过程如自动铺丝过程来形成面板。方法500还包括围绕面板层安装504核心材料层。核心材料大体是蜂窝材料或泡沫材料，但是也可包括开放式结构，如桁架结构。核心材料层可围绕面板来手动安装，并且可通过粘合剂或其他粘结过程来粘附到面板。为了层的稳定性，可将第二面板施加到核心材料层的外表面，并且随后将面板和核心材料固化506在一起以形成一体化内部壳体部分。在检查508组件之后，使用AFP过程围绕组件形成510包容壳体，以构建复合材料层、例如用树脂预浸渍的丝束层。构建过程可施加厚度轴向可变的复合材料以形成匹配预先确定规范的壳体的外表面。方法500包括将整个壳体结构固化512在一起以形成一体化壳体结构。随后检查514已固化壳体结构，以确保壳体形成过程的质量。
[0025]图5是根据本发明示例性实施例的形成复合包容壳体的方法600的流程图。在示例性实施例中，方法600包括形成602周向延伸小于360°的分段式面板。每个分段式面板可单独形成，并且在完全组装发动机时，与限定风扇管道所需的多个面板中的其他面板分开固化604。在一个实施例中，通过手动定位用树脂预浸渍的多个丝束层来形成面板。在各种实施例中，使用自动过程如自动铺丝过程来形成分段式面板部分。方法600还包括:检查606已固化面板，以及将核心材料层安装608到被认为满足质量要求的面板层。核心材料大体是蜂窝材料或泡沫材料，但是也可包括开放式结构，如桁架结构。核心材料层可被手动安装到面板，并且可通过粘合剂或其他粘结过程来粘附到面板。随后使面板和核心材料固化610在一起以形成板件。使用AFP过程围绕心轴形成614包容壳体，以构建复合材料层、例如用树脂预浸渍的丝束层。构建过程可施加厚度轴向可变的复合材料以形成匹配预先确定规范的壳体的外表面。方法600进一步包括使外壳体结构与板件分开固化616以形成固化的壳体结构。随后检查618已固化壳体结构，以确保壳体形成过程的质量。方法600包括:将已固化板件粘结620到已固化壳体结构的径向内表面，以及检查整个壳体16。
[0026]方法400与方法500或600相比产生可能更低成本的壳体结构，这是因为依次形成主要部件，直到过程结束时才有固化或检查步骤，在过程结束时，整个结构被固化在一起并且随后被检查。与其他方法相比，这允许在制造方面节省近似20%。然而，缺点是如果最终结构不满足检查标准，就必须抛弃或重新加工整个组件，从而可能导致时间和财力的巨大损失。方法600包括在制造过程中的许多点处的固化和检查步骤，从而允许在制造过程中尽早抛弃不合格部件，这可增加成本和制造时间。此外，与方法600相比，方法400和500中所述的过程还提供更硬且更强的壳体。
[0027]形成复合包容壳体组件的方法和系统的上述实施例提供一种用于与当前分段式板件设计相比提供另外的硬度、强度和包容能力的成本有效且可靠的方法。更确切地，本发明书中所述的方法和系统有助于减小工时组装要求。另外，上述方法和系统有助于形成更硬且更强的壳体结构。因此，本说明书中所述的方法和系统有助于以成本有效且可靠的方式形成用于可旋转机器的更轻且更强的壳体。
[0028]本说明书使用各个实例来公开本发明，包括最佳模式，同时也让所属领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制造并使用任何装置或系统，以及执行所涵盖的任何方法。本发明的保护范围由权利要求书限定，并且可包括所属领域的技术人员想出的其他实例。如果其他此类实例的结构要素与权利要求书的字面意义相同，或如果此类实例包括的等效结构要素与权利要求书的字面意义无实质差别，则此类实例也属于权利要求书的范围。
【主权项】
1.一种用于制造复合包容壳体的方法，所述方法包括: 提供心轴； 绕所述心轴施加至少一层材料以形成第一环形面板； 围绕所述第一面板施加多个核心段； 围绕所述核心段形成壳体；以及 使所述面板、所述核心段和所述壳体固化在一起从而形成一体化复合包容壳体。
