JP2009178863A - Method for producing composite member and laminate of prepreg sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複合材部材、航空機の翼構造及び航空機の胴体構造の製造方法と、プリプレグシートの積層体とに関する。 The present invention relates to a composite member, a method for manufacturing an aircraft wing structure and an aircraft fuselage structure, and a laminate of prepreg sheets.
特許文献1は、航空機の翼に用いられる複合材のリブを開示している。図1に示すように、リブ101は、ウェブ102と、ウェブ102の両端に設けられたフランジ103とを備える。リブ101の剛性を高めるため、ウェブ102の長手方向に沿って複数のビード104が設けられている。各ビード104は、長手方向に直交する方向に延びている。ビード104が設けられているため、図2に示されたウェブ102における実長L101は、図1に示されたフランジ103にける実長L102より長い。
Patent document 1 is disclosing the rib of the composite material used for the wing of an aircraft. As shown in FIG. 1, the
カーボンやガラス繊維の織物を含むプリプレグ材料を用いてリブ101を成形すると、ビード104の隅部分にしわが形成されやすい。プリプレグ材料は、繊維方向に伸長性を持たないため、実長L101と実長L102の差を吸収することができないためである。
When the
図3に示すように、プリプレグ材料105のビード104の隅部分に対応した部位に切り込み106を形成することで、実長L101と実長L102の差を吸収する方法が知られている。
As shown in FIG. 3, a method of absorbing a difference between the actual length L 101 and the actual length L 102 by forming a
本発明の目的は、しわの少ない複合材部材の製造方法、しわの少ない複合材部材を備える航空機の翼構造の製造方法、しわの少ない複合材部材を備える航空機の胴体構造の製造方法、及び、これらの製造方法に好適なプリプレグシートの積層体を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a composite member having less wrinkles, a method of manufacturing an aircraft wing structure including a composite member having less wrinkles, a method of manufacturing a fuselage structure of an aircraft including a composite member having less wrinkles, and It is providing the laminated body of a prepreg sheet suitable for these manufacturing methods.
以下に、(発明を実施するための最良の形態)で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、(特許請求の範囲)の記載と(発明を実施するための最良の形態)との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、(特許請求の範囲)に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。 Hereinafter, means for solving the problem will be described using the numbers used in (Best Mode for Carrying Out the Invention). These numbers are added to clarify the correspondence between the description of (Claims) and (Best Mode for Carrying Out the Invention). However, these numbers should not be used to interpret the technical scope of the invention described in (Claims).
本発明の一の観点において、複合材部材(21、31、32)の製造方法は、プリプレグシート(41〜50)が積層された積層体(4)を型(7)に沿わせて賦形するステップを具備する。積層体(4)は、繊維が一方向に揃えられた第1層(44、45、47、48、50)を含む。第1層(44、45、47、48、50)において、一方向と交差する第1表面(44a)と、一方向と交差する第2表面(44b)とが互いに対向するようにつき合わされている。 In one aspect of the present invention, the method of manufacturing the composite material member (21, 31, 32) includes shaping a laminate (4) in which prepreg sheets (41 to 50) are laminated along a mold (7). Comprising the steps of: The laminate (4) includes a first layer (44, 45, 47, 48, 50) in which fibers are aligned in one direction. In the first layer (44, 45, 47, 48, 50), the first surface (44a) intersecting with one direction and the second surface (44b) intersecting with one direction face each other. .
第1表面(44a)及び第2表面(44b)に挟まれた切れ目(4a)において繊維が不連続であるから、積層体(4)が容易に賦形され、積層体(4)から製造される複合材部材(21、31、32)にしわが発生しにくい。 Since the fibers are discontinuous at the cut (4a) sandwiched between the first surface (44a) and the second surface (44b), the laminate (4) is easily shaped and manufactured from the laminate (4). Wrinkles are unlikely to occur in the composite members (21, 31, 32).
