Гибридная мультиаксиальная ткань

Гибридная мультиаксиальная ткань

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Ссылка на родственную заявку

Согласно настоящей заявке испрашивается приоритет в соответствии с предварительной заявкой на выдачу патента США №61/729,996, поданной 26 ноября 2012 года, которая ссылкой полностью включена в настоящий документ.

Область техники

Общие идеи настоящего изобретения в целом относятся к мультиаксиальным тканям и волокнистым полимерным многослойным материалам, а также к содержащим их цилиндрическим телам и/или телам с фланцами, которые предназначены для практических применений, связанных с болтовым соединением.

Уровень техники

Практические применения волокнистых полимерных многослойных материалов на тканевой основе, например, в болтовых соединениях между лопастью воздушной турбины и ступицей в системе воздушной турбины, как правило, характеризуются наличием структур, сформированных из указанных многослойных материалов, которые подвержены воздействию усилий, которые различаются по величине и направлению. Таким образом, существует необходимость в создании многослойных материалов, которые являются более эффективными и/или лучше сопротивляются таким усилиям, учитывая их различия по величине и направлению.

Сущность изобретения

Общие идеи настоящего изобретения относятся к мультиаксиальным тканям (включая гибридные мультиаксиальные ткани) и волокнистым полимерным многослойным материалам, содержащим указанные ткани. Общие идеи настоящего изобретения также охватывают тела (например, цилиндрические тела и/или тела с фланцами), которые содержат такие ткани и/или многослойные материалы. Указанным телам присущи улучшенные эксплуатационные характеристики и/или сниженная стоимость (например, для практических применений, связанных с соединением узлов или деталей) благодаря использованию улучшенных тканей и многослойных материалов.

