FR2972387A1

FR2972387A1 - Procede de realisation d'une preforme comportant au moins deux troncons presentant des epaisseurs differentes.

Info

Publication number: FR2972387A1
Application number: FR1151941A
Authority: FR
Inventors: Olivier Boy; Vincent Banasiak
Original assignee: Latecoere SA
Current assignee: Latecoere SA
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2011-03-09
Publication date: 2012-09-14
Anticipated expiration: 2031-03-09
Also published as: WO2012119762A1; FR2972387B1

Abstract

L'invention concerne un procédé de réalisation d'une préforme formée de couches de renfort à structure fibreuse et comportant au moins une portion de paroi (5, T ) formée de deux tronçons présentant des épaisseurs différentes consistant en un tronçon (T ), dit premier tronçon, d'épaisseur supérieure, constitué d'un empilage de m couches et en un tronçon (T ), dit deuxième tronçon, d'épaisseur inférieure, constitué d'une empilage de n couches avec n < m. Selon l'invention ce procédé consiste à réaliser le deuxième tronçon (T ) en interrompant (m - n) couches du premier tronçon (T ) le long d'une ligne de séparation des dits premier et deuxième tronçons, et à coudre les m couches du premier tronçon (T ) par au moins une ligne de couture (I1-I3) formée le long de la ligne de séparation du dit premier tronçon et du deuxième tronçon (T )..

Description

Procédé de réalisation d'une préforme comportant au moins deux tronçons présentant des épaisseurs différentes. L'invention concerne un procédé de réalisation d'une préforme formée de couches de renfort à structure fibreuse et comportant au moins une portion de paroi formée de deux tronçons présentant des épaisseurs différentes. s Les matériaux composites composés, à titre principal, de préformes formées par des empilages de couches de renfort à structure fibreuse, et d'une matrice consistant généralement en une matière plastique (résine thermoplastique ou thermodurcissable) assurant la cohésion de la structure, sont d'un emploi de plus en plus fréquent dans de nombreuses io industries et notamment dans l'industrie aéronautique et spatiale. Certaines de ces pièces en matériaux composites nécessitent de réaliser des préformes comportant au moins une portion de paroi formée de deux tronçons présentant des épaisseurs différentes. A cet effet, ces préformes sont formées d'un empilage de couches de renfort à ls structure fibreuse et les deux tronçons d'épaisseurs différentes sont reliés par un tronçon intermédiaire d'épaisseur décroissante obtenue en diminuant progressivement le nombre de couches constituant le dit tronçon intermédiaire. Cette solution consiste donc à réaliser un tronçon intermédiaire dont la fonction consiste à assurer la transmission des efforts 20 sollicitant le tronçon de section supérieure vers le tronçon de section inférieure. Une telle transmission d'effort impose de limiter la pente des tronçons intermédiaires et la règle actuellement en vigueur impose de limiter cette pente à une valeur d'environ 10 %. Une telle règle s'avère toutefois astreignante car elle 25 conduit par exemple à : - limiter, pour un encombrement en longueur fixé et donc une valeur de pente fixée, le rapport maximal des sections supérieure et inférieure, - réaliser des tronçons intermédiaires de grande longueur 30 et donc d'un poids conséquent lorsque le rapport entre sections supérieure et inférieure est important. La présente invention vise à pallier ces inconvénients et a pour objectif principal de fournir un procédé de réalisation d'une préforme comportant deux tronçons présentant des épaisseurs différentes, permettant de réaliser les dits tronçons dans la continuité l'un de l'autre, sans requérir de tronçon intermédiaire d'épaisseur décroissante. A cet effet, l'invention vise un procédé de réalisation d'une s préforme formée d'un empilage de couches de renfort à structure fibreuse et comportant au moins une portion de paroi formée de deux tronçons présentant des épaisseurs différentes consistant en un tronçon, dit premier tronçon, d'épaisseur supérieure, constitué d'un empilage de m couches et en un tronçon, dit deuxième tronçon, d'épaisseur inférieure, constitué d'une empilage io de n couches avec n < m, le dit procédé consistant, selon l'invention : - à réaliser le deuxième tronçon en interrompant (m - n) couches du premier tronçon le long d'une ligne de séparation des dits premier et deuxième tronçons, - et à coudre les m couches du premier tronçon par au ls moins une ligne de couture formée le long de la ligne de séparation du dit premier tronçon et du deuxième tronçon. (II est à noter que, selon l'invention, on entend signifier par « lignes de couture » des lignes d'assemblage réalisées par couture proprement dite ou par piquage). 20 Selon ce procédé, la faiblesse structurelle de la préforme résultant de la différence d'épaisseur entre deux tronçons contigus est donc compensée par la présence de lignes de couture positionnées de façon à garantir contre tout risque de délaminage des m couches du tronçon d'épaisseur supérieure. 25 A cet effet, on réalise, en outre, avantageusement, selon l'invention, les lignes de couture au moyen de fils présentant une haute résistance à la traction, tels que des fils en « Kevlar ® » ou des fils en carbone. Un tel procédé de mise en oeuvre aisée et rapide permet donc de réaliser des changements brusques d'épaisseurs sans risque de 30 fragilisation des préformes, et conduit donc à supprimer les tronçons intermédiaires requis actuellement. Ce procédé s'applique, en outre, non seulement à la réalisation de préformes formées d'un empilage de couches d'un seul tenant, mais également, à la réalisation de préformes composées de l'assemblage de 35 préformes élémentaires, et à cet effet selon l'invention, les dites préformes élémentaires présentent, avantageusement, pour chaque tronçon d'épaisseur supérieure, des faces de recouvrement complémentaires de formes adaptées pour être superposées et assemblées par couture. Une des applications consiste à renforcer localement la s structure d'une préforme au moyen d'une préforme élémentaire assemblée par couture selon l'invention. Une autre application consiste dans la réalisation d'une préforme à structure fibreuse composée d'une peau à structure fibreuse sur laquelle sont solidarisés des profilés à structure fibreuse comportant chacun une âme prolongée d'une semelle, disposés de façon à former des noeuds structurels constitués de profilés, dits longerons, d'un seul tenant, de part et d'autre desquels s'étendent des profilés, dits traverses. Dans le cadre de cette application, le procédé selon l'invention consiste à recouvrir la semelle des profilés d'une bande à structure fibreuse, dite talon, de largeur conjuguée de la dite semelle, le talon positionné sur les traverses : - formant une bande continue s'étendant sur les semelles des dites traverses et recouvrant transversalement le talon des longerons au niveau de chaque jonction traverses/longeron, - étant assemblé aux semelles des traverses par des lignes de couture réalisées, pour chaque jonction traverses/longeron, de part et d'autre du dit longeron. io D'autres caractéristiques buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés qui en représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation préférentiel. Sur ces dessins : - la figure 1 a est une vue en perspective partielle d'une ls préforme notamment réalisée par la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, - et la figure 1 b est une vue de détail à échelle agrandie de cette préforme représentée partiellement en coupe. La préforme représentée à la figure 1 a à titre d'exemple 20 d'application du procédé selon l'invention, consiste en une préforme souple à structure fibreuse destinée à la réalisation d'une porte d'aéronef du type décrit notamment dans le brevet FR 2 928 620.

