Селективно ослабленные растянутые пленки

Селективно ослабленные растянутые пленки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение относится в основном к композитам, более конкретно к композитным изделиям, состоящим из пленок, имеющим улучшенные баллистические характеристики и оптические характеристики.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Обычные композитные структуры традиционно состоят из армирующих волокон, встроенных в матрицу. Армированные волокнами композитные структуры обычно создают так, чтобы передавать нагрузки по длине волокон. Нагрузки от одного волокна могут быть переданы на другое волокно в том же слое или на волокна в соседнем слое через материал матрицы. Однако матрица обычно слабее волокон так, что когда достаточно высокая нагрузка передается от одного волокна на другое волокно поперек матрицы, матрица разрушается. Разрушение матрицы вызывает движение волокон внутри композитной структуры.

Во время баллистического случая, при котором в панель композита ударяет снаряд или пуля, способность волокон двигаться в матрице может повлиять на баллистические характеристики композитной панели. Например, способность волокон в матрице двигаться может повлиять на устойчивость композитной панели к проникновению снаряда или пули. В прозрачных композитных панелях движение волокон в матрице также может повлиять на оптические характеристики композитной панели. Например, движение волокон в матрице во время баллистического случая может повлиять на размер оптически ухудшенной области композитной панели в результате удара снаряда или пули.

Очевидно, что в данной области техники существует необходимость создания композитной структуры, в которой движение волокон в матрице может контролироваться так, чтобы баллистические характеристики композитной структуры были улучшены.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Описанные выше необходимости, связанные с композитными изделиями, в частности, решаются или делаются не такими критичными с помощью настоящего изобретения, которое, в одном варианте, относится к пленке для композитного изделия, где пленка может включать ослабленную часть и неослабленную часть. Ослабленная часть может иметь по меньшей мере одну характеристику, которая может быть хуже, чем характеристика неослабленной части.

Также описано композитное изделие, содержащее множество пленок. Пленки могут быть собраны в пакетированные конструкции. По крайней мере, одна из пленок может иметь неослабленную часть и ослабленную часть. Ослабленная часть может иметь по меньшей мере одну характеристику, которая может быть ниже, чем характеристика неослабленной части.

Кроме того, описан способ получения пленки. Способ может включать получение растянутой пленки, имеющей ослабленную часть и неослабленную часть. Способ также может включать конфигурацию растянутой пленки такую, чтобы ослабленная часть имела по меньшей мере одну характеристику хуже, чем характеристика неослабленной части.

В другом варианте описан способ получения композитного изделия, содержащего множество растянутых пленок, где каждая из растянутых пленок может иметь неослабленную часть и ослабленную часть. Ослабленная часть по меньшей мере одной из растянутых пленок может быть получена в форме линии, прямоугольника и/или в форме извилистой дорожки. Ослабленная часть также может иметь по меньшей мере одну характеристику, которая может быть хуже, чем характеристика неослабленной части. Способ получения композитного изделия может включать компоновку множества растянутых пленок в пакетированную конструкцию.

Также описан способ применения композитного изделия. Способ может включать получение композитного изделия, содержащего множество пленок. Каждая из пленок может иметь неослабленную часть и ослабленную часть. Ослабленная часть может иметь по меньшей мере одну характеристику хуже, чем характеристика неослабленной части. Способ применения может включать помещение некомпозитного изделия в условия без нагрузки. Способ может также включать помещение композитного изделия в условия под нагрузкой.

Характеристики, функции и преимущества, которые описаны, могут быть достигнуты независимо в различных вариантах данного описания или могут быть объединены в другие варианты, другие детали которых могут быть видны в представленном ниже описании и на рисунках.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и другие характеристики данного описания будут более очевидны со ссылками на чертежи, где одинаковые позиционные обозначения относятся к одинаковым частям на всех чертежах, где:

На фигуре 1 представлен вид в перспективе композитного изделия в варианте, включающем множество пленок, имеющих ослабленные части в пленке;

На фигуре 2 представлено перспективное изображение композитного изделия с фигуры 1 с пространственным разделением деталей;

На фигуре 3 показан вид сбоку композитного изделия по фигуре 1, показывающий пленки, собранные в пакетированную конструкцию.

