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弯曲式声学蜂窝结构的拼接

阅读:38发布:2020-05-11

专利汇可以提供弯曲式声学蜂窝结构的拼接专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且蜂窝区段利用接缝件粘合在一起,所述接缝件由蜂窝式接缝支承件或连段式接缝支承件承载的胶粘件形成。接缝件对于将包含 隔音 板 的弯曲式蜂窝区段拼接在一起而言是特别有用的。弯曲式声学蜂窝区段被拼接或被接缝在一起以形成 发动机 机舱 和其它声学阻尼结构。,下面是弯曲式声学蜂窝结构的拼接专利的具体信息内容。

1.一种拼接式蜂窝结构,所述拼接式蜂窝结构包括:
第一蜂窝区段,所述第一蜂窝区段包括第一边缘和第二边缘,所述第一蜂窝区段还包括在所述第一边缘和所述第二边缘之间延伸的多个壁,所述壁限定多个蜂窝室,其中,所述蜂窝室中的每个都具有垂直于所述壁测量到的横截面积和由所述第一边缘和所述第二边缘之间的距离限定的深度,所述第一蜂窝区段还包括第一蜂窝侧部,所述第一蜂窝侧部包括多个凸出的蜂窝壁,每个蜂窝壁都包括壁端部,所述壁端部具有厚度以及在所述第一边缘和所述第二边缘之间延伸的长度;
第二蜂窝区段,所述第二蜂窝区段包括第一边缘和第二边缘,所述第二蜂窝区段还包括在所述第一边缘和所述第二边缘之间延伸的多个壁,所述壁限定多个蜂窝室,其中,所述蜂窝室中的每个都具有垂直于所述壁测量到的横截面积和由所述第一边缘和所述第二边缘之间的距离限定的深度,所述第二蜂窝区段还包括第二蜂窝侧部,所述第二蜂窝侧部包括多个凸出的蜂窝壁,每个蜂窝壁都包括壁端部,所述壁端部具有厚度以及在所述第一边缘和所述第二边缘之间延伸的长度;以及
接缝件,所述接缝件定位在所述第一蜂窝区段和所述第二蜂窝区段之间以将所述第一蜂窝侧部胶粘地粘合到所述第二蜂窝侧部,所述接缝件具有在所述第一蜂窝区段和所述第二蜂窝区段的所述第一边缘和所述第二边缘之间延伸的深度、厚度、以及沿所述第一蜂窝侧部和所述第二蜂窝侧部延伸的接缝长度,所述接缝件包括用于粘合到所述第一蜂窝侧部的所述壁端部和所述第二蜂窝侧部的所述壁端部的胶粘件以及用于所述胶粘件的支承件,其中,所述支承件是连段式接缝支承件,所述连段式接缝支承件包括:
多个接缝支承构件,每个接缝支承构件都具有第一端部、第二端部、邻近于所述第一蜂窝侧部定位的第一侧部和邻近于所述第二蜂窝侧部定位的第二侧部,其中,所述胶粘件定位在所述接缝支承构件的所述第一侧部和所述第二侧部两者上;以及
用于将一个接缝支承构件的所述第一端部连接到另一个接缝支承构件的第二端部的柔性接头。
2.根据权利要求1所述的拼接式蜂窝结构,其中,所述接缝件具有定位在所述第一蜂窝区段的第一边缘和所述第二蜂窝区段的第一边缘之间的顶部边缘和定位在所述第一蜂窝区段的第二边缘和所述第二蜂窝区段的第二边缘之间的底部边缘,所述接缝支承件的所述顶部边缘是弯曲的。
3.根据权利要求2所述的拼接式蜂窝结构,其中,所述接缝件的所述顶部边缘呈弧形。
4.根据权利要求1所述的拼接式蜂窝结构,其中所述第一蜂窝区段和所述第二蜂窝区段包括定位在所述蜂窝室中的隔音板。
5.根据权利要求4所述的拼接式蜂窝结构,其中所述隔音板包括隔音板塞,所述隔音板塞已经被胶粘地粘合到所述蜂窝室的壁。