第1層(44)は、第1点(51)及び第2点(52)を含む。賦形するステップの前において、第1点(51)及び第2点(52)は、一方向に平行且つ第1表面(44a)及び第2表面(44b)と第1交点(53)及び第2交点(54)で交差する直線(5)上に、第1交点(53)及び第2交点(54)が第1点(51)及び第2点(52)の間に配置されるように配置される。賦形するステップは、ウェブ(81)の一方側に接続される第1フランジ(82)と、ウェブ(81)の他方側に接続される第2フランジ(83)とが形成されるように積層体(4)を曲げるステップを備えることが好ましい。第1フランジ(82)及び第2フランジ(83)は互いに対向する。第1フランジ(82)は、第2フランジ(83)に向かって凸になるように湾曲している。賦形するステップの後において、第1点(51)及び第2点(52)はウェブ(81)に配置され、第1交点(53)及び第2交点(54)は第1フランジ(82)に配置される。 The first layer (44) includes a first point (51) and a second point (52). Before the shaping step, the first point (51) and the second point (52) are parallel to one direction and the first surface (44a) and the second surface (44b) and the first intersection (53) and the first point. The first intersection (53) and the second intersection (54) are arranged between the first point (51) and the second point (52) on the straight line (5) intersecting at the two intersections (54). Be placed. The shaping step is performed such that a first flange (82) connected to one side of the web (81) and a second flange (83) connected to the other side of the web (81) are formed. Preferably it comprises the step of bending the body (4). The first flange (82) and the second flange (83) face each other. The first flange (82) is curved so as to be convex toward the second flange (83). After the shaping step, the first point (51) and the second point (52) are placed on the web (81), and the first intersection point (53) and the second intersection point (54) are the first flange (82). Placed in.
積層体(4)は、第1層(44)に加えて、繊維が一方向に揃えられた第2層(45、47、48、50)を備えることが好ましい。第2層(45、47、48、50)において、一方向と交差する第3表面と、一方向と交差する第4表面とが互いに対向するようにつき合わされている。第1表面(44a)及び第3表面は、一方向に沿って位置がずれている。 In addition to the first layer (44), the laminate (4) preferably includes a second layer (45, 47, 48, 50) in which fibers are aligned in one direction. In the second layer (45, 47, 48, 50), the third surface that intersects with one direction and the fourth surface that intersects with one direction face each other. The positions of the first surface (44a) and the third surface are shifted along one direction.
積層体(4)は、繊維が一方向と斜めに交差する方向に揃えられた第3層(41、43、46、49)を含むことが好ましい。 The laminate (4) preferably includes a third layer (41, 43, 46, 49) in which the fibers are aligned in a direction obliquely intersecting one direction.
本発明の他の観点において、航空機の翼構造(20)の製造方法は、スパー(21)を製造するステップを具備する。スパー(21)を製造するステップは、プリプレグシート(41〜50)が積層された積層体(4)を型に沿わせて賦形するステップを備える。積層体(4)は、繊維が一方向に揃えられた第1層(44、45、47、48、50)を含む。第1層(44、45、47、48、50)において、一方向と交差する第1表面(44a)と、一方向と交差する第2表面(44b)とが互いに対向するようにつき合わされている。 In another aspect of the present invention, a method of manufacturing an aircraft wing structure (20) includes the step of manufacturing a spar (21). The step of manufacturing the spar (21) includes the step of shaping the laminate (4) on which the prepreg sheets (41 to 50) are laminated along a mold. The laminate (4) includes a first layer (44, 45, 47, 48, 50) in which fibers are aligned in one direction. In the first layer (44, 45, 47, 48, 50), the first surface (44a) intersecting with one direction and the second surface (44b) intersecting with one direction are arranged to face each other. .
本発明の他の観点において、航空機の胴体構造(30)の製造方法は、フレーム(31)を製造するステップと、ストリンガ(32)を製造するステップとを具備する。フレーム(31)を製造するステップ及びストリンガ(32)を製造するステップの少なくとも一方は、プリプレグシート(41〜50)が積層された積層体(4)を型に沿わせて賦形するステップを備える。積層体(4)は、繊維が一方向に揃えられた第1層(44、45、47、48、50)を含む。第1層(44、45、47、48、50)において、一方向と交差する第1表面(44a)と、一方向と交差する第2表面(44b)とが互いに対向するようにつき合わされている。 In another aspect of the present invention, a method for manufacturing an aircraft fuselage structure (30) includes the steps of manufacturing a frame (31) and manufacturing a stringer (32). At least one of the step of manufacturing the frame (31) and the step of manufacturing the stringer (32) includes a step of shaping the laminated body (4) on which the prepreg sheets (41 to 50) are laminated along a mold. . The laminate (4) includes a first layer (44, 45, 47, 48, 50) in which fibers are aligned in one direction. In the first layer (44, 45, 47, 48, 50), the first surface (44a) intersecting with one direction and the second surface (44b) intersecting with one direction face each other. .