Многослойный материал в соответствии с одним приведенным в качестве примера вариантом осуществления содержит по меньшей мере один армирующий слой. Армирующий слой содержит ткань, которая содержит множество армирующих волокон. Первая группа армирующих волокон характеризуется первой ориентацией внутри ткани; вторая группа армирующих волокон характеризуется второй ориентацией внутри ткани, причем вторая ориентация отличается от первой ориентации первым смещением; и третья группа армирующих волокон характеризуется третьей ориентацией внутри ткани, причем третья ориентация отличается от первой ориентации вторым смещением.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ткань является цельной тканью, содержащей армирующие волокна. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ткань является вязаным, тканым или безуточным изделием.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления указанная ткань сформирована из первой ткани и второй ткани; при этом первая ткань содержит первую группу армирующих волокон; и вторая ткань содержит вторую группу армирующих волокон и третью группу армирующих волокон. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ткань является вязаным, тканым или безуточным изделием; и вторая ткань является вязаным, тканым или безуточным изделием. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ткань и вторая ткань сшиты друг с другом. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ткань содержит первый армирующий слой многослойного материала, и вторая ткань содержит второй армирующий слой многослойного материала; и значение толщины первого армирующего слоя отличается от значения толщины второго армирующего слоя.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ткань сформирована из первой ткани, второй ткани и третьей ткани; при этом первая ткань содержит первую группу армирующих волокон; вторая ткань содержит вторую группу армирующих волокон; и третья ткань содержит третью группу армирующих волокон. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ткань является вязаным, тканым или безуточным изделием; вторая ткань является вязаным, тканым или безуточным изделием; и третья ткань является вязаным, тканым или безуточным изделием. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ткань, вторая ткань и третья ткань сшиты друг с другом. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ткань содержит первый армирующий слой многослойного материала; вторая ткань содержит второй армирующий слой многослойного материала; и третья ткань содержит третий армирующий слой многослойного материала; при этом значение толщины первого армирующего слоя отличается от значения толщины второго армирующего слоя; значение толщины первого армирующего слоя отличается от значения толщины третьего армирующего слоя; и значение толщины второго армирующего слоя по существу равно значению толщины третьего армирующего слоя.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно приблизительно х-10°; и второе смещение равно приблизительно x+10°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно приблизительно х-15°; и второе смещение равно приблизительно x+15°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно приблизительно х-20°; и второе смещение равно приблизительно х+20°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно приблизительно х-25°; и второе смещение равно приблизительно х+25°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно приблизительно х-30°; и второе смещение равно приблизительно х+30°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно приблизительно х-45°; и второе смещение равно приблизительно х+45°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно от х-10° до х-30°; и второе смещение равно от х+10° до х+30°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно от х-5° до х-45°; и второе смещение равно от х+5° до х+45°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равняется 0°. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равняется 90°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления абсолютное значение первого смещения отличается от абсолютного значения второго смещения.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления масса первой группы армирующих волокон составляет приблизительно 20% от массы всех армирующих волокон; и масса второй группы армирующих волокон и третьей группы армирующих волокон составляет приблизительно 80% от массы всех армирующих волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления масса первой группы армирующих волокон составляет приблизительно 50% от массы всех армирующих волокон; и масса второй группы армирующих волокон и третьей группы армирующих волокон составляет приблизительно 50% от массы всех армирующих волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления масса первой группы армирующих волокон составляет 10-50% от массы всех армирующих волокон; и масса второй группы армирующих волокон и третьей группы армирующих волокон составляет 50-90% от массы всех армирующих волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления армирующие волокна выбраны из группы, состоящей из полимерных волокон, углеродных волокон, арамидных волокон и стекловолокон. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления армирующие волокна представляют собой стекловолокна, выбранные из группы, состоящей из стекловолокон типа А, стекловолокон типа С, стекловолокон типа G, стекловолокон типа Е, стекловолокон типа S, стекловолокон типа Н и стекловолокон типа E-CR.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая группа армирующих волокон содержит множество первых волокон и множество вторых волокон, при этом значение модуля упругости первых волокон отличается от значения модуля упругости вторых волокон. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первые волокна являются стекловолокнами типа Н, а вторые волокна являются стекловолокнами типа E-CR.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая группа армирующих волокон содержит множество первых волокон и множество вторых волокон, при этом значение прочности на разрыв первых волокон отличается от значения прочности на разрыв вторых волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая группа армирующих волокон содержит множество первых волокон и множество вторых волокон, при этом значение модуля упругости первых волокон превышает значение модуля упругости вторых волокон. Масса первых волокон составляет 10-40% от массы первой группы армирующих волокон, а масса вторых волокон составляет 60-90% от массы первой группы армирующих волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая группа армирующих волокон содержит множество первых волокон и множество вторых волокон, при этом значение модуля упругости первых волокон превышает значение модуля упругости вторых волокон. Масса первых волокон составляет 20-30% от массы первой группы армирующих волокон, а масса вторых волокон составляет 70-80% от массы первой группы армирующих волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая группа армирующих волокон содержит множество первых волокон и множество вторых волокон, при этом значение прочности на разрыв первых волокон превышает значение прочности на разрыв вторых волокон. Масса первых волокон составляет 10-40% от массы первой группы армирующих волокон, а масса вторых волокон составляет 60-90% от массы первой группы армирующих волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая группа армирующих волокон содержит множество первых волокон и множество вторых волокон, при этом значение прочности на разрыв первых волокон превышает значение прочности на разрыв вторых волокон. Масса первых волокон составляет 20-30% от массы первой группы армирующих волокон, а масса вторых волокон составляет 70-80% от массы первой группы армирующих волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая группа армирующих волокон содержит первый тип волокна; вторая группа армирующих волокон содержит второй тип волокна; и первый тип волокна отличается от второго типа волокна.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая группа армирующих волокон состоит из первого тип волокна; вторая группа армирующих волокон состоит из второго типа волокна; и первый тип волокна отличается от второго типа волокна.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая группа армирующих волокон содержит первый тип волокна; третья группа армирующих волокон содержит второй тип волокна; и первый тип волокна отличается от второго типа волокна.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая группа армирующих волокон состоит из первого тип волокна; третья группа армирующих волокон состоит из второго типа волокна; и первый тип волокна отличается от второго типа волокна.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления вторая группа армирующих волокон содержит первый тип волокна; третья группа армирующих волокон содержит второй тип волокна; и первый тип волокна отличается от второго типа волокна.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления вторая группа армирующих волокон состоит из первого тип волокна; третья группа армирующих волокон состоит из второго типа волокна; и первый тип волокна отличается от второго типа волокна.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления многослойным материал содержит множество армирующих слоев. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления многослойный материал характеризуется наличием приблизительно 100 слоев.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления многослойный материал содержит множество слоев, включая первый слой и второй слой, при этом толщина первого слоя отличается от толщины второго слоя.