6.根据权利要求1所述的拼接式蜂窝结构,其中所述接缝件的厚度是从0.01英寸到
0.20英寸。
7.一种发动机机舱,所述发动机机舱包括根据权利要求4所述的拼接式蜂窝结构。
8.一种喷气式发动机,所述喷气式发动机包括根据权利要求7所述的发动机机舱。
9.一种用于将蜂窝区段拼接在一起的方法,所述方法包括下列步骤:
提供第一蜂窝区段,所述第一蜂窝区段包括第一边缘和第二边缘,所述第一蜂窝区段还包括在所述第一边缘和所述第二边缘之间延伸的多个壁,所述壁限定多个蜂窝室,其中,所述蜂窝室中的每个都具有垂直于所述壁测量到的横截面积和由所述第一边缘和所述第二边缘之间的距离限定的深度,所述第一蜂窝区段还包括第一蜂窝侧部,所述第一蜂窝侧部包括多个凸出的蜂窝壁,每个蜂窝壁都包括壁端部,所述壁端部具有厚度以及在所述第一边缘和所述第二边缘之间延伸的长度;
提供第二蜂窝区段,所述第二蜂窝区段包括第一边缘和第二边缘,所述第二蜂窝区段还包括在所述第一边缘和所述第二边缘之间延伸的多个壁,所述壁限定多个蜂窝室,其中,所述蜂窝室中的每个都具有垂直于所述壁测量到的横截面积和由所述第一边缘和所述第二边缘之间的距离限定的深度,所述第二蜂窝区段还包括第二蜂窝侧部,所述第二蜂窝侧部包括多个凸出的蜂窝壁,每个蜂窝壁都包括壁端部,所述壁端部具有厚度以及在所述第一边缘和所述第二边缘之间延伸的长度;以及
形成接缝件,所述接缝件定位在所述第一蜂窝区段和所述第二蜂窝区段之间以将所述第一蜂窝侧部胶粘地粘合到所述第二蜂窝侧部,所述接缝件具有在所述第一蜂窝区段和所述第二蜂窝区段的所述第一边缘和所述第二边缘之间延伸的深度、厚度、以及沿所述第一蜂窝侧部和所述第二蜂窝侧部延伸的接缝长度,所述接缝件包括用于粘合到所述第一蜂窝侧部的壁端部和所述第二蜂窝侧部的壁端部的胶粘件以及用于所述胶粘件的支承件,其中,所述支承件是连段式接缝支承件,所述连段式接缝支承件包括:
多个接缝支承构件,每个接缝支承构件都具有第一端部、第二端部、邻近于所述第一蜂窝侧部定位的第一侧部以及邻近于所述第二蜂窝侧部定位的第二侧部,其中,所述胶粘件定位在所述接缝支承构件的所述第一侧部和所述第二侧部两者上;以及
用于将一个接缝支承构件的所述第一端部连接到另一个接缝支承构件的第二端部的柔性接头。
10.根据权利要求9所述的用于将蜂窝区段拼接在一起的方法,其中,所述接缝件具有定位在所述第一蜂窝区段的第一边缘和所述第二蜂窝区段的第一边缘之间的顶部边缘以及定位在所述第一蜂窝区段的第二边缘和所述第二蜂窝区段的第二边缘之间的底部边缘,所述接缝件的所述顶部边缘是弯曲的。
11.根据权利要求10所述的用于将蜂窝区段拼接在一起的方法,其中,所述接缝件的所述顶部边缘形成弧。
12.根据权利要求9所述的用于将蜂窝区段拼接在一起的方法,其中,所述第一蜂窝区段和所述第二蜂窝区段包括定位在所述蜂窝室中的隔音板。
13.根据权利要求12所述的用于将蜂窝区段拼接在一起的方法,其中,所述隔音板包括隔音板塞,所述隔音板塞已经被胶粘地粘合到所述蜂窝室的壁。
14.根据权利要求9所述的用于将蜂窝区段拼接在一起的方法,其中,所述接缝件的厚度是从0.01英寸到0.20英寸。
15.一种用于制造发动机机舱的方法,所述方法包括根据权利要求12所述的用于将蜂窝区段拼接在一起的方法。
16.一种用于制造喷气式发动机的方法,所述方法包括根据权利要求15所述的用于制造发动机机舱的方法。

