到40或50度的β。如果希望較大的橫向強度，則將選擇接近85度的β。如果希望較大的支承強度，則選擇達到65-70度的β。以土 α和土 β取向的總的纖維中，只需要以土 β取向的總纖維的20-30%以達到與傳統(tǒng)的0/+45/-45/90度硬疊層相同的支承強度。但是，與零度層的百分數(shù)在40和100%之間的傳統(tǒng)硬疊層不同，如果物品中和的纖維被切割并加載，層的分離將被抑制或延遲。在一些實施例中，以土β度取向的纖維的層可以與以±α取向的纖維的層間布?？紤]間布的單向?qū)拥睦?。這些層可以具有下面的順序
+ α /- α /+ β /+α /- α /- β /+α /- α......圖I的物品6可以機加工。作為第一個例子，在物品6中鉆孔。該孔6切割通過多個纖維。作為第二個例子，物品的端部被鋸割。該鋸割露出多個纖維的端部。正如上面所提到的，緊固件延伸通過這些孔并且將加強板8和9固定于梁弦桿7。緊固件的例子包括但不限于螺栓、夾子、ζ形銷和倒鉤。諸如螺栓的緊固件整個延伸通過梁弦桿7。諸如夾子、ζ形銷和倒鉤的緊固件可以部分地延伸進入梁弦桿7。諸如夾子、ζ形銷和倒鉤的緊固件可以與加強板8和9是一體的。緊固件的另一個例子是縫合?？p線可以穿過在干復合層和加強板的疊層中的孔。圖4示出包括第一和第二加強部件12和14的梁組件10，該第一和第二加強部件螺栓連接于中心結構部件16的相對兩側。該第一和第二加強部件12和14以及中心結構部件16沿著X方向延伸到相當?shù)拈L度。該中心結構部件16包括一摞扁平的、細長的梁弦桿。中心結構部件16具有預定的長度d和厚度A，尺寸合適地做成抵抗預計的彎矩M，具有大致沿著ζ軸方向指向的取向的軸線。該摞中的每個梁弦桿包括聚合物基質(zhì)中的多個加強纖維層。至少一些層中的纖維相對于X軸線具有土 α度的取向。該加強纖維可以包括，例如，玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維、硼纖維、氧化鋁纖維、碳化硅纖維。但是，在一個具體的實施例中，加強的聚合物為基的材料包括嵌入高性能環(huán)氧樹脂化合物中的多個碳纖維，以賦予該結構部件10高結構剛度。在另一些實施例中，中心結構部件16的不連續(xù)的層可以縫合在一起。可選地，可以用夾子將不連續(xù)的層連接在一起。梁組件10具有延伸通過加強部件12和14以及中心結構部件16的多個孔18。該多個孔18和20尺寸合適地做成容納多個螺栓22。預定的力矩可以賦予該螺栓22并且相應的螺母部件24以沿著ζ方向合作地賦予中心結構部件16預定的壓力。加強部件12和14分散壓力。在一些實施例中，螺栓22可以固緊到最大螺栓張力的40-60%。圖5示出包括第一和第二加強部件32和34和多個Z形銷部件36的梁組件，該Z形銷從該第一和第二加強部件32和34的相應的接觸表面35向外延伸。在一個具體的實 施例中，正如Boyce等人的名稱為“Composite Structure Reinforcement (復合結構加強件)”美國專利4，808, 461號所公開的，當部件34被壓進該中心結構部件16中時，通過用超聲能量激勵該Z形銷部件36將該Z形銷部件36嵌入該中心結構部件16中。除了 Z形銷36之外，伸出通過部件16、32和34的其他緊固件(圖5中未示出)可以用來在梁組件30的選擇部分提供附加的加強和/或允許梁組件30連接于其他外部結構。梁組件可以用單個梁弦桿或多個梁弦桿形成。用多個梁弦桿形成的梁組件示于圖6和圖7中。