На фигуре 4 показан вид сверху одной из пленок по фигуре 3, показывающий расположение ослабленных частей и неослабленных частей в пленке;

На фигуре 5 показано поперечное сечение части пленки, показывающее вариант ослабленной части, полученной химической модификацией для снижения прочности в ослабленной части;

На фигуре 6 показано поперечное сечение части пленки, показывающее вариант ослабленных частей, полученных геометрической модификацией для снижения прочности ослабленной части;

На фигуре 7 показан вид сверху части пленки, иллюстрирующий ослабленные части, образованные непрерывными продольными ослабленными участками;

На фигуре 8 показан вид сверху части пленки, иллюстрирующий ослабленные части, полученные в виде ряда вдавливаний;

На фигуре 9 показан вид сверху варианта пленки, имеющей ослабленные части, скомпонованные как множество продольных ослабленных участков, взаимосвязанных поперечными ослабленными участками;

На фигуре 10 показан вид сверху варианта пленки, содержащей ослабленные части, содержащие множество продольных ослабленных участков и поперечных ослабленных участков, скомпонованных в виде извилистой дорожки;

На фигуре 11 показан вид сверху варианта пленки, имеющей ослабленные части, где ступенчатые формы расположены в противоположных направлениях;

На фигуре 12 показан вид сверху варианта пленки, имеющей ослабленные части, расположенные в виде синусоиды с практически равномерными шагами между ослабленными частями;

На фигуре 13 показан вид сверху варианта пленки, имеющей ослабленные части, расположенные в виде синусоиды с расстояниями между ослабленными частями различной ширины;

На фигуре 14 показан вид сверху варианта пленки, имеющей поперечные ослабленные участки, связывающие синусоидальные ослабленные части;

На фигуре 15 показан вид сверху варианта пленки, имеющей поперечные ослабленные участки, связывающие соседние пары синусоидальных ослабленных частей;

На фигуре 16 показан вид сверху варианта пленки, имеющей ряд продольных ослабленных участков, образующих множество вытянутых неослабленных связей между неослабленными частями пленки;

На фигуре 17 показан вид сверху варианта пленки, имеющей ряд продольных ослабленных участков, образующих множество расположенных в шахматном порядке неослабленных соединений между неослабленными частями пленки;

На фигуре 18 показан вид в перспективе гофрированного композитного изделия;

На фигуре 19 представлен развернутый вид в перспективе гофрированного композитного изделия с фигуры 18, иллюстрирующий множество гофрированных пленок, имеющих селективно ослабленные части;

На фигуре 20 показан вид сбоку композитного изделия по фигуре 18, иллюстрирующий гофрированные пленки, собранные в пакетированную конструкцию между парой лицевых пластин;

На фигуре 21 показан вид сверху гофрированных пленок по фигуре 20, иллюстрирующий расположение ослабленных частей и направления растягивания гофрированных пленок;

На фигуре 22 показана блок-схема, иллюстрирующая одну или более операций, которые могут быть включены в способ производства пленки, имеющей ослабленные части;

На фигуре 23 показана блок-схема, иллюстрирующая одну или более операций, которые могут быть включены в способ производства композитного изделия;

На фигуре 24 показана блок-схема, иллюстрирующая одну или более операций, которые могут быть включены в способ применения композитного изделия; и

На фигуре 25 показан вид в перспективе самолета, который может содержать композитное изделие по одному или более вариантов.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно рисункам, которые представлены здесь для целей иллюстрации предпочтительных и различных вариантов описания, на фигуре 1 показано композитное изделие 100. Композитное изделие 100 может быть выполнено в виде композитной панели 104, имеющей поверхности 102 изделия на верхней и нижней сторонах 106, 108 композитной панели 104. Композитное изделие 100 может быть изготовлено из множества пленок 120 и собрано в пакетированную конструкцию 130. Пленки 120 могут быть наслоены или связаны вместе с применением одного или более адгезивных слоев 112 или с применением адгезивного матричного материала 110. В одном варианте, адгезивный слой 112 может оптически подходить пленке 120. Например, адгезивные слои 112 и пленки 120 могут иметь показатели преломления, которые дополняют друг друга или практически эквивалентны для заранее определенного диапазона длины волны, например в видимом спектре и/или инфракрасном спектре.