说明书全文

弯曲式声学蜂窝结构的拼接

[0001] 本申请为申请日为2013年02月25日、申请号为201380011684.9、名称为“弯曲式声学蜂窝结构的拼接”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

[0002] 本发明总体上涉及两个或更多声学蜂窝区段的各侧部连接在一起以形成拼接的声学蜂窝结构。更具体地,本发明针对在声学蜂窝区段之间提供改进的接缝件,特别是在多个蜂窝区段连接在一起以形成波状或弯曲的声学蜂窝结构的情况中。
[0003] 本发明针对将弯曲的声学蜂窝区段接缝或拼接在一起而言是特别有效的,所述弯曲的声学蜂窝区段接缝在一起以形成发动机机舱和其它声学阻尼结构。

背景技术

[0004] 受到广泛认可的是,应对由特定源产生的过度噪声的最好方式是在源处处理噪声。这一般通过将声学处理装置添加到噪声源处的结构来实现。一个特别成问题的噪声源是用于推进飞行器的喷气式发动机。声学处理装置一般结合在发动机进气口、机舱、以及排气结构中。这些声学处理装置包括声学谐振器,所述声学谐振器包含相对更薄的声学材料或栅格,所述声学材料或栅格具有向由发动机产生的声能产生声学阻抗的数以百万的孔。工程师所面对的基本问题是如何将这些薄且柔性的声学材料添加到喷气式发动机和周围机舱的结构元件中以提供期望的噪声衰减。
[0005] 蜂窝结构已是在飞行器和航天器中使用的流行材料,因为其是相对坚固且轻量的,并且每个蜂窝室能够用作声学谐振器。针对声学应用方案,目标已设定为以某种方式将薄声学材料结合到蜂窝结构中,以使得蜂窝室被封闭或覆盖。利用声学材料来将室封闭产生谐振器所基于的声学阻抗。
[0006] 将声学样式蜂窝结构形成发动机机舱所需的复杂弯曲的结构是主要设计考虑因素。非常难以在不显著地更改蜂窝结构及其声学性能的情况下将单一蜂窝结构形成发动机机舱。因此,许多弯曲的区段或略微弯曲的声学蜂窝区段一般被拼接在一起,以形成筒形机舱结构。
[0007] 蜂窝结构的被拼接在一起的各侧部是由许多凸出室壁组成的,所述凸出室壁一般被称为“摺”(dog ear)。构成摺角的凸出室壁具有呈现相对更小的表面积的端部,以便将两个蜂窝区段粘合在一起。此外,非常难以将蜂窝区段定位,以使得在相对蜂窝区段上的摺角的端部一字排开并且对于粘合而言足够接近。
[0008] 在前的粘合/拼接问题一般已通过以胶粘件填充接缝线以及使接缝线拓宽的局部室来解决。胶粘件用于沿接缝线完全地填充所有开放空间,以提供坚实且稳固的粘合。针对航天应用方案,胶粘件一般是泡沫型胶粘件,以将接缝件的重量保持在最小。以胶粘件填充接缝线和周围的局部室的优点在于,蜂窝结构的可用于粘合的表面积远大于由摺角的端部提供的表面积。牢固的粘合由于蜂窝结构的相对更大的表面积而实现,所述相对更大的表面积与胶粘件相互作用以形成接缝件。此外,泡沫型胶粘件能够用于将弯曲和/或蜿蜒的蜂窝侧部粘合在一起。由于粘合只需通过以胶粘件填充接缝线来实现,因此沿接缝线的摺角和局部室的形状和定向能够在不影响接缝件的总体性能的情况下改变。
[0009] 使用胶粘式接缝线确实有缺点。例如,以胶粘件填充的蜂窝室的声学性能受到显著地更改或毁坏。实心的胶粘式接缝件往往是宽且相对较重的,这对于以限制重量作为重要的设计考虑因素的航天应用方案而言是不期望的。同样地,接缝件的强度能够取决于接缝件的相反侧部上的摺角的定向来改变。此外,相对较宽的胶粘式接缝件往往是刚性的并且可能限制弯折或以其它方式将总体粘合的蜂窝结构塑形为弯曲结构(诸如发动机机舱)的能
[0010] 期望的是提供一种将蜂窝结构拼接或接缝在一起的方式,其包括由如上所述的实心胶粘式接缝件提供的粘合强度方面的优点,且避免有关声学性能、接缝件重量、以及接缝件刚度的缺点。

