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FR3024072A1 - Procede de renforcement d'une piece en materiau composite stratifiee comprenant au moins un trou traversant, piece en materiau composite stratifiee renforcee - Google Patents

Procede de renforcement d'une piece en materiau composite stratifiee comprenant au moins un trou traversant, piece en materiau composite stratifiee renforcee Download PDF

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FR3024072A1
FR3024072A1 FR1457101A FR1457101A FR3024072A1 FR 3024072 A1 FR3024072 A1 FR 3024072A1 FR 1457101 A FR1457101 A FR 1457101A FR 1457101 A FR1457101 A FR 1457101A FR 3024072 A1 FR3024072 A1 FR 3024072A1
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notches
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Victor Achard
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Abstract

L'invention a pour objet un procédé de renforcement d'une pièce en matériau composite comprenant un empilage de plis de fibres et au moins un trou (28) avec un axe, ledit trou (28) traversant lesdits plis et débouchant au niveau d'une première face et d'une seconde face de la pièce, caractérisé en ce que le procédé comprend au moins une étape de réalisation d'au moins une encoche (36) dans au moins un pli de la pièce à proximité du trou (28) ou qui débouche dans le trou (28).

Description

1 PROCEDE DE RENFORCEMENT D'UNE PIECE EN MATERIAU COMPOSITE STRATIFIEE COMPRENANT AU MOINS UN TROU TRAVERSANT, PIECE EN MATERIAU COMPOSITE STRATIFIEE RENFORCEE La présente invention se rapporte à un procédé de renforcement d'une pièce en matériau composite stratifiée comprenant au moins un trou traversant ainsi qu'à une pièce en matériau composite stratifiée renforcée. Les matériaux composites stratifiés sont largement utilisés dans le domaine aéronautique en raison notamment de leurs résistances mécaniques et de leurs modules d'élasticité spécifiques élevés. Une pièce en matériau composite stratifiée comprend un empilage de plis de fibres qui sont noyés dans une matrice de résine. Dans la majorité des cas, comme illustré sur les figures 1 et 2, une pièce en matériau composite stratifiée 10 est reliée à d'autres pièces 12 par l'intermédiaire d'au moins une fixation 14, comme par exemple un boulon ou un rivet, et comprend au moins un trou traversant 16 pour loger en partie la fixation 14. Cette dernière permet d'assurer non seulement la liaison entre les pièces 10 et 12 mais également la transmission des efforts entre elles. En fonction des efforts transmis, un flux de contraintes plus ou moins important transite en bordure de trou. Les zones de concentrations de contraintes, comme un trou par exemple, sont des zones sensibles pour les pièces en matériau composite car les concentrations de contraintes sont des zones propices à l'apparition d'endommagements prématurés du matériau composite. Ainsi, une ou plusieurs fissurations 18, des décohésions fibres/matrice, des délaminages peuvent apparaitre à partir du trou. Dans le cas d'un matériau composite, l'usinage d'un trou conduit à couper les fibres ce qui nécessairement altère les caractéristiques mécaniques de la pièce mais également à générer des défauts tels que des microfissurations au niveau de la paroi du trou par exemple.
3024072 2 Dans le cas d'un matériau composite, en l'absence de déformations plastiques importantes, la contrainte en pointe d'un défaut (comme une microfissuration) croît de manière très importante jusqu'à la rupture du composite. Pour améliorer les performances mécaniques d'une pièce en matériau composite, une 5 solution consiste à augmenter l'épaisseur de la pièce au niveau des trous de manière à accroitre la section travaillante. Toutefois, cette solution conduit à accroitre la masse de la pièce et donc la masse totale de l'avion. De plus, cette augmentation de l'épaisseur de la pièce de manière locale autour des trous peut complexifier la mise en forme de la pièce et donc à augmenter son coût.
10 Une autre solution consiste à disposer un insert en forme de tube dans le trou pour améliorer la transmission des flux de contraintes. Cependant, cette solution conduit à complexifier le procédé de fabrication et donc à augmenter le coût de la pièce. D'autres solutions ayant pour objectif d'améliorer la qualité du perçage ont étaient développées afin de réduire les risques d'amorce de rupture. Même si ces solutions 15 permettent d'améliorer les caractéristiques de la pièce en matériau composite, elles conduisent à augmenter le coût de la pièce. Aussi, la présente invention vise à remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un procédé visant à renforcer une pièce en matériau composite stratifiée autour d'un trou.