Согласно фигуре 2 показано перспективное изображение композитного изделия по фигуре 1 с пространственным разделением деталей демонстрирующее множество полимерных пленок 120 в пакетированной конструкции 130. Одна или более пленок 120 в композитном изделии 100 предпочтительно могут быть растянуты вдоль по меньшей мере в одном направлении 134 растягивания. Прочность пленки 120 вдоль направления 134 растягивания может быть выше прочности пленки 120 вдоль направления, в котором пленку не растягивают или поперечного направления 136 (фигура 6). Поперечное направление 136 может быть ориентировано в основном перпендикулярно направлению 134 растягивания. Одна или более соседних пар пленок 120 могут быть соединены с применением относительно тонкого адгезивного слоя 112. Каждый адгезивный слой 112 может образовывать тонкую поверхность соединения между прилегающими поверхностями пленок 120. Адгезивный слой 112 может быть выполнен из материала матрицы, полимера или другого материала, который может быть вставлен между соседними пленками 120 для адгезивного соединения пленок 120.

На фигуре 2 каждая из пленок 120 может включать множество ослабленных частей 160, которые могут быть выполнены в виде относительно узких полосок или дорожек, расположенных по заранее определенному шаблону в пленке 120. Например, ослабленные части 160 могут быть сформированы в виде линии 176 (фигура 4) вдоль продольного направления 162 (фигура 4) в пленках 120. Как указано выше, одна или более пленок 120 могут содержать растянутую пленку 132. Ослабленные части 160 в растянутой пленке 132 обычно расположены вдоль или параллельно направлению 134 растягивания растянутой пленки 132. Однако одна или более ослабленных частей 160 растянутой пленки 132 могут быть ориентированы вдоль одного или более направлений, который обычно не параллельны направлению 134 растягивания растянутой пленки 132.

В каждой пленке 120, ослабленные части 160 могут определять множество относительно больших неослабленных частей 140 пленки. Неослабленные части 140 каждой пленки 120 могут составлять значительную долю пленки 120. На фигуре 2 показано множество неослабленных частей 140, каждая из которых имеет общую конфигурацию в виде ленты 152, соединенной продольными дорожками 162 ослабленных частей 160. Ослабленные части 160 пленки 120 могут иметь по меньшей мере одну характеристику, которое может быть хуже, чем характеристика неослабленных частей 140 пленки 120. Например, ослабленные части 160 пленки 120 могут быть модифицированы так, чтобы иметь пониженную прочность по отношению к прочности неослабленной части пленки 120. В одном варианте, одна или более ослабленных частей 160 пленки 120 могут быть химически модифицированы относительно неослабленной части 140 пленки 120, и где химическая модификация может приводить к тому, что ослабленная часть 160 имеет прочность на разрыв, модуль упругости при растяжении, предельную деформацию и/или другие свойства хуже, чем прочность на разрыв, модуль упругости при растяжении, предельная деформация и/или другие свойства неослабленной части 140 пленки 120. В другом варианте, одна или более из ослабленных частей 160 пленки 120 могут быть геометрически модифицированы, что может приводить к тому, что пленка 120 будет иметь пониженную прочность на разрыв и/или пониженную поперечную (например, не в плоскости) прочность при сдвиге по сравнению с прочностью на разрыв и/или поперечной прочностью при сдвиге пленки 120 в неослабленной части 140.

Предпочтительно, если каждая пленка 120 имеет одну или более ослабленных частей 160, расположенных согласно желаемому шаблону, пленка 120 может разрываться желаемым образом под воздействием внешней нагрузки. Например, во время баллистического случая, при котором композитная панель 104 может быть подвергнута удару снаряда или пули (не показан), одна или более пленок 120 в композитной панели 104 может поглощать кинетическую энергию снаряда или пули посредством удлинения или растяжения. Одна или более пленок 120 в композитной панели 104 может сначала разорваться (например, локальный разрыв) вдоль одной или более ослабленных частей 160. Предпочтительно, неослабленные части 140 пленок 120 могут оставаться нетронутыми после разрыва ослабленных частей 160. Нетронутые неослабленные части 140 могут продолжать поглощать кинетическую энергию снаряда или пули посредством смещения, удлинения или растягивания по мере прохождения снаряда или пули через дорожку в или через композитную панель 104. Смещение, удлинение или растягивание неослабленных частей 140 может уменьшать скорость снаряда или пули до тех пор, пока ослабленные части 140 не разорвутся по достижении предельной деформации материала пленки.