Многослойный материал в соответствии с одним представленным в качестве примера вариантом осуществления содержит: первый слой, содержащий первую ткань; второй слой, содержащий вторую ткань; и третий слой, содержащий третью ткань; при этом первые волокна в первом слое по существу параллельны друг другу и оси а; вторые волокна, входящие в состав второго слоя, по существу параллельны друг другу и оси b; третьи волокна, входящие в состав третьего слоя, по существу параллельны друг другу и оси с; ось b смещена от оси а так, что ось b пересекает ось а; ось с смещена от оси а так, что ось с пересекает ось а; вторые волокна симметричны третьим волокнам относительно оси а; первые волокна содержат четвертые волокна и пятые волокна; и значение модуля упругости четвертых волокон отличается от значения модуля упругости пятых волокон. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ткань, вторая ткань и третья ткань сшиты друг с другом.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ткань, вторая ткань и третья ткань являются цельными триаксиальными тканями.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ткань является однонаправленной тканью; и вторая ткань и третья ткань являются цельными биаксиальными тканями. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления однонаправленная ткань и биаксиальная ткань сшиты друг с другом.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ось b смещена от оси а приблизительно на -10°; и ось с смещена от оси а приблизительно на +10°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ось b смещена от оси а приблизительно на -15°; и ось с смещена от оси а приблизительно на +15°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ось b смещена от оси а приблизительно на -20°; и ось с смещена от оси а приблизительно на +20°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ось b смещена от оси а приблизительно на -25°; и ось с смещена от оси а приблизительно на +25°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ось b смещена от оси а приблизительно на -30°; и ось с смещена от оси а приблизительно на +30°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ось b смещена от оси а приблизительно на -45°; и ось с смещена от оси а приблизительно на +45°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ось b смещена от оси а на от -10° до -30°; и ось с смещена от оси а на от +10° до +30°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ось b смещена от оси а на от -5° до -45°; и ось с смещена от оси а на от +5° до +45°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ось а соответствует направлению основы первой ткани. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ось а соответствует направлению утка первой ткани.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первые волокна выбраны из группы, состоящей из полимерных волокон, углеродных волокон, арамидных волокон и стекловолокон. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления вторые волокна выбраны из группы, состоящей из полимерных волокон, углеродных волокон, арамидных волокон и стекловолокон. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления третьи волокна выбраны из группы, состоящей из полимерных волокон, углеродных волокон, арамидных волокон и стекловолокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первые волокна представляют собой стекловолокна, выбранные из группы, состоящей из стекловолокон типа А, стекловолокон типа С, стекловолокон типа G, стекловолокон типа Е, стекловолокон типа S, стекловолокон типа Н и стекловолокон типа E-CR. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления вторые волокна представляют собой стекловолокна, выбранные из группы, состоящей из стекловолокон типа А, стекловолокон типа С, стекловолокон типа G, стекловолокон типа Е, стекловолокон типа S, стекловолокон типа Н и стекловолокон типа E-CR. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления третьи волокна представляют собой стекловолокна, выбранные из группы, состоящей из стекловолокон типа А, стекловолокон типа С, стекловолокон типа G, стекловолокон типа Е, стекловолокон типа S, стекловолокон типа Н и стекловолокон типа E-CR.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления четвертые волокна являются стекловолокнами типа Н, а пятые волокна являются стекловолокнами типа E-CR.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления значение модуля упругости четвертых волокон превышает значение модуля упругости пятых волокон; при этом масса четвертых волокон составляет 10-40% от массы первых волокон в первой ткани, а масса пятых волокон составляет 60-90% от массы первых волокон в первой ткани.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления значение модуля упругости четвертых волокон превышает значение модуля упругости пятых волокон; при этом масса четвертых волокон составляет 20-30% от массы первых волокон в первой ткани, а масса пятых волокон составляет 70-80% от массы первых волокон в первой ткани.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ткань является вязаным, тканым или безуточным изделием. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления вторая ткань является вязаным, тканым или безуточным изделием. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления третья ткань является вязаным, тканым или безуточным изделием.