20 A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de renforcement d'une pièce en matériau composite comprenant un empilage de plis de fibres et au moins un trou traversant lesdits plis et débouchant au niveau d'une première face et d'une seconde face de ladite pièce, caractérisé en ce que le procédé comprend au moins une étape de réalisation d'au moins une encoche dans au moins un pli de la pièce à proximité du trou ou qui débouche dans le trou. Cette solution permet d'améliorer les caractéristiques mécaniques en redistribuant les contraintes à l'écart du trou ce qui contribue à protéger la zone périphérique du trou en limitant l'apparition de défauts tels que des délaminages ou des fissurations. De plus, la présence de l'encoche permet de simuler la propagation d'un faible endommagement fictif selon une direction correspondant à la direction de l'encoche, et de diminuer de manière importante la concentration de contrainte en pointe d'un défaut et de limiter la propagation de fissurations dans toutes les autres directions.
3024072 3 Selon une première variante, le procédé comprend les étapes visant à déterminer au moins une direction de chargement, l'encoche étant orientée selon une direction parallèle à la direction de chargement. Selon une deuxième variante, le procédé comprend les étapes visant à déterminer au moins 5 une direction critique de fissuration, l'encoche étant orientée selon une direction perpendiculaire à la direction critique de fissuration. Avantageusement, l'encoche est tangente au trou afin de maintenir inchangée l'aire de la section nette de chargement. Selon une autre caractéristique, le procédé comprend une étape de mise en place d'un 10 insert métallique pour combler l'encoche. Cette solution permet de conférer à la pièce une meilleure tenue au matage. Avantageusement, l'encoche a une longueur égale au rayon du trou. Cette solution permet d'optimiser la répartition des contraintes autour du trou. Selon une autre caractéristique, pour un même trou, plusieurs encoches sont réalisées, 15 lesdites encoches étant orientées selon une direction et disposées de manière symétrique par rapport à un premier plan de symétrie passant par l'axe du trou et perpendiculaire à la direction des encoches. Selon une autre caractéristique, pour un même trou, plusieurs encoches sont réalisées, lesdites encoches étant orientées selon une direction et disposées de manière symétrique 20 par rapport à un deuxième plan de symétrie passant par l'axe du trou et parallèle à la direction des encoches. Selon une autre caractéristique, lorsque la pièce comprend plusieurs trous alignés selon une direction d'alignement, le procédé comprend une étape visant à réaliser au moins une encoche qui relie plusieurs trous et qui est parallèle à la direction d'alignement.
25 Avantageusement, l'encoche a une profondeur inférieure à l'épaisseur de la pièce. Selon un mode de réalisation, au moins une première encoche débouche au niveau de la première face et au moins une deuxième encoche débouche au niveau de la seconde face. L'invention a également pour objet un procédé de réalisation d'une pièce en matériau composite stratifiée intégrant un procédé de renforcement selon l'invention.
30 Selon une première variante, au moins un pli de fibres est découpé avant une étape de polymérisation ou de consolidation de la pièce pour former au moins une encoche.
3024072 4 Selon une autre variante, la pièce est usinée après l'étape de polymérisation ou de consolidation pour former au moins une encoche. L'invention a également pour objet une pièce en matériau composite stratifiée qui est renforcée à partir du procédé de renforcement de l'invention ou qui est obtenue à partir du 5 procédé de réalisation d'une pièce en matériau composite stratifiée selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels : La figure 1 est une coupe d'une pièce en matériau composite qui illustre l'art 10 antérieur, La figure 2 est une vue de face d'une pièce en matériau composite qui illustre l'art antérieur, La figure 3 est une vue de face d'une pièce en matériau composite avec un trou traversant qui illustre l'invention, 15 La figure 4 est une coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3, La figure 5 est une vue en perspective d'une pièce en matériau composite avec plusieurs trous traversants qui illustre un mode de réalisation de l'invention, Les figures 6A et 6B sont des vues de face d'une pièce en matériau composite avec un trou traversant qui illustrent deux autres variantes de l'invention avec des 20 largeurs d'encoches différentes, Les figures 7A et 7B sont des vues de faces d'une pièce en matériau composite avec un trou traversant qui illustrent deux autres variantes de l'invention avec des longueurs d'encoches différentes, Les figures 8A à 8C sont des vues de face d'une pièce en matériau composite avec un 25 trou traversant qui illustrent trois autres variantes de l'invention avec des positions pour les encoches différentes, Les figures 9A et 9B sont des vues de faces d'une pièce en matériau composite avec un trou traversant qui illustrent deux autres variantes de l'invention avec des orientations pour les encoches différentes, 30 La figure 10 est une vue de face d'une pièce en matériau composite comprenant plusieurs trous qui illustre une autre variante de l'invention, La figure 11A est une coupe selon la ligne A-A de la figure 10, 3024072 5 La figure 11B est une coupe selon la ligne B-B de la figure 10, La figure 12 est une coupe d'une pièce en matériau composite avec un trou traversant qui illustre une autre variante de l'invention comprenant au moins une encoche traversante, et 5 La figure 13 est une coupe d'une pièce en matériau composite avec un trou traversant qui illustre une autre variante de l'invention comprenant deux encoches sur seulement une face de la pièce. Sur les figures 3 à 4, on a représenté une pièce 22 en matériau composite stratifiée. Cette pièce comprend un empilage de plis de fibres noyés dans une matrice de résine.