本発明の他の観点において、プリプレグシートの積層体(4)は、繊維が一方向に揃えられた第1層(44、45、47、48、50)を具備する。第1層(44、45、47、48、50)において、一方向と交差する第1表面(44a)と、一方向と交差する第2表面(44b)とが互いに対向するようにつき合わされている。 In another aspect of the present invention, the laminate (4) of prepreg sheets includes a first layer (44, 45, 47, 48, 50) in which fibers are aligned in one direction. In the first layer (44, 45, 47, 48, 50), the first surface (44a) intersecting with one direction and the second surface (44b) intersecting with one direction face each other. .
プリプレグシートの積層体(4)は、第1層(44)に加えて、繊維が一方向に揃えられた第2層(45、47、48、50)を具備することが好ましい。第2層(45、47、48、50)において、一方向と交差する第3表面と、一方向と交差する第4表面とが互いに対向するようにつき合わされている。第1表面(44a)及び第3表面は、一方向に沿って位置がずれている。 The laminate (4) of prepreg sheets preferably includes a second layer (45, 47, 48, 50) in which fibers are aligned in one direction in addition to the first layer (44). In the second layer (45, 47, 48, 50), the third surface that intersects with one direction and the fourth surface that intersects with one direction face each other. The positions of the first surface (44a) and the third surface are shifted along one direction.
プリプレグシートの積層体は、繊維が一方向と斜めに交差する方向に揃えられた第3層(41、43、46、49)を更に具備することが好ましい。 The laminate of prepreg sheets preferably further includes a third layer (41, 43, 46, 49) in which the fibers are aligned in a direction obliquely intersecting one direction.
本発明によれば、しわの少ない複合材部材の製造方法、しわの少ない複合材部材を備える航空機の翼構造の製造方法、しわの少ない複合材部材を備える航空機の胴体構造の製造方法、及び、これらの製造方法に好適なプリプレグシートの積層体が提供される。 According to the present invention, a method of manufacturing a composite member having less wrinkles, a method of manufacturing an aircraft wing structure including a composite member having less wrinkles, a method of manufacturing an aircraft fuselage structure including a composite member having less wrinkles, and A laminate of prepreg sheets suitable for these production methods is provided.
添付図面を参照して、本発明による複合材部材、その製造方法、航空機の翼構造及び航空機の胴体構造を実施するための最良の形態を以下に説明する。 The best mode for carrying out a composite member according to the present invention, a manufacturing method thereof, an aircraft wing structure, and an aircraft fuselage structure will be described below with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施形態)
図4は、本発明の第1の実施形態に係る航空機1を示す。航空機1は、翼2と、胴体3を備える。図5は、翼2が備える翼構造20を示す。翼構造20は、スパー21と、スパー21に取り付けられたリブ22と、リブ22に取り付けられた外板23とを備える。翼2は、主翼であってもよく、尾翼であってもよい。