Гибридная мультиаксиальная ткань в соответствии с одним представленным в качестве примера вариантом осуществления содержит: множество армирующих волокон, в которое входят множество первых волокон, множество вторых волокон и множество третьих волокон; при этом первые волокна характеризуются первой ориентацией внутри ткани; вторые волокна характеризуются второй ориентацией внутри ткани, причем вторая ориентация отличается от первой ориентации первым смещением; третьи волокна характеризуются третьей ориентацией внутри ткани, причем третья ориентация отличается от первой ориентации вторым смещением; первые волокна содержат множество четвертых волокон и множество пятых волокон; и значение модуля упругости четвертых волокон отличается от значения модуля упругости пятых волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления гибридная мультиаксиальная ткань является цельной тканью, содержащей армирующие волокна.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления гибридная мультиаксиальная ткань сформирована из первой ткани и второй ткани; при этом первая ткань содержит первые волокна; и вторая ткань содержит вторые волокна и третьи волокна. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ткань и вторая ткань сшиты друг с другом.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления гибридная мультиаксиальная ткань сформирована из первой ткани, второй ткани и третьей ткани; при этом первая ткань содержит первые волокна; вторая ткань содержит вторые волокна; и третья ткань содержит третьи волокна. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ткань, вторая ткань и третья ткань сшиты друг с другом.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно приблизительно х-10°; и второе смещение равно приблизительно х+10°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно приблизительно х-15°; и второе смещение равно приблизительно х+15°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно приблизительно х-20°; и второе смещение равно приблизительно х+20°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно приблизительно х-25°; и второе смещение равно приблизительно х+25°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно приблизительно х-30°; и второе смещение равно приблизительно х+30°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно приблизительно х-45°; и второе смещение равно приблизительно х+45°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно от х-10° до х-30°; и второе смещение равно от х+10° до х+30°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равна х; первое смещение равно от х-5° до х-45°; и второе смещение равно от х+5° до х+45°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равняется 0°. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления первая ориентация равняется 90°.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления абсолютное значение первого смещения отличается от абсолютного значения второго смещения.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления масса первых волокон составляет приблизительно 20% от массы всех армирующих волокон в ткани; и масса вторых волокон и третьих волокон составляет приблизительно 80% от массы всех армирующих волокон в ткани.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления масса первых волокон составляет приблизительно 50% от массы всех армирующих волокон в ткани; и масса вторых волокон и третьих волокон составляет приблизительно 50% от массы всех армирующих волокон в ткани.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления масса первых волокон составляет 10-50% от массы всех армирующих волокон в ткани; и масса вторых волокон и третьих волокон составляет 50-90% от массы всех армирующих волокон в ткани.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления армирующие волокна выбраны из группы, состоящей из полимерных волокон, углеродных волокон, арамидных волокон и стекловолокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления армирующие волокна представляют собой стекловолокна, выбранные из группы, состоящей из стекловолокон типа А, стекловолокон типа С, стекловолокон типа G, стекловолокон типа Е, стекловолокон типа S, стекловолокон типа Н и стекловолокон типа E-CR.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления четвертые волокна являются стекловолокнами типа Н, а пятые волокна являются стекловолокнами типа E-CR.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления значение прочности на разрыв четвертых волокон отличается от значения прочности на разрыв пятых волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления значение модуля упругости четвертых волокон превышает значение модуля упругости пятых волокон; при этом масса четвертых волокон составляет 10-40% от массы первых волокон, а масса пятых волокон составляет 60-90% от массы первых волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления значение модуля упругости четвертых волокон превышает значение модуля упругости пятых волокон; при этом масса четвертых волокон составляет 20-30% от массы первых волокон, а масса пятых волокон составляет 70-80% от массы первых волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления значение прочности на разрыв четвертых волокон превышает значение прочности на разрыв пятых волокон; при этом масса четвертых волокон составляет 10-40% от массы первых волокон, а масса пятых волокон составляет 60-90% от массы первых волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления значение прочности на разрыв четвертых волокон превышает значение прочности на разрыв пятых волокон; при этом масса четвертых волокон составляет 20-30% от массы первых волокон, а масса пятых волокон составляет 70-80% от массы первых волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления тип первых волокон отличается от типа вторых волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления тип первых волокон отличается от типа третьих волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления тип вторых волокон отличается от типа третьих волокон.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления ткань является вязаным, тканым или безуточным изделием.