发明内容

[0011] 依据本发明,发现的是当柔性胶粘式支承件与胶粘件结合使用时,能够在蜂窝区段之间提供窄且牢固的接缝件。受到支承的接缝件远薄于先前的泡沫型胶粘式接缝件并且能够被使用,而无论蜂窝结构的凸出端部是否沿接缝件对齐。由本发明提供的较薄接缝件使得与拼接式蜂窝结构的声学性能产生的任何干扰最小化。此外,本发明的受到支承的接缝件是柔性的,以使得它们能够用于将弯曲蜂窝结构粘合在一起。在蜂窝区段之间形成蜿蜒接缝件也是可能的。
[0012] 本发明的拼接式蜂窝结构至少包括第一蜂窝区段和第二蜂窝区段,所述第一蜂窝区段和第二蜂窝区段沿它们的侧部粘合在一起。每个蜂窝区段具有第一边缘和第二边缘。每个蜂窝区段包括在其第一和第二边缘之间延伸的多个壁。壁限定多个蜂窝室,其中蜂窝室中的每个具有垂直于蜂窝壁测量出的横截面积和由蜂窝结构的第一和第二边缘之间的距离限定的深度。每个蜂窝区段包括具有多个凸出的蜂窝壁的至少一个侧部,每个蜂窝壁具有壁端部,所述壁端部具有厚度和在蜂窝区段中的每个的第一边缘和第二边缘之间延伸的长度。
[0013] 作为本发明的特征,两个蜂窝区段利用定位在两个蜂窝区段的侧部之间的接缝件来粘合在一起。接缝件具有在蜂窝区段的第一和第二边缘之间延伸的深度、厚度、以及沿蜂窝区段的侧部延伸的接缝长度。接缝件由用于粘合到凸出蜂窝壁的端部的胶粘件和用于胶粘件的支承件组成。用于胶粘件的支承件的用途被发现以提供在不以胶粘件沿接缝件对室填充的情况下将蜂窝区段期望地粘合在一起。
[0014] 作为本发明的特别特征,用于胶粘件的支承件是相对较薄的蜂窝式接缝支承件。蜂窝式接缝支承件包括邻近一个蜂窝区段的侧部定位的第一边缘和邻近另一蜂窝区段的侧部定位的第二边缘。蜂窝式接缝支承件包括在蜂窝式接缝支承件的第一和第二边缘之间延伸的多个壁。壁形成垂直于蜂窝区段的室的多个接缝室。胶粘件定位在接缝室内,以使得胶粘件粘合到接缝室和从蜂窝区段的侧部凸出的壁两者。
[0015] 作为本发明的另一特定特征,用于胶粘件的支承件是由多个接缝支承构件构成的连段式接缝支承件,每个接缝支承构件具有第一端部、第二端部、邻近一个蜂窝区段的侧部定位的第一侧部和邻近另一蜂窝区段的侧部定位的第二侧部。胶粘件定位在接缝支承构件的两个侧部上,以使得胶粘件粘合到接缝支承构件和蜂窝区段的凸出摺角两者。为了给接缝件提供柔性,提供柔性接头,所述柔性接头将一个接缝支承构件的第一端部连接到另一个接缝支承构件的第二端部。这种类型的链式构造被发现在提供牢固且柔性的蜂窝结构接缝件方面是高效的。
[0016] 本发明针对一个或多个接缝件和总体的拼接式蜂窝结构。本发明还针对用于将蜂窝区段拼接在一起的方法。还包括了用于在区段被接缝在一起之前和/或之后将蜂窝区段塑形或形成为期望结构的方法。本发明的接缝件对于将声学蜂窝区段接缝在一起以形成弯曲的声学蜂窝结构(诸如在喷气式发动机机舱中发现的那些声学蜂窝结构)而言是特别有用的。
[0017] 本发明的上述和许多其它特征和随之而来的优点将会在与附图结合时参照以下详细说明变得更易理解。

附图说明

[0018] 图1示出依据本发明的被拼接或粘合在一起的两个蜂窝区段。在所述实施方式中,凸出的蜂窝室壁(摺角)的沿蜂窝区段的侧部的端部在接缝处对齐。
[0019] 图2示出本发明的实施方式,其中两个蜂窝区段被拼接在一起,从而使得凸出的蜂窝室壁的端部不在接缝处对齐。
[0020] 图3示出另一个接缝件的一部分,其中在接缝件的每个侧部上的凸出的蜂窝室壁不对齐。
[0021] 图4是示出两个弯曲的蜂窝区段的在利用依据本发明的蜂窝结构接缝拼接在一起之前的分解视图。
[0022] 图5描绘蜂窝式接缝支承件如何从更大的蜂窝结构切除
[0023] 图6示出蜂窝式接缝支承件被弯曲随后加载有胶粘件的过程。
[0024] 图7是图6的截面图,示出加载有胶粘件的蜂窝式接缝支承件的侧视图。
[0025] 图8示出依据本发明的示例性连段式接缝支承件。
[0026] 图9是在图8中示出的连段式接缝支承件的截面图,示出两个连段之间的柔性接头的细节。
[0027] 图10是声学面板的一部分在组装之前的视图,其中面板包括三个蜂窝结构区段和两个接缝件。示出示例性蜂窝结构,所述示例性蜂窝结构依据本发明能够被拼接在一起和/或用作蜂窝式接缝支承件。
[0028] 图11示出包括声学蜂窝区段的弯曲的声学面板,所述声学蜂窝区段依据本发明被拼接或接缝在一起。
[0029] 图12示出依据本发明的替代示例性蜂窝式接缝支承件。接缝支承件示出为靠近摺角的端部,以便示出接缝支承件中的蜂窝室相对于摺角的端部的相对尺寸。
[0030] 图13示出依据本发明的附加的替代示例性蜂窝式接缝支承件。接缝支承件示出为靠近摺角的端部,以便示出接缝支承件中的蜂窝室相对于摺角的端部的相对尺寸。
[0031] 图14是从在图1中示出的蜂窝区段中的一个的侧部凸出的壁(摺角)的详细视图。