現(xiàn)在參考圖6和7，圖6和7示出包括拼接在一起的第一中心結構弦桿16a和第二中心結構弦桿16b的梁組件50。每個弦桿16a和16b包括相對于該部分的縱軸線以土 α度取向的加強纖維的層。第一中心結構弦桿16a夾緊在該第一和第二加強板12a和14a之間。第二中心結構弦桿16b夾緊在該第一和第二加強板12b和12b上。第一拼接板52設置在第一加強板12a和12b之間。第一拼接板52上的孔53與中心結構弦桿16a和16b中的通孔以及加強板12a和12b中的孔對齊。第二拼接板54相應地設置在第二加強板14a和14b上。第二拼接板54上的孔53與中心結構弦桿16a和16b中的通孔以及加強板12a和12b中的孔對齊。螺栓22可以插入通過該第一拼接板52和第二拼接板54，并且由螺母部件24固定，因此弦桿16a和16b被拼接在一起。漸細塊51可以設置在該拼接的部分16a和16b之間的界面處，以便提供該界面的整體性。該漸細塊51以及拼接板52和54可以用金屬或碳-石墨制造。現(xiàn)在參考圖8和9，圖8和9示出用于將梁組件40連接于其他結構的結構或系統(tǒng)接頭，包括連接板42、44和46。通過在梁弦桿16中形成接納的橫向切口部分，橫向連接板42設置在梁弦桿16和第一或第二加強板12或14之間。該橫向連接板42用伸出通過梁弦桿16和第二加強部件14的緊固件22固定于該梁弦桿16?？蛇x地，橫向連接板42可以固定于第一或第二加強板12或14的外表面，因此不需要梁弦桿16中的接納的切口部分。縱向連接板44設置在從梁組件40的端部向內(nèi)延伸的縱向切口部分內(nèi)。該縱向連接板44用通過該梁弦桿16的緊固件22同樣地連接于該復合梁。連接板46是成角度的連接板46，其通過在梁弦桿16中形成接納的橫向切口部分設置在梁弦桿16和第一或第二加強板12或14之間。該成角度的連接板46可以用延伸通過該梁40的緊固件22連接于該梁40?？蛇x地，成角度的連接板46可以連接于第一或第二加強板12或14的外表面，因此不需要梁弦桿16中的接納的切口部分。連接板42、44和46也可以分別包括孔43、45和47。這些孔43、45和47可以用于將梁組件連接于其他的外部結構部分。本文中的物品不限于任何具體的應用。應用的例子包括但不限于航空航天運載器中的各種結構、風力發(fā)電機和風力渦輪機的葉片、用于汽車和其他機器的變速箱軸以及傳動和動力軸。在航空航天運載器中，本文中的梁可以用于龍骨梁、著陸支柱、機翼桁梁以及燃油導管。航空航天運載器的例子示于圖10中?，F(xiàn)在參考圖10，圖10示出飛機300。飛機300通常包括機身306、機翼組件304和尾翼308。一個或多推進單元302連接于機翼組件304或機身306或飛機300的其他部分。著陸組件310連接于機身306。機身306包括其為縱向取向的結構部分件的一個或多個龍骨梁(例如，前龍骨梁·和后龍骨梁)，該縱向取向的結構部件賦予機身撓性的剛性，特別是在著陸機構設置的部位和飛機的機翼組件連接于機身的部位。該龍骨梁通常設置在312。龍骨梁可以具有單個梁弦桿或可以具有拼接在一起的多個(例如三個)梁弦桿。例如拼接板52和54可以用來將多個龍骨梁弦桿拼接在一起。漸細塊51可以逐漸變小進入龍骨梁弦桿之間的空間中，填補(Pick up)由于制造公差引起的任何剩余的間隙。龍骨梁可以利用諸如圖8和圖9中所示的連接板連接于其他飛機構架部件。每個梁弦桿被夾緊在加強板之間。