Предпочтительно, по причине воздействия, пленка 120 сначала рвется в ослабленных частях 160, неослабленные же части 140 могут продолжать выдерживать относительно большое смещение и удлинение (например, растягивание) до разрыва неослабленных частей 140. Кроме того, для растянутых пленок 132, при ориентации неослабленных частей 140 растянутой пленки 132, как правило, параллельно направлению 134 растягивания растянутой пленки 132, более высокая прочность растянутой пленки 132 в направлении 134 растягивания может обеспечивать улучшенную способность к поглощению энергии удара по сравнению с более низкой способностью к поглощению энергии вдоль поперечного направления 136 растянутой пленки 132. Более того, так как по причине воздействия, растянутая пленка 132 сначала рваться в ослабленных частях 160, может быть задействовано увеличенное количество материала пленки при баллистическом случае.

Например, согласно фигуре 2, так как пленки 120 сначала рвутся в ослабленных частях 160, неослабленные части 140 могут продолжать смещаться и удлиняться, что предусматривает дополнительные пленки 120 в пакетированной конструкции 130 композитной панели 104. Увеличенное смещение и удлинение может повысить количество неослабленных частей 140, которые задействованы при баллистическом событии. Увеличенное задействование неослабленных частей 140 в баллистическое событие может повысить количество времени, в течение которого пленки 120 могут поглощать кинетическую энергию снаряда или пули, что может снизить или предотвратить проникновение снаряда или пули в композитную панель 104. В таком случае, при наличии в пленках 120 селективно ослабленных частей 160, баллистические характеристики композитного изделия 100 могут быть значительно улучшены по отношению к баллистическим характеристикам обычных композитных изделий (не показаны).

Другим преимуществом данного изобретения является улучшение оптических характеристик прозрачного композитного изделия 100, полученного из растянутых пленок 132 по отношению к оптическим характеристикам обычного прозрачного композитного изделия (не показано), полученного из волокон (не показаны). Например, в обычном композитном изделии, волокна могут иметь обычно цилиндрическую форму, из-за чего каждое волокно действует как маленькая линза для света, походящего через обычное композитное изделие. Обычное композитное изделие может включать множество слоев волокон, ориентированных в разных направлениях. Суммарный эффект множества волокон представляет собой рассеяние света, проходящего через обычное композитное изделие, такое, что объекты, видимые через обычное композитное изделие, могут казаться расплывчатыми.

Предпочтительно, в данном описании, ослабленные части 160 пленок 120 могут иметь практически те же оптические свойства, как неослабленные части 140 пленки 120, несмотря на то что ослабленные части 160 имеют пониженные свойства (например, пониженную прочность) по отношению к характеристикам неослабленных частей 140. Так как пленка 120 имеет практически одинаковые оптические свойства по всей пленке 120, селективно ослабленная пленка 120 в соответствии с данным изобретением не имеет нежелательных оптических эффектов, характерных для обычных, армированных волокнами композитов.

На фигуре 2 каждая из пленок 120 может содержать растянутую пленку 132, имеющую направление 134 растягивания и поперечное направление 136, ориентированное в основном перпендикулярно направлению 134 растягивания. Растянутые пленки 132 могут быть практически не растянуты в поперечном направлении 136. Растянутые пленки 132, показанные на фигуре 2, могут быть растянуты в одном направлении, где неослабленные части 140 могут иметь прочность на разрыв и/или модуль упругости при растяжении в направлении 134 растягивания, которые могут быть выше, чем прочность на разрыв и/или модуль упругости при растяжении неослабленной части 140 в поперечном направлении 136. Однако композитное изделие 100 может быть собрано из растянутых пленок 132, которые растянуты в двух направлениях (не показаны). Например, одна или более растянутых пленок 132 в композитном изделии 100 могут быть растянуты вдоль продольного направления и вдоль поперечного направления 136. Альтернативно, рассматривается вариант, в котором композитное изделие 100 может быть собрано из одной или более пленок 120, которые не растянуты (не показаны).