具体实施方式

[0032] 本发明可以用于将各种各样的复杂蜂窝结构类型和形状接缝、拼接或连接在一起。蜂窝结构可以由任何适当材料制成,只要材料能够适于用胶粘件粘合。蜂窝结构(摺角)的切口边缘应当无毛刺并且笔直(与表面成90°),并且隔音板必须也无毛刺并且笔直。依据本发明的接缝件在将声学蜂窝结构的区段拼接在一起以形成弯曲的结构(诸如用于喷气式发动机的机舱)方面是特别有用的。以下的具体说明主要专注于将声学蜂窝结构拼接在一起。应当理解的是,所描述的接缝件还可以用于将各种各样其它类型的声学和非声学蜂窝区段拼接在一起,其中牢固、重量轻且相对较薄的接缝件是期待的。
[0033] 依据本发明被拼接的声学蜂窝结构大体上在图1中的10处示出。被接缝的蜂窝结构10包括第一蜂窝区段12和第二蜂窝区段14。蜂窝区段12和14能够由用于制造蜂窝结构面板的任何常规材料制成,所述材料包括金属、陶瓷、以及复合材料。示例性金属包括和铝合金。示例性复合材料包括玻璃纤维,Nomex和石墨或陶瓷纤维与适当基体树脂的各种组合。示例性基体树脂包括热固性或热塑性树脂,其中热固性树脂可以或可以不与热塑性树脂一起加固。
[0034] 第一蜂窝区段12具有将会最靠近噪声源定位的第一边缘16,以及第二边缘18。第一蜂窝区段12包括壁20,所述壁在两个边缘16和18之间延伸以限定多个室22。室22中的每个具有与两个边缘16和18之间的距离相等的深度(也称为核心厚度)。每个室22还具有垂直于室壁20测量出的横截面积。第一蜂窝区段12具有包括多个凸出的蜂窝壁或摺角26的第一蜂窝侧部24,所述多个凸出的蜂窝壁或摺角中的一个在图14中详细示出。每个凸出的壁26具有壁端部28,所述壁端部具有在第一边缘16和第二边缘18之间延伸的长度(L)。壁端部28还具有宽度或厚度(T)。
[0035] 第二蜂窝区段14还具有第一边缘30和第二边缘32。第二蜂窝区段14包括壁34,所述壁在两个边缘30和32之间延伸以限定多个室36。室36中的每个具有与两个边缘30和32之间的距离相等的深度。每个室36还具有垂直于室壁34测量出的横截面积。第二蜂窝区段14具有包括多个凸出的蜂窝壁40的第二蜂窝侧部38。凸出的壁40中的每个还具有与如在图14中详细示出的蜂窝区段12的壁端部28相同地塑形的壁端部。因此,每个凸出的壁40还具有壁端部,所述壁端部具有具有宽度或厚度(T)、以及在第一边缘30和第二边缘32之间延伸的长度(L)。
[0036] 如在图1中示出的,蜂窝区段12和14的侧部24和38分别由接缝件42拼接在一起,所述接缝件由依据本发明的胶粘件和用于胶粘件的支承件组成。接缝件42具有在蜂窝区段(12和14)的第一边缘(16和30)和蜂窝区段(12和14)的第二边缘(18和32)之间延伸的深度。接缝件42还具有厚度和沿第一和第二蜂窝侧部24和38延伸的接缝长度。在图1中示出的蜂窝结构的两个区段定向成使得凸出的蜂窝壁26和40的端部在接缝件42处对齐。
[0037] 作为本发明的特征,如在图1中示出的,不需要凸出的蜂窝壁(摺角)跨过接缝件42对齐。替代的示例性拼接式蜂窝结构在图2中示出,其中凸出的蜂窝壁不跨过胶粘式接缝件对齐。在图2中,第一蜂窝区段44和第二蜂窝区段46的相应侧部通过依据本发明的受到支承的胶粘式接缝件48的方式来粘合在一起。凸出的蜂窝壁50和52的定位在接缝件48的相反侧部上的端部不对齐。被发现的是,受到支承的胶粘式接缝件48是足够牢固的,使得其不必使凸出的室壁在接缝交界处对齐。
[0038] 另一非对齐式拼接式蜂窝结构在图3中示出,其中示出了非对齐式摺角的另一构造。在图3中,第一蜂窝区段54和第二蜂窝区段56的相应侧部通过依据本发明的受到支承的胶粘式接缝件58的方式来粘合在一起。凸出的蜂窝壁60和62的定位在接缝件58的相反侧部上的端部不对齐。再次地,被发现的是,受到支承的胶粘式接缝件58是足够牢固的,因此不必使凸出的室壁在接缝交界处对齐。
[0039] 本发明的受到支承的胶粘式接缝件特别适合于将声学蜂窝区段拼接在一起。接缝件是相对较窄的并且不对沿接缝件定位的声学室的声学性能产生显著干扰。声学蜂窝结构包括大多数、如果不是全部蜂窝室内定位的一个或多个隔音板。尽管任何类型的隔音板都可以使用,但优选的是在美国专利7,434,659、7,510,052和7,854,298中详细描述的类型的隔音板。这些类型的隔音板是优选的,因为其是相对柔性的并且在蜂窝结构形成弯曲(非平面)结构(诸如蜂窝区段)时保持所述隔音板的声学吸收性能,所述蜂窝区段被拼接在一起以形成喷气式发动机机舱。