(First embodiment)
FIG. 4 shows the aircraft 1 according to the first embodiment of the present invention. The aircraft 1 includes a
図6は、スパー21の斜視図を示す。複合材部材としてのスパー21は、繊維強化プラスチックのような複合材で形成されている。スパー21は、ウェブ81と、ウェブ81の一方側に接続されたフランジ82と、ウェブ81の他方側に接続されたフランジ83とを備える。ウェブ81、フランジ82及びフランジ83の各々は、板形状をしている。フランジ82はスパー21の長手方向に沿って延びるコーナー部84を介してウェブ81に接続されている。フランジ83はスパー21の長手方向に沿って延びるコーナー部85を介してウェブ81に接続されている。フランジ82及びフランジ83は、互いに対向している。フランジ82は、フランジ83に向かって凸になるように湾曲している。
FIG. 6 shows a perspective view of the
以下、スパー21の製造方法を説明する。スパー21の製造方法は、プリプレグシートが積層された平板状の積層体4を準備する工程、積層体4を型に沿わせて予備賦形する工程、及び、予備賦形された積層体4を硬化する工程を含む。
Hereinafter, a method for manufacturing the
予備賦形する工程において、例えば、ホットドレープフォーミングが用いられる。図7は、ホットドレープフォーミングを用いて積層体4を予備賦形する方法を示す。賦形型7は、上面71と、コーナー部74を介して上面71に接続する側面72と、コーナー部75を介して上面71に接続する側面73とを備える。上面71はウェブ81に対応し、側面72はフランジ82に対応し、側面73はフランジ83に対応し、コーナー部74はコーナー部84に対応し、コーナー部75はコーナー部85に対応する。積層体4を上面71に載せて賦形型7に対して位置決めする。
In the preliminary shaping step, for example, hot drape forming is used. FIG. 7 shows a method for pre-shaping the
図8は、積層体4と賦形型7との配置を示す。賦形型7の中心線70は、コーナー部74及びコーナー部75から概ね等距離の直線である。フランジ82がフランジ83に向かって凸になるように湾曲していることに対応して、コーナー部74はコーナー部75に向かって凸となるように湾曲している。積層体4は、0度層と、+45度層と、−45度層と、90度層とを含む。0度層、+45度層、−45度層及び90度層の各々において、繊維が一方向(単一方向)に揃えられている。0度層における繊維の方向(0度方向)、+45度層における繊維の方向(+45度方向)、−45度層における繊維の方向(−45度方向)及び90度層における繊維の方向(90度方向)が、図中に矢印で示されている。+45度方向は、0度方向と+45度の角度で斜めに交差する。−45度方向は、0度方向と−45度の角度で斜めに交差する。90度方向は、0度方向と90度の角度で交差する。例えば、積層体4は、0度方向と中心線70とのなす角が−10度から+10の範囲となるように賦形型7に対して位置決めされる。
FIG. 8 shows the arrangement of the
積層体4を賦形型7に対して位置決めしたときに、上面71に垂直な方向から見て切れ目4aがコーナー部74と交差するように、0度層に切れ目4aが設けられている。切れ目4aは0度方向と交差する。
When the
図9は、図8のC−C切断線における断面図を示す。積層体4は、+45度層としてのプリプレグシート41と、90度層としてのプリプレグシート42と、−45度層としてのプリプレグシート43と、0度層としてのプリプレグシート44とを含む。プリプレグシート44は上面71に近い側に配置され、プリプレグシート41は上面71に遠い側に配置される。プリプレグシート42はプリプレグシート41とプリプレグシート43の間に配置され、プリプレグシート43はプリプレグシート42とプリプレグシート44の間に配置される。切れ目4aは、プリプレグシート44に設けられている。プリプレグシート44は、切れ目4aにおいて不連続な繊維を含む。プリプレグシート44は、表面44aと表面44bとを各切れ目4aに備える。切れ目4aは、表面44a及び表面44bに挟まれている。表面44a及び表面44bの各々は、例えば、0度方向と90度または約90度で交差する。約90度は、87度から93の範囲の角度である。表面44a及び表面44bは、互いに対向するようにつき合わされている。表面44a及び表面44bの各々には、複数の繊維の切断面が配置されている。切断面は、繊維の横断面に対応する。プリプレグシート41、42及び43には、切れ目4aのような切れ目が設けられていない。
9 shows a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. The