На фигуре 2, растянутые пленки 132 расположены так, что направление 134 растягивания каждой растянутой пленки 132 ориентировано в основном перпендикулярно направлению 134 растягивания соседней растянутой пленки 132. Однако растянутые пленки 132 могут быть расположены любым образом и не ограничены чередующимися перпендикулярными ориентациями направлений 134 растягивания. Например, композитное изделие 100 может быть составлено так, что направления 134 растягивания растянутых пленок 132 ориентированы практически в одном и том же направлении. Альтернативно, композитное изделие 100 может быть составлено так, что направления 134 растягивания растянутых пленок 132 ориентированы не под перпендикулярными углами относительно друг друга. Например, композитное изделие 100 может быть выполнено так, что направления 134 растягивания одной или более растянутых пленок 132 могут быть ориентированы под заданными углами (например, 15°, 22,5°, 45°, 60°, 75°, и т.д.) друг относительно друга.

В том же отношении, композитное изделие 100 может быть выполнено так, чтобы иметь конфигурацию крест-накрест ослабленных частей 220 как показано на фигуре 21, где ослабленные части 160 каждой из растянутых пленок 132 ориентированы обычно под перпендикулярными углами относительно ослабленных частей 160 соседних растянутых пленок 132. Однако композитное изделие 100 может быть выполнено так, чтобы растянутые пленки 132 с ослабленными частями 160 были ориентированы, в основном, в одном и том же направлении (не показано). Альтернативно, композитное изделие 100 может быть выполнено так, что растянутые пленки 132 с ослабленными частями 160 ориентированы не под перпендикулярными углами (например, 15°, 22,5°, 45°, 60°, 75°, и т.д.) относительно ослабленных частей 160 соседних растянутых пленок 132. Кроме того, композитное изделие 100 может быть выполнено так, что ориентация ослабленных частей 160 относительно направления 134 растягивания одной из растянутых пленок 132 отличается от ориентации ослабленных частей 160 относительно направления 134 растягивания одной или более других растянутых пленок 132 в композитном изделии 100.

Согласно фигуре 3 показано композитное изделие 100 по фигуре 1, иллюстрирующее растянутые пленки 132 в пакетированной конструкции 130. Одна или более из растянутых пленок 132 может включать одну или более неослабленных частей 140. Неослабленные части 140 могут быть соединены ослабленными частями 160. Каждая из растянутых пленок 132 может иметь верхнюю и нижнюю поверхности пленки 128. Адгезивный слой 112 может быть включен между верхней и нижней поверхностями пленок 128 соседних растянутых пленок 132 для адгезионного связывания растянутых пленок 132. Как указано выше, адгезивный слой 112 может содержать пленку 120 из адгезива, который может оптически подходить пленке 120 так, чтобы практически совпадали показатели преломления адгезивного слоя 112 и пленки 120 в пределах диапазона длины волны (например, видимого спектра и/или инфракрасного спектра) и/или практически совпадали температурные коэффициенты показателя преломления адгезивного слоя 112 и пленки 120 в диапазоне температур (например, от -65F до +200F). В растянутых пленках 132 может находиться множество адгезивных слоев 112. Альтернативно, адгезивный слой 112 может содержать адгезивный матричный материал или адгезивный полимер, который может наноситься между растянутыми пленками 132.

На фигуре 4 показан вид сверху одной из растянутых пленок 132, имеющих длину пленки 122 и ширину пленки 124. В показанном варианте ослабленные части 160 формируют в растянутую пленку 132. Каждая из ослабленных частей 160 выполнена в форме линии 176. Ослабленные части 160 расположены вдоль продольной дорожки 162, которая может быть ориентирована в основном параллельно направлению 134 растягивания растянутой пленки 132. Каждая из ослабленных частей 160 имеет длину ослабленной части 168, которая расположена вдоль длины пленки 122. Ослабленные части 160 показаны как практически равномерно распределенные по ширине пленки 124 и определяют множество н ослабленных частей 140, имеющих практически равную ширину неослабленных частей 144. Однако ширина неослабленных частей 144 может быть не одинаковой в пленке 120.