[0040] 隔音板塞分别在图1中的64处和在图2和3中的66和68处示出。一般用于声学蜂窝结构的任何声学材料可以用于形成隔音板塞。声学材料一般被设置为相对较薄的片材,所述片材是穿孔的、多孔的或开放式的网眼织物,所述网眼织物设计成提供噪声衰减。各种材料(金属、陶瓷、以及塑料)的穿孔和多孔片材可以被使用。在一个优选的实施方式中,声学材料是由单丝织物编织成的开放式网眼织物。纤维可以由玻璃、、陶瓷或聚合物组成。由聚酰胺、聚酯、聚三氟氯乙烯(ECTFE)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯硫醚(PPS)、氟化乙烯-丙烯共聚物(FEP)、聚醚醚(PEEK)、聚酰胺6(尼龙,6PA6)、以及聚酰胺12(尼龙12,PA12)制成的单丝聚合物纤维仅为几个实施例。由PEEK制成的开放式网眼织物对于高温应用方案而言是优选的。开放式网眼声学纤维能够从各种各样的商业渠道获得。例如,开放式网眼声学纤维的片材可以以商标SEFA RPETEX、SEFA RNITEX、以及SEFA RPEEKTEX从SEFAR America Inc.(地址:Buffalo Division Headquarters 111 Calumet Street Depew,NY 14043)获得。
[0041] 声学材料的实心片材还能够用于形成隔音板塞。在这种情况下,穿孔在隔音板塞被放置在蜂窝室内之前或之后在实心片材材料中形成。尽管以上认定类型的金属、陶瓷、以及塑料可以用于制造穿孔的隔音板,但优选的是,声学材料是PEEK或适于高温应用方案的类似的耐化学性聚合物材料。PEEK的片材或膜能够从多个的商业渠道获得,诸如Victrex USA(地址:Greenville,South Carolina),其以 PEEKTM聚合物的商标生产PEEK的片材。关于隔音板塞及其在声学蜂窝结构中的使用的附加细节在美国专利申请13/227,775和13/279,484中提供。
[0042] 本发明的接缝件包括胶粘件和用于胶粘件的支承件。胶粘件能够是一般与蜂窝结构面板的制造结合使用的任何适当的胶粘件。用于将隔音板塞粘合到蜂窝结构的同一胶粘件大体还适于用作接缝胶粘件。优选的胶粘件包括在高温(300-400°F)下稳定的胶粘件。示例性胶粘件包括环树脂、丙烯酸树脂、树脂、氰基丙烯酸酯、双来酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺、以及聚酰亚胺。聚酰胺-酰亚胺胶粘件是特别优选的。
[0043] 用于胶粘件的支承件应当是相对较薄的结构,并且所述结构是足够牢固的,以使得其给接缝件提供超过和高于由胶粘件独自提供的强度的附加强度。支承件优选地是足够柔性的,以使得其能够被弯曲或弯折以与弯曲的蜂窝区段的被拼接在一起的侧部匹配。重要的是,总体接缝件应当尽可能窄或薄,以便使得对蜂窝室的声学性能的干扰最小化。
[0044] 在图1、2和3中示出的示例性接缝件42、48和58包括以接缝胶粘件填充的蜂窝式接缝支承件。在图4中,示例性接缝件42示出为在被粘合到弯曲的蜂窝区段12和14之前的位置。接缝件42包括蜂窝式支承结构70和胶粘件72。蜂窝式接缝支承件70可以被视为具有邻近蜂窝区段12的侧部定位的第一边缘76和邻近蜂窝区段14的侧部定位的第二边缘78。蜂窝式接缝支承件70的壁在第一边缘76和第二边缘78之间延伸,以便限定多个接缝室80,其中所述接缝室中的每个具有垂直于蜂窝结构的壁测量出的横截面积。蜂窝式接缝支承件的厚度(T)由蜂窝式接缝支承件70的所述第一边缘76和第二边缘78之间的距离限定。
[0045] 蜂窝式接缝支承件70优选地通过将蜂窝结构层从如在图5中示出的更大的蜂窝结构74切下或割下来制成。用于形成接缝支承件70的蜂窝结构切片70a(图4)包括对应于以上描述的附图标记,其中“a”被添加到每个号码以将蜂窝结构切片70a与最终接缝支承件70区分开,所述最终接缝支承件包括已以胶粘件填充的蜂窝室。