図10を参照して、プリプレグシート44に複数の切れ目4aが設けられる場合、切れ目4aは、0度方向に沿ってピッチPで設けられる。切れ目4aは一つだけ設けられても良い。
Referring to FIG. 10, when a plurality of
図11を参照して、図8に示す賦形型7と積層体4との配置を詳細に説明する。プリプレグシート44は、0度方向に平行な直線5を含む。直線5上に、点51、点52、交点53及び交点54が存在する。交点53は直線5と表面44aの交点であり、交点54は直線5と表面44bの交点である。交点53及び交点54は、点51と点52の間に配置されている。点51及び52と、交点53及び54とは、コーナー部74の両側にそれぞれ配置される。
With reference to FIG. 11, the arrangement of the shaping
図7を参照して、積層体4及び賦形型7をフィルム9で覆った後、積層体4を加熱しながらフィルム9内を真空引きする。この結果、積層体4がコーナー部74及びコーナー部75に沿って折り曲げられ、図12に示すように、ウェブ81、フランジ82、フランジ83、コーナー部84及びコーナー部85が形成される。
Referring to FIG. 7, after covering
積層体4のフランジ82となるべき部分は、湾曲されてフランジ82を形成する。このとき、フランジ82となるべき部分に、直線5に沿って伸ばす力が作用する。直線5上に配置された繊維は切れ目4aにおいて不連続であるため、積層体4が賦形型7に沿って容易に賦形され、積層体4にしわが発生しにくい。
The portion to be the
次に、硬化する工程において、オートクレーブを用い、予備賦形された積層体4に加熱加圧条件で硬化処理を行う。
Next, in the curing step, the
図13は、積層体4から上述の予備賦形する工程及び硬化する工程を経て製造されたスパー21を示す。積層体4に切れ目4aが設けられていたため、スパー21にしわが発生することが防がれている。スパー21は、各切れ目4aに対応する境界面87を含む。境界面87において、プリプレグシート44の複数の繊維が不連続になっている。境界面87は、コーナー部84をまたいでフランジ82とウェブ81の両方に配置されている。点51及び点52がウェブ81に配置される。交点53及び交点54がフランジ82に配置される。
FIG. 13 shows the
フランジ82の曲率半径Rが50000mmから75000mm、且つ、フランジ82の幅Wが150mm以下の場合、ピッチPを300mmとすることで、しわの発生が顕著に抑制された。曲率半径Rが小さいほど、また必要なフランジ幅が長いほど、ピッチPを小さくすることが好ましい。なお、曲率半径R、幅W、及びピッチPは、これらの値に限定されない。
When the radius of curvature R of the
硬化後においては、+45度層の繊維と−45度層の繊維とが0度方向に平行な伸ばす力に抵抗するから、境界面87の存在によりスパー21が所望の強度を達成できなくなることが防がれる。
After curing, the fibers in the +45 degree layer and the fibers in the −45 degree layer resist the stretching force parallel to the 0 degree direction, and therefore the presence of the
(比較例)
本発明の比較例に係る積層体4には、上述の切れ目4aが設けられていない。図14は、比較例に係る積層体4から上述の予備賦形する工程及び硬化する工程を経て製造されたスパー21を示す。積層体4のフランジ82となるべき部分が湾曲されてフランジ82が形成される際、フランジ82となるべき部分に、0度層に含まれる繊維に沿って伸ばす力が作用する。0度層の繊維がこの伸ばす力に抵抗するため、図14に示すように、ウェブ81にしわ86が発生する。しわ86はスパー21の強度を低下させるため、しわ86の数は少ないことが好ましい。
(Comparative example)
The
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係る積層体4は、0度層だけが第1の実施形態に係る積層体4と異なる。図15を参照して、第2の実施形態に係る0度層は、第1の実施形態に係るプリプレグシート44に0度方向に平行な切れ目4xが追加されたものに対応する。この場合、積層体4の0度層は、プリプレグシート44−1と、プリプレグシート44−2と、プリプレグシート44−3と、プリプレグシート44−4とを含む。図16を参照して、切れ目4xは、上面71に垂直な方向から見て、コーナー部74とコーナー部75の間に配置される。切れ目4xはプリプレグシートの樹脂が融けて再凝固する際に消滅するので、本実施形態に係る積層体4から上述の予備賦形する工程及び硬化する工程を経て製造されるスパー21には切れ目4xに対応する境界面は存在しない。本実施形態に係る方法は、例えばウェブの幅が広い積層体を製造する場合に有効である。即ち、本実施形態に係る方法は、一つの大きなプリプレグシートに切れ目を入れてウェブならびにフランジを形成する方法に比べて製造が容易であるという利点を有する。また、材料歩留まりを向上できるメリットも有する。