В соответствии с одним представленным в качестве примера вариантом осуществления тело для присоединения к структуре содержит одно из мультиаксиальной ткани; мультиаксиального многослойного материала; гибридной ткани; гибридного многослойного материала; гибридной мультиаксиальной ткани; и гибридного мультиаксиального многослойного материала.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления тело содержит цилиндрическую часть.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления тело является сферическим, коническим или эллиптическим.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления тело содержит установочный фланец.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления тело прикреплено к структуре при помощи нескольких болтов. Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления болты представляют собой болты с Т-образной головкой.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления тело представляет собой лопасть воздушной турбины.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления тело представляет собой корневую часть лопасти воздушной турбины.

Согласно одному представленному в качестве примера варианту осуществления армирующая ткань и/или многослойный материал расположены в теле таким образом, что направление первых волокон совпадает с основным направлением напряжения в теле.

Многочисленные другие аспекты, преимущества и/или признаки общих идей настоящего изобретения станут более очевидными из последующего подробного описания представленных в качестве примера вариантов осуществления, формулы изобретения и прилагаемых фигур, а также связанных с ними предоставляемых документов.

Краткое описание чертежей

Далее приведено более подробное описание общих идей, вариантов осуществления и преимуществ настоящего изобретения, при этом следует отметить, что описание представлено лишь в качестве примера и выполнено со ссылками на фигуры, где:

на фиг. 1А представлена схема, иллюстрирующая ориентации армирующих волокон внутри многослойного материала относительно направления основы;

на фиг. 1В представлена схема, иллюстрирующая ориентации армирующих волокон внутри многослойного материала относительно направления утка;

на фиг. 2 представлена схема, иллюстрирующая триаксиальную ткань, содержащую армирующие волокна, которые характеризуются тремя различными ориентациями, для применения в многослойном материале;

на фиг. 3 представлена диаграмма, иллюстрирующая биаксиальную ткань, содержащую армирующие волокна, которые характеризуются двумя различными ориентациями, и однонаправленную ткань, содержащую армирующие волокна, которые характеризуются одной ориентацией, при этом указанная биаксиальная ткань объединена с указанной однонаправленной тканью для применения в многослойном материале;

на фиг. 4 представлена диаграмма, иллюстрирующая три однонаправленные ткани, причем каждая из однонаправленных тканей содержит армирующие волокна, которые характеризуются одинаковой ориентацией, при этом указанные однонаправленные ткани при применении в многослойном материале объединены таким образом, что армирующие волокна каждой однонаправленной ткани характеризуются ориентацией, которая отличается от ориентации армирующих волокон других однонаправленных тканей;

на фиг. 5 представлена схема, иллюстрирующая армирующую ткань для многослойного материала, причем армирующая ткань содержит по меньшей мере одну группу армирующих волокон, которые характеризуются одинаковой ориентацией, при этом указанная группа армирующих волокон содержит два различных типа армирующих волокон;

на фиг. 6 представлена схема, иллюстрирующая армирующую ткань для многослойного материала, при этом армирующая ткань содержит по меньшей мере три группы армирующих волокон, причем каждая группа армирующих волокон характеризуются ориентацией внутри ткани, которая отличается от ориентации других групп армирующих волокон, и по меньшей мере одна из групп армирующих волокон содержит два различных типа армирующих волокон.

Подробное описание изобретения

Хотя общие идеи изобретения могут быть осуществлены в множестве различных форм, конкретные варианты осуществления идей изобретения изображены на фигурах и будут более подробно описаны в настоящем документе, при этом следует понимать, что настоящее раскрытие следует рассматривать в качестве иллюстрации принципов общих идей изобретения. Соответственно, предполагается, что общие идеи настоящего изобретения не ограничены конкретными вариантами осуществления, проиллюстрированными в настоящем документе.