10 Les fibres et la résine utilisées ne sont pas plus détaillées car elles varient d'une pièce à l'autre. Selon l'exemple illustré, la pièce 22 est une plaque avec une première face 24 et une seconde face 26 parallèles. Les plis de la pièce sont généralement parallèles aux faces 24 et 26.
15 Pour la suite de la description, on entend par plan de référence Pr, un plan parallèle aux plis de fibres et généralement parallèle aux faces 24 et 26. Une direction normale DN est une direction perpendiculaire au plan de référence Pr. Cette pièce 22 comprend au moins un trou 28 qui débouche au niveau de la première face 24 et de la seconde face 26. Selon d'autres variantes illustrées sur les figures 5 et 10, la pièce 20 comprend plusieurs trous 28. Ce trou 28 est délimité par une paroi 30 qui comprend des génératrices perpendiculaires aux faces 24 et 26. Le trou 28 a une section circulaire avec un diamètre D dans le plan de référence Pr et un axe 32 parallèle à la direction normale DN. La pièce 22 a une épaisseur E au niveau de l'axe 32 du trou.
25 Cependant, l'invention n'est pas limitée à cette géométrie pour le trou 28. Ainsi, le trou 28 peut avoir une section non circulaire, comme par exemple oblongue, son axe 32 et les génératrices de sa paroi 30 peuvent ne pas être orientés selon la direction normale DN. Cette pièce 22 est destinée à être assemblée à au moins une autre pièce grâce à au moins une fixation 34 (visible sur la figure 5), comme par exemple un boulon ou un rivet, logée au 30 moins en partie dans le trou 28. Cette liaison 34 génère sur la pièce 22 une force dont une composante F est disposée dans le plan de référence Pr et s'étend à partir d'un point A de la paroi 30 du trou.
3024072 6 Pour la suite de la description, la direction de chargement DC est parallèle à la composante F. Pour renforcer la pièce 22, l'invention prévoit un procédé de renforcement qui comprend au moins une étape de réalisation d'au moins une encoche 36 dans au moins un pli de la pièce à 5 proximité du trou 28 ou qui débouche dans le trou 28. Une encoche 36 correspond à une entaille dans au moins un pli visant à couper les fibres dudit pli selon une ligne de découpe qui correspond à l'orientation de l'encoche 36. Par à proximité, on considère que la distance séparant le trou 28 et l'encoche 36 est inférieure ou égale au rayon du trou 28.
10 Selon un mode de réalisation, dans un plan parallèle au plan de référence Pr, une encoche 36 est rectiligne et délimitée par deux bords latéraux 38, 38' parallèles entre eux. Lorsque l'encoche 36 n'est pas sécante avec un trou 28 comme illustré sur la figure 8C ou s'étend de part et d'autre d'un trou 28 comme illustré sur les figures 8A et 8B, elle comprend deux bords terminaux 40, 40'. Lorsque l'encoche 36 débouche dans un trou 28, elle 15 comprend un bord terminal 40 perpendiculaire aux bords latéraux 38, 38', comme illustré sur la figure 6A. En variante, une encoche 36 relie deux trous. Dans ce cas, l'encoche ne comprend pas de bord terminal. L'encoche 26 se caractérise par : 20 une longueur Ll qui correspond à la longueur du bord latéral le plus long, une largeur LO qui correspond à la distance séparant les bords latéraux 38 et 38' (soit la longueur du bord terminal, une profondeur p qui correspond à la dimension de l'encoche 36 selon la direction normale DN.