(Second Embodiment)
The
(第3の実施形態)
図17を参照して、本発明の第3の実施形態に係る積層体4は、切れ目4aがコーナー部74と交差しない点だけが、本発明の第1の実施形態に係る積層体4と異なる。図18は、図17の積層体4から上述の予備賦形する工程及び硬化する工程を経て製造されたスパー21を示す。図18に示すように、切れ目4aに対応する境界面87は、フランジ82だけに配置され、ウェブ81に配置されない。本実施形態に係る方法は、部材が備えるフランジの曲率半径が5000mmを超え、且つ部材の強度を最大限保持するために繊維切断を最小限に抑えたい場合に有効である。
(Third embodiment)
Referring to FIG. 17, the
(第4の実施形態)
本発明の第4の実施形態に係る積層体4は、第1乃至第3の実施形態のいずれかに係る積層体4に他の層が追加されたものに対応する。図19を参照して、本実施形態に係る積層体4は、対称面6に関して鏡面対称である。積層体4は、上述のプリプレグシート41乃至44に加えて、0度層としてのプリプレグシート45と、+45度層としてのプリプレグシート46と、0度層としてのプリプレグシート47及びプリプレグシート48と、−45度層としてのプリプレグシート49と、0度層としてのプリプレグシート50とを備える。プリプレグシート44はプリプレグシート41と対称面6の間に配置され、プリプレグシート47はプリプレグシート44と対称面6の間に配置され、プリプレグシート45はプリプレグシート44とプリプレグシート47の間に配置され、プリプレグシート46はプリプレグシート45とプリプレグシート47の間に配置され、プリプレグシート49はプリプレグシート47と対称面6の間に配置され、プリプレグシート48はプリプレグシート47とプリプレグシート49の間に配置され、プリプレグシート50はプリプレグシート49と対称面6の間に配置される。
(Fourth embodiment)
The
プリプレグシート45には、プリプレグシート44の切れ目4aから0度方向に距離Dだけずれた位置に切れ目4aが設けられている。プリプレグシート47には、プリプレグシート45の切れ目4aから0度方向に距離Dだけずれた位置に切れ目4aが設けられている。プリプレグシート48には、プリプレグシート47の切れ目4aから0度方向に距離Dだけずれた位置に切れ目4aが設けられている。プリプレグシート50には、プリプレグシート48の切れ目4aから0度方向に距離Dだけずれた位置に切れ目4aが設けられている。各切れ目4aは、0度方向と交差するように設けられている。プリプレグシート45、プリプレグシート47、プリプレグシート48及びプリプレグシート50の各々の切れ目4aにおいて、表面44aのような表面と表面44bのような表面とが互いに対向するようにつき合わされている。距離Dは、25mm(1インチ)以上であることが好ましい。上述のずれは、意図的に設けられる。また、プレプレグシート45、47、48及び50の切れ目4aがプリプレグシート44の切れ目4aのピッチ全体に均一に分散されるように距離Dを定めてもよく、プリプレグシート44、45、47、48及び50の切れ目4aが積層体4全体に均一に分散されるように距離Dを定めてもよい。
The
図19に示す積層体4から上述の予備賦形する工程と硬化する工程とを経てスパー21を製造する。スパー21が複数の0度層を含み、且つ、それらに形成される境界面87が0度方向にずれているため、スパー21の強度が高くなる。
The
上記各実施形態にいて、+45度層の代わりに+θ度層を用い、−45度層の代わりに−θ度層を用いてもよい。+θ度層及び−θ度層の各々において、繊維が一方向に揃えられている。+θ度層における繊維の方向は、0度方向と+θ度の角度で斜めに交差する。−θ度層における繊維の方向は、0度方向と−θ度の角度で斜めに交差する。ここで、0<θ<45、又は、45<θ<90である。 In each of the above embodiments, a + θ degree layer may be used instead of the +45 degree layer, and a −θ degree layer may be used instead of the −45 degree layer. In each of the + θ degree layer and the −θ degree layer, the fibers are aligned in one direction. The direction of the fibers in the + θ degree layer obliquely intersects with the 0 degree direction and an angle of + θ degrees. The direction of the fibers in the −θ degree layer crosses diagonally at an angle of 0 ° and −θ degrees. Here, 0 <θ <45 or 45 <θ <90.