Если не будет указано иное, то все технические и научные термины, используемые в настоящем документе, имеют общепринятое значение для среднего специалиста в области техники, к которой относятся представленные в качестве примера варианты осуществления. В настоящем документе предполагается, что формы единственного числа включают также и формы множественного числа, если иное явным образом следует из контекста.

Авторы настоящего изобретения обнаружили что, применение тканей и многослойных материалов, содержащих армирующие волокна, которые характеризуются многочисленными ориентациями с относительно небольшими смещениями, обеспечивает улучшенные рабочие характеристики (например, улучшенную прочность) и/или экономию средств по сравнению со стандартными тканями и многослойными материалами. Соответственно, общие идеи настоящего изобретения охватывают такие мультиаксиальные ткани, многослойные материалы и т.п. Общие идеи настоящего изобретения также охватывают структуры (например, цилиндрические тела и/или тела с фланцами), которые содержат такие ткани и/или многослойные материалы. Указанные структуры могут быть использованы, например, в практических применениях, связанных с соединением узлов или деталей. Практические применения, связанные с соединением узлов или деталей, включают соединение, связывание или иное сопряжение одной или нескольких структур с одной или несколькими другими структурами при помощи соединительных средств. Практические применения, связанные с болтовым соединением, являются широко известным типом практических применений, связанных с соединением узлов или деталей, при этом в качестве соединительных средств применяют болты (например, болты с Т-образной головкой), шпильки или т.п. Примером такого практического применения, связанного с болтовым соединением, является крепление лопасти воздушной турбины к ее ступице.

В контексте настоящего документа под термином «ткань» следует понимать любое тканое, вязаное, безуточное или аналогичным образом изготовленное волокнистое изделие. Описанные в настоящем документе ткани содержат один или несколько пластов, выполненных из любого тканого, вязаного, безуточного или аналогичным образом изготовленного волокнистого материала. Пласты тканей могут быть прикреплены друг к другу при помощи любой из технологий, известных из уровня техники, например, при помощи сшивания. В контексте настоящего документа под термином «многослойный материал» следует понимать лист материала, изготовленный посредством связывания или соединения другим способом двух или более листов или слоев друг с другом, или т.п.

Как изображено на фиг. 1А, в соответствии с одним представленным в качестве примера вариантом осуществления армирующая ткань 100 (или многослойный материал, содержащий указанную ткань) содержит первые армирующие волокна, которые характеризуются первой ориентацией 102, которая соответствует направлению основы (т.е. ориентации 0°) армирующей ткани 100. Армирующая ткань 100 также содержит вторые армирующие волокна, которые характеризуются второй ориентацией 104, и третьи армирующие волокна, которые характеризуются третьей ориентацией 106. Вторая ориентация 104 отличается от первой ориентации 102 первым смещением 108. Аналогично, третья ориентация 106 отличается от первой ориентации 102 вторым смещением 110.

Как изображено на фиг. 1В, в соответствии с одним представленным в качестве примера вариантом осуществления армирующая ткань 150 (или многослойный материал, содержащий указанную ткань) содержит первые армирующие волокна, которые характеризуются первой ориентацией 152, которая соответствует направлению утка (т.е. ориентации 90°) армирующей ткани 150. Армирующая ткань 150 также содержит вторые армирующие волокна, которые характеризуются второй ориентацией 154, и третьи армирующие волокна, которые характеризуются третьей ориентацией 156. Вторая ориентация 154 отличается от первой ориентации 152 первым смещением 158. Аналогично, третья ориентация 156 отличается от первой ориентации 152 вторым смещением 160.

Более конкретно, общие идеи настоящего изобретения охватывают ткани (например, ткани 100 и 150), которые характеризуются наличием множества групп армирующих волокон, которые характеризуются различными ориентациями с небольшим смещением относительно друг друга. Согласно некоторым представленным в качестве примера вариантам осуществления ткань содержит три группы армирующих волокон, при этом каждая группа армирующих волокон характеризуется различной ориентацией.

В этом случае группа первых армирующих волокон характеризуется ориентацией х; группа вторых армирующих волокон характеризуется ориентацией y; и группа третьих армирующих волокон характеризуется ориентацией z. Вторые армирующие волокна характеризуются ориентацией х-y, а третьи армирующие волокна характеризуются ориентацией x+z.