Cette préforme comporte une peau P sur laquelle sont solidarisés, par exemple par couture, des profilés à structure fibreuse disposés de façon à former un maillage constitué de profilés L, dits longerons, d'un seul tenant, entre lesquels s'étendent des tronçons de profilés T, dits traverses. s En premier lieu, chaque longeron L consiste en un profilé présentant la forme d'un I constitué par assemblage de deux profilés L1, L2 présentant la forme d'un [ comportant une âme 1 prolongée de deux ailes 2, 3 formant, après assemblage, les semelles supérieure et inférieure du dit longeron. De plus, tel que représenté aux figures, l'assemblage des deux io profilés L1, L2 est réalisé au moyen de lignes de couture telles que 14 s'étendant le long du contour externe de l'âme 1. De plus, la semelle supérieure 2 de chaque longeron L est recouverte d'un talon TL consistant en une bande à structure fibreuse de largeur conjuguée de la dite semelle supérieure, de façon à former avec cette dernière ls une semelle globale d'épaisseur SL. De même, chaque traverse T consiste en un profilé présentant la forme d'un I constitué par assemblage de deux profilés T1, T2 présentant la forme d'un [ comportant une âme 4 prolongée de deux ailes 5, 6 formant, après assemblage, les semelles supérieure et inférieure de la dite 20 traverse. De plus, l'âme 4 de chaque profilé T1, T2 constitutif d'une traverse T est prolongée, par rapport à chaque aile 5, 6, d'un tronçon 4a lui-même prolongé d'une aile 7 de solidarisation de chaque traverse T sur l'âme d'un longeron L, dans une position où la semelle inférieure 6 des traverses T 25 aboute la semelle inférieure 3 des longerons L. L'âme 4 de chaque traverse T présente, en outre, une hauteur supérieure à celle de l'âme 1 des longerons L, adaptée pour que les ailes supérieures 5 des dites traverses soient décalées, par rapport aux ailes supérieures 2 des longerons L, d'une hauteur égale à l'épaisseur du talon TL 30 La semelle supérieure 5 des traverses T est, en outre, également recouverte d'un talon TT : - formant une bande continue s'étendant, d'une part, sur la dite semelle supérieure de façon à former avec cette dernière une semelle globale d'épaisseur ST, et d'autre part, transversalement sur le talon TL des longerons L au niveau de chaque jonction traverses T/longeron L, 2972387 s - assemblé aux semelles 5 des traverses T par des lignes de couture, en l'exemple au nombre de trois 11-13, réalisées, pour chaque jonction traverses T/longeron L, de part et d'autre du longeron L. Une telle préforme comporte donc des noeuds structurels s composés de l'assemblage de deux traverses T et d'un longeron L, dont la semelle supérieure des traverses T consiste en une préforme, constituée de la superposition des ailes supérieures 5 des profilés T1 et T2 et du talon TR - présentant des tronçons longitudinaux TRI, TR2 d'épaisseurs différentes, lo - dont les couches des tronçons TRI d'épaisseur supérieure sont cousues par des lignes de couture 11-13 formées le long de la ligne de séparation entre les dits tronçons et le tronçon TR2 d'épaisseur inférieure. De plus, la réalisation de chacun de ces noeuds structurels ls est conçue pour faciliter le moulage ultérieur de la préforme grâce à la réalisation de traverses T présentant une âme 4 de hauteur supérieure à celle de l'âme 1 des longerons L, adaptée pour que la face supérieure des ailes supérieures 5 des traverses T soient coplanaires avec la face supérieure des talons TL des longerons, et forment ainsi une face plane sur laquelle s'étend le 20 talon TT des dites traverses.