上記各実施形態に係る製造方法を用いて、複合材部材としてのフレーム31及びストリンガ32を製造しても良い。図20を参照して、胴体3の胴体構造30は、リング状のフレーム31と、フレーム31に対して固定されたストリンガ32と、外板33とを備える。フレーム31は、図21に示すように、ウェブ31aと、ウェブ31aに接続されたフランジ31b及び31cを備える。ウェブ31aはウェブ81に対応し、フランジ31bはフランジ82に対応し、フランジ31cはフランジ83に対応する。ストリンガ32は、図22に示すように、横断面形状がアルファベットの「H」又は「I」である。図23に示すように、ストリンガ32は、部材32−1及び32−2と、平板状のトッププレート32−3と、平板状のベースプレート32−4と、コーナー部充填材32−5及び32−6を備える。部材32−1及び32−2の各々は、横断面形状が片仮名の「コ」である。部材32−1及び32−2の各々は、ウェブ32aと、ウェブ32aに接続された二つのフランジ32bを備える。部材32−1及び32−2が横断面形状がアルファベットの「H」又は「I」の結合体を構成するように、部材32−1のウェブ32aと部材32−2のウェブ32aとが結合されている。トッププレート32−3及びベースプレート32−4は、間に結合体を挟んで向かい合っている。トッププレート32−3は、部材32−1及び32−2の外板33から遠い側のフランジ32bに結合されている。コーナー部充填材32−5は、トッププレート32−3、部材32−1及び部材32−2に囲まれるように配置されている。ベースプレート32−4は、部材32−1及び32−2の外板33に近い側のフランジ32bに結合されている。コーナー部充填材32−6は、ベースプレート32−4、部材32−1及び部材32−2に囲まれるように配置されている。ベースプレート32−4は、外板33に結合される。部材32−1及び32−2の各々において、ウェブ32aはウェブ81に対応し、二つのフランジ32bはフランジ82及びフランジ83に対応する。
You may manufacture the flame |
1…航空機
2…翼
20…翼構造
21…スパー
22…リブ
23…外板
3…胴体
30…胴体構造
31…フレーム
32…ストリンガ(縦通材)
32−1、32−2…部材
32−3…トッププレート
32−4…ベースプレート
32−5、32−6…コーナー部充填材
31a、32a…ウェブ
31b、31c、32b…フランジ
33…外板
4…積層体
41〜50、44−1〜44−4…プリプレグシート
4a、4x…切れ目
44a、44b…表面
5…直線
51、52…点
53、54…交点
6…対称面
7…賦形型
70…中心線
71…上面
72、73…側面
74、75…コーナー部
81…ウェブ
82、83…フランジ
84、85…コーナー部
86…しわ
87…境界面
9…フィルム
101…リブ
102…ウェブ
103…フランジ
104…ビード
105…プリプレグ材料
106…切り込み
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
32-1, 32-2 ... member 32-3 ... top plate 32-4 ... base plate 32-5, 32-6 ...
Claims (9)
前記積層体は、繊維が一方向に揃えられた第1層を含み、
前記第1層において、前記一方向と交差する第1表面と、前記一方向と交差する第2表面とが互いに対向するようにつき合わされた
複合材部材の製造方法。 Comprising a step of shaping a laminate in which prepreg sheets are laminated along a mold,
The laminate includes a first layer in which fibers are aligned in one direction,
In the first layer, the first surface that intersects the one direction and the second surface that intersects the one direction are arranged so as to face each other.
前記賦形するステップの前において、前記第1点及び前記第2点は、前記一方向に平行且つ前記第1表面及び前記第2表面と第1交点及び第2交点で交差する直線上に、前記第1交点及び前記第2交点が前記第1点及び前記第2点の間に配置されるように配置され、
前記賦形するステップは、ウェブの一方側に接続される第1フランジと、前記ウェブの他方側に接続される第2フランジとが形成されるように前記積層体を曲げるステップを備え
前記第1フランジ及び前記第2フランジは互いに対向し、
前記第1フランジは、前記第2フランジに向かって凸になるように湾曲し、
前記賦形するステップの後において、前記第1点及び前記第2点は前記ウェブに配置され、前記第1交点及び前記第2交点は前記第1フランジに配置される
請求項1の複合材部材の製造方法。 The first layer includes a first point and a second point;
Before the shaping step, the first point and the second point are on a straight line that is parallel to the one direction and intersects the first surface and the second surface at the first intersection and the second intersection. The first intersection point and the second intersection point are disposed between the first point and the second point;
The shaping step comprises a step of bending the laminate so that a first flange connected to one side of the web and a second flange connected to the other side of the web are formed. The flange and the second flange face each other;
The first flange is curved to be convex toward the second flange;
The composite member according to claim 1, wherein after the shaping step, the first point and the second point are arranged on the web, and the first intersection and the second intersection are arranged on the first flange. Manufacturing method.