На фигуре 5 представлено поперечное сечение пленки 120, имеющей ослабленные части 160, которые могут составлять пленку 120. В одном варианте, толщина пленки 126 может быть в интервале от приблизительно 5 микрон до приблизительно 5000 микрон (от 0,0002 до 0,20 дюйма). Однако пленка 120 может иметь любую толщину пленки 126, без ограничений. Ослабленные части 160 могут иметь ширину ослабленных частей 170. Ослабленные части 160 могут быть расположены отдельно друг от друга и могут определять ширину неослабленных частей 144. Неослабленные части 140 могут иметь, в общем, удлиненную форму поперечного сечения 154 или в форму ленты 152, которая может иметь относительно большое соотношение сторон. В одном варианте, неослабленная часть 140 может иметь соотношение сторон неослабленной части 140 ширины к толщине пленки 126 от приблизительно 3 до приблизительно 500, хотя неослабленная часть 140 может иметь любое отношение сторон любого значения.

Ослабленные части 160 могут быть сформированы в пленку 120, такую как растянутая пленка 132 одним из множества различных методов снижения свойств пленки 120 в ослабленной части 160 по отношению к характеристике в неослабленной части 140. Например, ослабленные части 160 могут быть сформированы в пленку 120 химической модификацией 190 пленки 120 и/или геометрической модификацией 192 (фигура 6) пленки 120.

На фигуре 5, химическая модификация 190 пленки 120 для формирования ослабленных частей 160 может включать локальную обработку пленки 120 ультрафиолетовым светом или другими формами излучения такими, как облучение электронным пучком. Облучение может применяться к пленке 120 в желаемом месте ослабленной части 160 для изменения, модификации и/или ослабления молекулярных связей пленки 120. Облучение может вызывать деполимеризацию, которая в свою очередь вызывает снижение прочности молекулярных связей. Побочный продукт облучения может включать локальное изменение цвета пленки 120. Однако изменение цвета может быть уменьшено или минимизировано тепловой обработкой или оптическим отжигом. Химическая модификация 190 также может включать обработку пленки 120 лазером, которая вызывает локальное нагревание пленки 120, и которая может привести к тому, что материал полимерной пленки будет иметь различные свойства.

На фигуре 5, химическая модификация 190 может дополнительно включать селективное легирование пленки 120 для добавления смягчающего агента или отверждающего агента в локализованные области пленки 120, где требуется получить ослабленную часть 160. Химическая модификация 190 также может включать применение множества материалов, которые известны как локально ухудшающие характеристики материала полимерной пленки 120. Химическая модификация 190 также может включать получение пленки 120 с немного отличающейся композицией материала в ослабленных частях 160 по отношению к композиции материала в неослабленных частях 140. Например, может быть получена пленка 120, имеющая пониженную молекулярную массу полимерных цепей в ослабленных частях 160 по отношению к молекулярной массе полимерных цепей в неослабленных частях 140, которые предпочтительно имеют практически идентичные оптические свойства в ослабленной части 160 и неослабленной части 140 с пониженной прочностью материала в ослабленной части 160. В одном варианте, химическая модификация 190 может применяться к ширине ослабленной части 170, которая может варьироваться (не показано) по длине ослабленной части 160. Также, химическая модификация 190 может проводиться при различной глубине ослабленных частей 172. Глубина ослабленной части 172 может быть измерена от поверхности пленки 128 пленки 120, такой как растянутая пленка 132.

На фигуре 6 представлено поперечное сечение растянутой пленки 132, иллюстрирующее вариант геометрической модификации 192 для получения ослабленных частей 160. Геометрическая модификация 192 может включать локальное уменьшение 194 толщины пленки 126. Такое локальное уменьшение 194 толщины пленки 126 может дать снижение прочности (например, понижение прочности на разрыв) пленки 120 по отношению к прочности пленки 120 в неослабленных частях 140 пленки 120. Локальное уменьшение 194 толщины пленки 126 может быть получено нанесением канавок, бороздок, царапин по длине растянутой пленки 132 при любой глубине ослабленной части 172. Геометрическая модификация 192 может локально уменьшение толщину пленки 126 так, что толщина ослабленной части 174 становится меньше приблизительно 90 процентов толщины пленки 126. Например, растянутая пленка 132 может быть геометрически выполнена так, что толщина ослабленной части 174 составляет приблизительно от 10 процентов до 90 процентов от толщины пленки 126, хотя рассматриваются также другие относительные толщины, выходящие за интервал от 1 до 90 процентов.