除了提供保護免受碰撞損壞之外，該加強板還提供改進的載荷傳遞性質(zhì)、增加壓縮強度并抑制脫層的好處。該加強板提供用于照明/雷閃的路徑。該照明/雷閃路徑對于主要由復合材料制造的機身306是特別有價值的。該加強板還提供電氣設備的接地平面。如果龍骨梁具有柵格孔，該柵格可以用來將不同的設備件固定于龍骨梁。大大節(jié)省重量也能夠通過利用包括夾緊在加強板之間的復合梁弦桿的龍骨梁實現(xiàn)。這種龍骨梁的重量比用鋁或鈦制造的龍骨梁少50%。此外，α取向纖維和螺栓固緊的結合在碰撞時得到如傳統(tǒng)的復合梁的大約兩倍的壓縮強度的梁弦桿。飛機300可以利用本文中的物品用于不同于龍骨梁的結構。例如，本文中的物品可以用作圍繞乘客的框架雙環(huán)(frame doubler ring)和貨物門314。加強板可以對來自乘客和貨物裝載器的碰撞提供增加的保護。本文的物品可以用作機身306、機翼組件304和尾翼308的縱梁。本文的梁(beam)可以用作著陸裝置310的支柱?，F(xiàn)在參考圖11，圖11示出制造復合梁弦桿的方法的例子。在方塊1110，將第一鉆破層(drill breakout layer)(例如,第一織物)放置在工具(例如，芯或模具)上,將加強纖維層鋪設在該織物上，以及將第二鉆破層放置在該頂層上。至少一些層中的纖維相對于縱向具有+ α度的取向，其中，α =2至12度，并且優(yōu)選3至5度。該鋪設也可以包括鋪設其他角度的纖維層，例如+β和_β度。作為第一個例子，只有以+ α度取向的纖維的層被鋪設。作為第二個例子，可以鋪設以土 α和土 β度取向的一個或多個層。在以土 α和土 β度取向的總纖維中，可以僅僅使用20%的以土 β度取向的纖維以達到與傳統(tǒng)的0/45/90度疊層在縱向的同樣的支承強度水平。更一般地說，該梁中的全部加強纖維的0%至40%可以以土 β度取向。在一些實施例中，每個層可以是單一方向的帶(tape )，相對于該帶的縱向軸線具有以土 α度取向的纖維。這些帶被分配在工具上并且以正確的角度(例如，+ α )旋轉(zhuǎn)。結果，一些帶可以伸出工具之外。伸出的部分可以最終被切割掉(例如，在固化之后)。在另外的實施例中，可以鋪設“層包(cartridge)”。層包可以包括預先包裝的層，該預先包裝的層相對于該層包的縱向軸線具有正確的纖維取向(例如，+α，_α )。例如，層包可以在其縱向軸線平行于該工具的縱向軸線的情況下被分配。在一些實施例中，層包可以包括兩個縫合在一起的兩個層。一個層可以具有以+ α度取向的纖維，而另一個可以具有以-α度取向的纖維。兩個層相對于該層包的縱向軸線具有正確的纖維取向。該纖維可以是平衡的或稍稍不平衡的。作為平衡的纖維的例子，物品具有N個以+ α取向的纖維的層與N個以-α取向的纖維的層間布。作為稍稍不平衡纖維的例子，織物 具有N個以+α取向的纖維的層與N-I個以-α度取向的纖維的層間布。在一些實施例中，所有的層可以具有相同的+α的值和相同的-α的值。在另外的實施例中，纖維可以具有不同的α的值。例如，可以鋪設具有α=3度和α =5度取向的加強纖維。在一些實施例中，層可以具有以不同角度取向的纖維，層可以包括具有α=_3度、+7度、-7度和+2度的角度取向的纖維。在一些實施例中，編織物(weave)可以被分配代替單一方向的帶。與沒有卷曲的帶不同，編織物中的纖維是卷曲的。與帶不同，單個編織物可以具有以+α度取向的纖維和以-α度取向的纖維。在方塊1120，成層被固化?；|(zhì)(例如，熱塑性或熱固性)可以在層被鋪設或被固化之前、之后或同時添加。