Claims

REVENDICATIONS1/ Procédé de réalisation d'une préforme formée de couches de renfort à structure fibreuse et comportant au moins une portion de paroi (5, TT) formée de deux tronçons présentant des épaisseurs différentes consistant en un tronçon (TRI), dit premier tronçon, d'épaisseur supérieure, s constitué d'un empilage de m couches et en un tronçon (TR2), dit deuxième tronçon, d'épaisseur inférieure, constitué d'une empilage de n couches avec n < m, caractérisé en ce qu'il consiste : - à réaliser le deuxième tronçon (TR2) en interrompant (m - n) couches du premier tronçon (TRI) le long d'une ligne de séparation des dits io premier et deuxième tronçons, - et à coudre les m couches du premier tronçon (TRI) par au moins une ligne de couture (11-13) formée le long de la ligne de séparation du dit premier tronçon et du deuxième tronçon (TR2). 2/ Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ls l'on réalise la préforme par assemblage de préformes élémentaires (5, TT) présentant, pour chaque tronçon d'épaisseur supérieure (TRI), des faces de recouvrement complémentaires de formes adaptées pour être superposées et assemblées par couture. 3/ Procédé selon la revendication 2 de réalisation d'une préforme à structure fibreuse composée d'une peau (P) à structure fibreuse sur laquelle sont solidarisés des profilés (L, T) à structure fibreuse comportant chacun une âme (1, 4) prolongée d'une semelle (2, 5), disposés de façon à former de noeuds structurels constitués de profilés, dits longerons (L), d'un seul tenant, de part et d'autre desquels s'étendent des profilés, dits traverses (T), caractérisé en ce qu'il consiste à recouvrir la semelle ((2, 5) des profilés (L, T) d'une bande (TL, TT) à structure fibreuse, dite talon, de largeur conjuguée de la dite semelle, le talon (TT) positionné sur les traverses (T) : - formant une bande continue s'étendant sur les semelles (5) des dites traverses et recouvrant transversalement le talon (TL) des longerons (L) au niveau de chaque jonction traverses (T)/longeron (L), - étant assemblé aux semelles (5) des traverses (T) par 20 des lignes de couture (11-13) réalisées, pour chaque jonction traverses (T)/longeron (L), de part et d'autre du dit longeron.4/ Procédé de réalisation d'une préforme selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on réalise les lignes de couture (/1-/3) au moyen de fils présentant une haute résistance à la traction, tels que des fils en « Kevlar 0 » ou des fils en carbone.