Несмотря на то что показана V-образная канавка, геометрическая модификация 192 может быть проведена в любом размере, форме и конфигурации без ограничений. Например, геометрическая модификация 192 пленки 120 может проводиться нанесением царапин на пленку постоянной толщины 120 для удаления материала с пленки 120. Геометрическая модификация 192 пленки 120 также может проводиться образованием или формованием геометрической модификации 192 в пленке 120 во время получения пленки 120. Хотя канавка, бороздка или царапина в пленке 120 могут вызвать нежелательные оптические эффекты, такие оптические эффекты могут быть уменьшены заполнением канавки, бороздки, царапины или других геометрических модификаций 192 оптически подходящим материалом, таким как матричный полимер или материал адгезивного слоя 112. Такой материал может наноситься во время наслаивания композитного изделия 100. Нежелательных оптических эффектов также возможно избежать или смягчить получением геометрических модификаций 192 в виде неограниченно тонких надрезов (не показаны) или неограниченно тонких срезов (не показаны), расположенных по длине растянутой пленки 132 при любой глубине ослабленной части 172 на одной или обеих сторонах пленки 120. Предпочтительно, такие неограниченно тонкие надрезы или срезы могут локально ослабить растянутую пленку 132, не удаляя материал с растянутой пленки 132. Хотя ослабленные части 160 показаны как, в основном, параллельные направлению 134 растягивания, ослабленные части 160 могут быть получены на одной линии с поперечным направлением 136 или в любом другом направлении, как показано выше.

На фигуре 7 показан вид сверху части пленки 120, показывающий вариант геометрической модификации 192 пленки 120 для получения ослабленных частей 160. Ослабленные части 160 показаны как непрерывные царапины 196 на пленке 120 в форме линии 176. Ослабленные части могут пролегать продольно дорожке 162 вдоль пленки 120. Хотя ослабленные части 160 показаны как, в основном, параллельные направлению 134 растягивания, ослабленные части 160 могут быть ориентированы в любом направлении относительно направления 134 растягивания и не ограничены ориентацией в основном параллельной направлению 134 растягивания.

На фигуре 8 показан вариант пленки 120, где ослабленные части 160 могут быть получены в виде ряда отдельных или локализованных геометрических модификаций 192, расположенных по определенному шаблону в пленке 120. Например, ослабленные части 160 могут состоять из ряда выемок 198 или углублений, которые могут быть получены на одной или обеих противоположных поверхностях пленки 128. Такие выемки 198 могут давать локальное уменьшение 194 в площади поперечного сечения пленки 120. Хотя на фигуре 8 показан ряд выемок 198, образованных по существу прямой линии, выемки 198 могут быть расположены по любому шаблону, ориентации или конфигурации, без ограничений. Нежелательные оптические эффекты локализованных выемок 198 могут быть смягчены нанесением оптически подходящего материала на выемки 198, как указано выше.

На фигуре 9 показан вид сверху варианта пленки 120, имеющей ослабленные части 160, полученные по шаблону, такому как показан на фигуре 4 и описан выше. Однако неослабленные части 140 в варианте с фигуры 9 включают поперечные ослабленные участки 166, ориентированные в основном перпендикулярно к ослабленным частям 160. Каждый из поперечных ослабленных участков 166 может быть расположен по меньшей мере между двумя ослабленными частями 160 для определения множества неослабленных частей 140, каждая из которых имеет форму прямоугольника 178. Поперечные ослабленные участки 166 определяют длину неослабленной части 142. Продольные ослабленные участки 164 определяют ширину неослабленной части 144. Соединения продольных ослабленных частей 160 могут далее ослаблять пленку 120 и обеспечивать дополнительные возможность для контроля разрыва пленки 120.

На фигуре 10 показан вид сверху пленки 120, имеющей множество ослабленных частей 160, каждая из которых имеет форму извилистой дорожки 180. Каждая из извилистых дорожек 180 может включать продольные ослабленные участки 164, которые расположены под углом друг к другу, и которые связаны поперечными ослабленными участками 166 с получением ступенчатой формы 182. Продольные ослабленные участки 164 могут быть ориентированы в основном параллельно направлению 134 растягивания пленки 120. Ступенчатая форма 182, показанная на фигуре 10, дает неослабленные части 140, имеющие конфигурацию в виде ленты 152 с практически постоянными поперечными областями по направлению длины пленки 122. Ступенчатая форма 182, показанная на фигуре 10, дает относительно острые углы, которые могут повысить способность пленки 120 поглощать энергию удара, такого как удар снаряда или пули.