[0046] 如图6中示出的,蜂窝结构切片70a形成与被接缝在一起的蜂窝区段的曲线相匹配的弯曲形状70b。弯曲的蜂窝结构切片70b于是以胶粘件填充以形成用于粘合到两个蜂窝区段的最终接缝件42。装载有胶粘件72的接缝支承件70的侧截面图在图7中示出。接缝支承件70优选地是从0.01英寸到0.15英寸厚。如图7中的72处所示出的,胶粘件经过接缝支承件70凸出。胶粘件一般将会从接缝支承件的任一侧部在0.001英寸到0.02英寸范围中凸出。
[0047] 蜂窝式接缝支承件结构优选地装载有期望的胶粘件,以使得胶粘件大体上填充结构中的所有室并且涂覆接缝支承件结构的边缘。胶粘件在期望的情况下可以稍微延伸经过蜂窝式接缝支承件的边缘,以确保完全覆盖定位在被粘合在一起的蜂窝区段上的摺角的端部。然而,使蜂窝式接缝支承件超载应当被避免,因为这产生浪费的胶粘件并且可能导致以多余的胶粘件意外阻挡邻近接缝件的室。
[0048] 胶粘件的黏性和接缝支承件结构的相对室尺寸应当使得胶粘件是稳定地并且不从结构流动。在期望的情况下,释放纸可以放置在胶粘件填充的支承件结构两个侧部上,以便协助将胶粘件保持在位。释放纸在将接缝件粘合到蜂窝区段之前的短时间内被移除。
[0049] 形成蜂窝式接缝支承件的蜂窝室的横截面构造或形状可以取决于多个因素来改变,所述多个因素包括被拼接的蜂窝区段的尺寸和其它性能以及接缝件的尺寸和期望柔性。常规六角形蜂窝室横截面(诸如在接缝支承件70和70a中示出的室80)适于多种应用方案。在期望的情况下,各种各样的其它横截面构造可以被使用。例如,在图12中的110处示出的蜂窝式接缝支承件结构是蜂窝式接缝支承件的横截面形状从常规六角形形状改型的情况。
[0050] 接缝支承件结构110示出为靠近摺角26,以便提供蜂窝式接缝支承件室相对于摺角长度的优选尺寸的表示。如能够看见的,蜂窝式接缝支承件110的室的尺寸被设定,以使得八个室被呈现以便沿摺角的长度(L)粘合。作为示例,具有1英寸长度的摺角需要包括具有1/8英寸高度的室的接缝支承件110。具有这种类型的相对于摺角端部壁的尺寸关系的接缝支承件室是优选的,因为所述接缝支承件室提供接缝件强度和胶粘件保持的最优结合。
[0051] 另一示例性蜂窝式接缝支承件结构在图13中的111处示出。接缝支承件111的横截面形状在期望接缝支承件方面具有更大程度的柔性的情况下是有用的。其它室横截面形状可以使用以满足相对于接缝件的形状、尺寸、以及期望强度的特定设计目标。接缝支承件结构111还示出成靠近摺角26,以便提供蜂窝式接缝支承件室相对于摺角长度的优选尺寸的表示。接缝支承件111的尺寸也被设定成使得八个室被呈现以便沿摺角的长度粘合。当蜂窝结构是从1/2英寸到2英寸厚时,优选地从5到20个室被呈现,以便沿摺角长度粘合。
[0052] 依据本发明的接缝件通过将胶粘装载的蜂窝式接缝支承件简单地夹在两个形成的被拼接在一起的声学蜂窝区段之间并且施加压力以确保接缝件的两个侧部和蜂窝区段之间的均匀接触来形成。热量被施加以使得胶粘件凝固并且形成最终接缝件。
[0053] 本发明的蜂窝结构的接缝件可以用于将平面的蜂窝区段粘合在一起。然而,蜂窝结构的接缝件对于将如在图4中示出的在L/D平面中弯曲的声学蜂窝区段接缝在一起而言是特别有用的。蜂窝区段能够被拼接在一起并且随后被弯曲以形成弯曲的蜂窝结构。然而,这需要胶粘件和蜂窝式支承结构的结合使得得到的接缝件是足够柔性的,所述接缝件能够被弯折成期望的弯曲形状。优选地,在接缝件已被形成期望的弯曲形状之后,该接缝件被施加到两个蜂窝区段。预弯曲的蜂窝区段的拼接是优选的,因为蜂窝式接缝支承件结构在胶粘件的固化或凝固之前是更加柔性的。
[0054] 能够使用本发明的接缝件来拼接在一起的蜂窝区段能够在室横截面积、壁厚度、以及深度方面有很大不同。典型的声学蜂窝区段将会具有横截面积在从0.05平方英寸到1平方英寸或更大的范围内的室。蜂窝结构材料的壁厚度一般将会在从0.001到0.050英寸的范围内。室的深度(核心厚度)在0.25到3英寸或更长的范围内。示例性蜂窝区段将会具有六边形室,所述六边形室具有在0.1到0.5平方英寸左右的横截面积、在0.025到0.05英寸左右的壁厚度、以及在1.0到2.0英寸左右的深度。