前記第2層において、前記一方向と交差する第3表面と、前記一方向と交差する第4表面とが互いに対向するようにつき合わされ、
前記第1表面及び前記第3表面は、前記一方向に沿って位置がずれた
請求項1又は2の複合材部材の製造方法。 The laminate includes a second layer in which fibers are aligned in the one direction,
In the second layer, the third surface intersecting with the one direction and the fourth surface intersecting with the one direction are arranged to face each other,
The method of manufacturing a composite member according to claim 1, wherein the first surface and the third surface are displaced in position along the one direction.
繊維が前記一方向と斜めに交差する方向に揃えられた第3層を含む
請求項1乃至3のいずれかに記載の複合材部材の製造方法。 The laminate is
The method for producing a composite member according to any one of claims 1 to 3, further comprising a third layer in which fibers are aligned in a direction obliquely intersecting the one direction.
前記スパーを製造するステップは、プリプレグシートが積層された積層体を型に沿わせて賦形するステップを備え、
前記積層体は、繊維が一方向に揃えられた第1層を含み、
前記第1層において、前記一方向と交差する第1表面と、前記一方向と交差する第2表面とが互いに対向するようにつき合わされた
航空機の翼構造の製造方法。 Comprising the step of manufacturing a spar,
The step of producing the spar comprises a step of shaping a laminate in which prepreg sheets are laminated along a mold,
The laminate includes a first layer in which fibers are aligned in one direction,
A method of manufacturing an aircraft wing structure, wherein a first surface intersecting the one direction and a second surface intersecting the one direction face each other in the first layer.
ストリンガを製造するステップと
を具備し、
前記フレームを製造するステップ及び前記ストリンガを製造するステップの少なくとも一方は、プリプレグシートが積層された積層体を型に沿わせて賦形するステップを備え、
前記積層体は、繊維が一方向に揃えられた第1層を含み、
前記第1層において、前記一方向と交差する第1表面と、前記一方向と交差する第2表面とが互いに対向するようにつき合わされた
航空機の胴体構造の製造方法。 Manufacturing a frame;
Producing a stringer,
At least one of the step of manufacturing the frame and the step of manufacturing the stringer includes a step of shaping a laminated body in which prepreg sheets are laminated along a mold,
The laminate includes a first layer in which fibers are aligned in one direction,
A method for manufacturing an aircraft fuselage structure, wherein in the first layer, a first surface that intersects the one direction and a second surface that intersects the one direction face each other.
前記第1層において、前記一方向と交差する第1表面と、前記一方向と交差する第2表面とが互いに対向するようにつき合わされた
プリプレグシートの積層体。 Comprising a first layer of fibers aligned in one direction;
In the first layer, a laminated body of prepreg sheets in which a first surface intersecting the one direction and a second surface intersecting the one direction face each other.
前記第2層において、前記一方向と交差する第3表面と、前記一方向と交差する第4表面とが互いに対向するようにつき合わされ、
前記第1表面及び前記第3表面は、前記一方向に沿って位置がずれた
請求項7のプリプレグシートの積層体。 The fiber further comprises a second layer aligned in the one direction;
In the second layer, the third surface intersecting with the one direction and the fourth surface intersecting with the one direction are arranged to face each other,
The laminated body of prepreg sheets according to claim 7, wherein the first surface and the third surface are displaced in position along the one direction.
請求項7又は8のプリプレグシートの積層体。 The laminate of prepreg sheets according to claim 7 or 8, further comprising a third layer in which fibers are aligned in a direction obliquely intersecting the one direction.
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