2.根据权利要求1所述的方法，其中绕所述心轴施加至少一层材料以形成环形面板包括:使用AFP过程绕所述心轴施加至少一层材料。
3.根据权利要求1所述的方法，其中围绕所述面板施加多个核心段包括:施加包括多个核心层的多个核心段。
4.根据权利要求1所述的方法，其中施加包括核心层的多个核心段，所述核心层包括蜂窝配置、柱状配置或桁架配置中的任一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其中围绕所述第一面板施加多个核心段包括:将所述多个核心段粘结到所述面板。
6.根据权利要求1所述的方法，其中围绕所述面板施加多个核心段包括:围绕所述多个核心段施加第二面板。
7.根据权利要求6所述的方法，所述方法进一步包括: 使所述第一面板、所述多个核心段和所述第二面板固化在一起以形成一体化核心组件；以及 使用自动铺丝(AFP)过程围绕所述第二面板形成壳体。
8.根据权利要求1所述的方法，其中形成壳体包括:使用自动铺丝(AFP)过程围绕所述核心段形成壳体。
9.一种形成复合包容壳体组件的方法，所述方法包括: 形成第一环形径向内面板； 围绕所述面板安装核心，从而形成核心组件； 围绕所述核心形成径向外壳体； 使所述壳体组件固化。
10.根据权利要求9所述的方法，其中使用自动铺丝过程(AFP)形成第一环形径向内面板。
11.根据权利要求9所述的方法，其中形成径向外壳体包括:使用所述AFP过程围绕所述核心形成径向外壳体。
12.根据权利要求9所述的方法，其中围绕所述面板安装核心包括形成核心组件，其中所述核心组件包括一个或多个核心层，每个核心层包括蜂窝配置、柱状配置或桁架配置中的任一种。
13.根据权利要求9所述的方法，所述方法进一步包括: 围绕所述核心形成第二环形面板；以及 使所述第一面板、所述核心和所述第二面板固化在一起以形成核心组件。
14.一种复合包容壳体系统，所述复合包容壳体系统包括: 被配置成围绕燃气涡轮发动机管道的第一径向内环形面板层； 围绕所述面板层的核心组件；以及 卷绕在所述核心组件周围的壳体结构，所述面板层、所述核心组件和所述壳体结构固化在一起以形成一体化包容壳体系统。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述核心组件包括多个核心段，所述多个核心段包括多个核心层。
16.根据权利要求所述的系统14，其中所述多个核心层中的每一个包括蜂窝配置、柱状配置、桁架配置中的任一种或它们的组合。
17.根据权利要求所述的系统14，其中所述核心组件包括围绕所述多个核心段的第二环形径向外面板层。
18.根据权利要求所述的系统14，其中所述第一面板包括配置用于接收耐磨材料的周向凹槽。
19.根据权利要求所述的系统14，其中所述第一面板包含预浸渍复合材料。
20.根据权利要求所述的系统14，其中所述壳体结构包含预浸渍复合材料。
【专利摘要】提供一种用于制造复合包容壳体的系统和方法。所述方法包括：提供心轴；绕所述心轴施加至少一层材料以形成第一环形面板；围绕所述第一面板施加多个核心段；围绕所述核心段形成壳体；以及使所述面板、所述核心段和所述壳体固化在一起从而形成一体化复合包容壳体。或者，可首先形成并固化所述面板和所述核心段，并且随后形成并固化所述外壳体来完成一体化复合包容壳体的制造。
【IPC分类】F01D25-24, B29C70-68, B29C70-38
【公开号】CN104661803
【申请号】CN201380049155
【发明人】谢铭
【申请人】通用电气公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年8月20日
【公告号】CA2884862A1, EP2897785A1, US20140086734, WO2014046827A1