[0055] 用于具有以上列出范围尺寸的蜂窝结构的凸出的壁端部将会具有从0.25到3英寸或更长的长度(L),所述长度对应于蜂窝结构核心的深度。凸出的壁的对应于蜂窝结构材料厚度的厚度(T)将会是从0.001英寸到0.050英寸。接缝室的尺寸被选择,以使得多个接缝室沿壁端部在图12和13中示出的长度接触壁端部。典型的接缝室尺寸在从0.062到0.187英寸的范围内。这提供用于摺角的更多室边缘接触,并且更小的室协助在室内稳定胶粘膜。
[0056] 接缝室的相对于壁端部的长度的相对尺寸能够被改变以实现期望的接缝件设计目标。总体上,更小的接缝室沿壁端部长度提供更大表面积和接缝室粘合位址以制造相对更牢固且更具刚性的接缝件。
[0057] 替代性胶粘式支承件的一部分在图8和9中的82处示出。胶粘式支承件82是由接缝支承构件84、86和88组成的连段式接缝支承件。仅三段接缝支承件被示出用于演示性目的。典型的接缝件将会由许多链接的支承构件组成。每个支承构件具有第一端部90和第二端部
92。所述支承构件还具有邻近一个蜂窝区段的侧部定位的第一侧部94和邻近另一蜂窝区段的侧部定位的第二侧部96。柔性接头98被提供用于将一个接缝支承构件的第一端部90连接到另一接缝支承构件的第二端部92。多种不同类型的柔性接头是可能的。增加最小重量的接头是优选的。优选的柔性接头在图7中示出,其中接缝支承构件88具有圆形凸缘100,所述圆形凸缘形成在接缝支承构件86的开口102中以将两个支承构件铰接在一起。这种类型的柔性连接是优选的,因为其向接缝支承件增加极小(如果有的话)的重量。
[0058] 接缝胶粘件定位在胶粘式支承件82的两个侧部上,以及受支承的胶粘件随后用于以与如上所述的受到蜂窝式接缝支承的胶粘件相同的方式将蜂窝区段拼接在一起。胶粘件的量应当被限制为在摺角处提供一些胶粘件倒角形式以便形成牢固的粘合所需的量。过多胶粘件的使用应当被避免,因为其向接缝件增加重量。在一些情况下,可能期望的是,仅将胶粘件施加到胶粘式支承件的接触摺角的那些部分。然而,这在蜂窝结构的侧部包含许多紧密间隔的摺角时可能是不实际的。在这些情况下,优选的是,胶粘式支承构件的侧部大体上由胶粘件的层覆盖
[0059] 用于制造胶粘式支承件82的材料能够是任何与用于制造蜂窝结构的材料相同的材料。所述材料应当足够薄,以便能够被弯曲以给接缝件提供沿T方向的一些柔性。优选的是,胶粘式支承件材料与在制造蜂窝区段中使用的材料相同。所述材料的厚度能够改变,其中优选的是,所述材料尽可能薄而仍提供在接缝件强度方面的提高。优选的示例性材料厚度将会与被拼接在一起的蜂窝壁的厚度相匹配。用于声学蜂窝结构的示例性材料是从0.001至0.010英寸厚的铝或复合材料。链接接缝支承件的任一侧部上的胶粘件的优选的厚度应当为每侧约0.010至0.075英寸。
[0060] 示例性的被拼接的声学蜂窝结构在图10中示出,其中三个蜂窝区段104、106以及108沿两个接缝件130和132拼接在一起。蜂窝区段都包括隔音板塞134。拼接式蜂窝区段被夹在实心面板或面片材136和穿孔面板或面片材138之间。面片材使用常规面板制造工艺来粘合到拼接式蜂窝结构的边缘。
[0061] 弯曲的拼接式蜂窝结构声学面板或机舱的区段在图11中的140处示出。喷气式发动机核心或其它噪声源在142处示意性地表示。弯曲的声学面板包括外部实心面片材144和内部有孔面片材146。各种蜂窝区段利用垂直定向的接缝件148、150和152来拼接在一起。接缝件154在接缝件148和150之间平地延伸。被拼接的弯曲声学蜂窝区段是从0.75英寸到1.5英寸厚,其中接缝件是从0.02英寸到0.20英寸厚。作为本发明的特征,使用胶粘件和胶粘式支承件的结合制成的相对更薄的接缝件被发现以提供将蜂窝区段适当接缝在一起,而与此同时对于声学面板或机舱的声学性能产生最小影响。
[0062] 因此,在已描述本发明的示例性实施方式的情况下,本领域中的技术人员应当注意到的是,在公开内的仅为示例,各种其它替代例、适应以及修改可以在本发明的范围内进行。因此,本发明不由上述实施方式限制,而是仅由以下权利要求限制。
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