На фигуре 11 показан вид сверху другого варианта ступенчатой формы 182 ослабленных частей 160. Ступенчатая форма 182 может давать неослабленные части 140, имеющие конфигурацию ленты 152 с различной площадью поперечного сечения по направления длины пленки 122. В связи с этим различная площадь поперечного сечения может включать изменения в ширине неослабленной части 144 неослабленных частей 140. Ступеньки, показанные на фигуре 11, могут вызвать продольное перемещение (например, изменение формы) неослабленных частей 140 во время удара.

На фигурах 12-13 показаны виды сверху вариантов извилистой дорожки 180, где ослабленные части 160 выполнены в виде синусоиды 184. Синусоида 184 может снижать концентрации напряжения, которые в другом случае возникают в вариантах ступенчатой формы 182, показанных на фигурах 10 и 11. Вариант извилистой дорожки 180 по фигуре 12 имеет практически равные расстояния между ослабленными частями 160. Конфигурация в виде ленты 152 неослабленных частей 160 дает практически равную ширину неослабленной части 144. На фигуре 13 показан вариант извилистой дорожки 180, имеющей различные расстояния между ослабленными частями 160, которые могут изменять способность поглощать энергию пленки 120 по сравнению с вариантом по фигуре 12. В любом варианте извилистой дорожки 180, периодичность и амплитуда синусоиды 184 может быть изменена для достижения требуемого разрыва и/или требуемой способности абсорбировать энергию пленки 120.

На фигурах 14-15 показаны виды сверху вариантов извилистой дорожки 180, таких как на фигурах 12-13, соответственно, также включающих поперечные ослабленные участки 166, соединяющие синусоиды 184 ослабленных частей 160. Поперечные ослабленные участки 166 могут быть расположены в различных местах для достижения требуемой степени ослабления пленок 120. На фигуре 15, расстояние между парой поперечных ослабленных участков 166 могут определять длину неослабленных частей 142 ослабленной части 160. Понятно, что расположение, шаблон, ориентация и соединение ослабленных частей 160 с применением поперечных ослабленных участков 166 могут быть такими, чтобы достигнуть требуемой степени ослабления пленки 120.

На фигурах 16-17 представлены виды сверху варианта пленки 120, содержащие ослабленные части 160 расположенные в ряды «конец к концу» продольных ослабленных участков 164. Каждое расстояние между концами соседних продольных ослабленных участков 164 включает неослабленное соединение 146. На фигуре 16 показаны неослабленные соединения 146 расположенные в одну линию 148 друг с другом в пленке 120. На фигуре 17 показаны неослабленные соединения 146 в ступенчатом порядке 150. Неослабленные соединения 146 могут механически сочетать соседнюю пару неослабленных частей 140 пленки 120. В этом случае неослабленные соединения 146 могут ограничивать степень относительного движения связанных неослабленных частей 140, что является дополнительным средством контроля режима отказа и/или способности к поглощению энергии пленки 120. Неослабленные соединения 146 могут быть разделены любым желаемым интервалом или любым шаблоном интервалов для достижения требуемой реакции на отказ пленки 120 и/или желаемой реакции на отказ композитного изделия 100.

На фигуре 18 представлен вид в перспективе гофрированного композитного изделия 200. Гофрированное композитное изделие 200 включает множество гофрированных пленок 204, собранных в пакетированную конструкцию 130. Каждая гофрированная пленка 204 может иметь гофрированную конфигурацию в том смысле, что гофрированные пленки 204 могут давать синусоидальное поперечное сечение 206. Однако гофрированные пленки 204 могут быть представлены в таком поперечном сечении, как квадратное волнистое поперечное сечение, пилообразное поперечное сечение или поперечные сечение, отличные от синусоидального поперечного сечения 206.

На фигуре 19 представлено перспективное изображение гофрированного композитного изделия 200 с пространственным разделением деталей. Гофрированные пленки 204 собраны в пакетированную конструкцию 130. Одна или более из гофрированных пленок 204 могут включать адгезивный слой 112, расположенный между гофрированными пленками 204 для адгезивного связывания гофрированных пленок 204