在方塊1130，該固化的梁弦桿被機加工。例如，緊固件孔或其他類型的孔可以鉆在固化的梁弦桿中。這些孔可以在物品不在工具上時鉆，或者在梁弦桿已經(jīng)從工具上取出之后鉆?？卓梢源笾麓怪庇谠搶?。該鉆破(drill breakout)層防止表面層的纖維被剝離?，F(xiàn)在參考圖12，圖12示出裝配至少一個復合梁弦桿的方法。在方塊1210，梁弦桿中的孔與加強板和任何其他板(例如拼接板和連接板)對齊。在方塊1220，將緊固件插入通孔，并且該梁弦桿被夾緊在加強板之間。其他板也被連接。在方塊1230，其他結構(例如，梁，裝置)被固定于連接板。
權利要求
1.一種物品，其包括在第一和第二加強板之間的復合梁弦桿，該梁弦桿包括相對于該梁弦桿的縱軸線具有+ α度纖維取向的第一加強纖維層和相對于該縱軸線具有-α度纖維取向的第二加強纖維層，其中α =2至12度。
2.根據(jù)權利要求I的物品，其中以土α度取向的加強纖維的數(shù)目至少是該復合梁弦桿中的加強纖維的總數(shù)的60%。
3.根據(jù)權利要求I的物品，其中該復合梁弦桿包括在聚合物基質(zhì)中的碳纖維。
4.根據(jù)權利要求I的物品，其中該梁還包括相對于該縱軸線以土β度取向的第三和第四加強纖維層，其中β在15至85度之間。
5.根據(jù)權利要求4的物品，其中該梁弦桿中的全部纖維的0%至40%以土β度取向。
6.根據(jù)權利要求I的物品，其中這些層在χ-y平面內(nèi)延伸，其中沿著ζ方向鉆孔通過該梁；并且其中緊固件延伸通過所述孔以將所述板夾緊于該梁弦桿。
7.根據(jù)權利要求I的物品，其中該第一和第二加強板的至少其中之一包括延伸進入該梁弦桿的相應的第一側和第二側的多個ζ形銷。
8.根據(jù)權利要求I的物品，其中該板是金屬板。
9.根據(jù)權利要求I的物品，其中該物品是飛機龍骨梁。
10.根據(jù)權利要求I的物品，其中該梁弦桿由基質(zhì)和以土α度取向的加強纖維構成。
11.根據(jù)權利要求I的物品，還包括設置在該梁弦桿和該第一和第二加強板至少其中之一之間的至少一個連接板，該連接板包括用于連接于外部結構的多個孔。
12.一種制造物品的方法，該方法包括 制造復合梁弦桿，包括將加強纖維層鋪設在工具上，其中至少一些所述層中的纖維相對于該物品的單一軸向載荷支承方向具有土 α的取向，其中α =2至12度； 在該復合梁弦桿中形成通孔；以及 利用該通孔將加強板固定于該梁弦桿的相反兩側。
13.根據(jù)權利要求12的方法，其中以土α度取向的加強纖維的數(shù)目至少是該復合梁弦桿中的加強纖維總數(shù)的60%。
14.根據(jù)權利要求12的方法，其中該復合梁弦桿包括在聚合物基質(zhì)中的碳纖維。
15.根據(jù)權利要求12的方法，其中該梁還包括相對于該縱軸線以土β度取向的第三和第四加強纖維層，其中β在15至85度之間。
全文摘要
本發(fā)明公開一種復合梁弦桿(7)。該復合梁弦桿(7)在第一和第二加強板(8、9)之間。該梁弦桿(7)包括相對于該梁弦桿(7)的縱軸線具有+α度纖維取向的第一加強纖維層和相對于該縱軸線具有-α度纖維取向的第二加強纖維層。其中α介于2至12度之間，用于抑制或延遲層的分離。
文檔編號B29C65/56GK102892572SQ201180023637
公開日2013年1月23日 申請日期2011年4月11日 優(yōu)先權日2010年5月10日
發(fā)明者M·U·金斯馬頓 申請人:波音公司