25 Selon une première variante, l'encoche 36 est orientée de manière à ce que sa longueur Ll (la plus grande dimension de l'encoche dans le plan de référence Pr) soit parallèle à la direction de chargement. Le fait de prévoir au moins une encoche 36 orientée selon la direction de chargement DC permet de simuler la propagation d'un faible endommagement fictif parallèle à la direction 30 de chargement DC. Ainsi, la présence de l'encoche 36 permet de diminuer de manière importante la concentration de contrainte en pointe d'un défaut et de limiter la propagation 3024072 7 de fissurations dans toutes les autres directions, notamment dans une direction transversale perpendiculaire à la direction de chargement DC. Selon un autre aspect, on constate une redistribution des contraintes à l'écart du trou 28 ce qui contribue à protéger la zone périphérique du trou 28 en limitant l'apparition de défauts 5 tels que des délaminages ou des fissurations. Pour certaines applications, il est possible de déterminer une direction critique de fissuration qui peut être différente de la direction de chargement DC. Cette direction critique de fissuration correspond à la direction de propagation des fissurations. Selon une deuxième variante, l'encoche 36 est orientée de manière à ce que sa longueur Ll 10 (la plus grande dimension de l'encoche dans le plan de référence Pr) soit perpendiculaire à la direction critique de fissuration. Avantageusement, selon cette deuxième variante, l'encoche 36 est positionnée de manière à être tangente au trou, comme illustré sur la figure 8B. De préférence, l'encoche 36 est positionnée de manière à être tangente intérieure au trou.
15 Par tangente intérieure, on entend que le bord latéral 38', le plus éloigné de l'axe 32 du trou 28, est tangente à la paroi 30 du trou. Cette configuration permet de ne pas réduire la superficie de la section de la pièce dans un plan perpendiculaire à la direction de chargement DC et passant par l'axe 32. Selon une autre variante illustrée sur la figure 8A, pour des problèmes d'étanchéité ou de 20 répartition des charges induites par la fixation, la distance entre l'encoche 36 et l'axe 32 du trou est inférieure au rayon du trou. Selon une autre variante illustrée sur la figure 8C, pour les mêmes raisons, la distance entre l'encoche 36 et l'axe 32 du trou est supérieure au rayon du trou. De préférence, au moins une encoche 36 comprend un insert métallique 42 dont les formes 25 sont identiques à celles de l'encoche de manière à ce que l'encoche 36 soit comblée par l'insert métallique 42, comme illustré sur les figures 11A et 11B. Cette configuration permet de ne pas diminuer la tenue au matage et de remédier aux problèmes d'étanchéité. Selon un mode de réalisation, l'insert métallique 42 est un élément spécifique distinct de la fixation 34.
30 Selon un autre mode de réalisation, l'insert métallique 42 et la fixation 34 ne forment qu'un seul et unique élément.
3024072 8 En variante, la ou les encoches sont comblées avec une résine ou un mastic pour remédier aux problèmes d'étanchéité. Avantageusement, comme illustré sur la figure 7B, la pièce comprend pour un même trou 28, des encoches 36D, 36D' disposées de manière symétrique par rapport à un premier plan 5 de symétrie PS1 passant par l'axe 32 du trou et perpendiculaire à la direction des encoches (correspondant à la longueur des encoches 36D, 36D'). Cette configuration permet d'homogénéiser la répartition des contraintes. En variante, la pièce comprend pour un même trou 28, des encoches 36D, 36D' disposées de manière asymétrique par rapport au premier plan de symétrie PS1. Cette configuration est 10 plus particulièrement adaptée lorsque le chargement est principalement en matage car elle permet de garder constante la section soumise à la pression de matage et d'éviter le flambage et le délaminage des plis. Avantageusement, la pièce comprend pour un même trou 28, des encoches 36D et 36G disposées de manière symétrique par rapport à un second plan de symétrie PS2 15 (perpendiculaire au premier plan de symétrie PS1) passant par l'axe 32 du trou et parallèle à la direction des encoches (correspondant à la longueur des encoches 36D, 36G). Cette configuration permet d'homogénéiser la répartition des contraintes. Avantageusement, la pièce comprend des encoches 36D, 36D', 36G, 36G' disposées de manière symétrique pas rapport aux deux plans de symétrie PS1 et PS2.
20 Selon un mode de réalisation visible sur la figure 12, l'encoche 36 (ou les encoches 36 et 36') a une profondeur p égale à l'épaisseur E de la pièce. Pour conserver un maximum de matière et ne pas trop fragiliser la pièce 22, selon un mode de réalisation illustré sur les figures 4 et 13, l'encoche 36 (ou les encoches 36, 36') a une profondeur p inférieure à l'épaisseur E de la pièce.
25 Avantageusement, l'encoche 36 a une profondeur p inférieure à 50% de l'épaisseur E de la pièce. Selon un mode de réalisation non représenté, l'encoche 36 ne débouche pas au niveau des faces 24 et 26. L'encoche est prévue dans la matière. Cette solution permet de remédier aux problèmes d'étanchéité ou de répartition des charges induites par la fixation.
30 Selon un mode de réalisation visible sur la figure 13, l'encoche (ou les encoches 36, 36') débouche au niveau d'une seule face de la pièce 22.
3024072 9 Selon un mode de réalisation visible sur la figure 5, la pièce comprend pour un même trou au moins une première encoche 36 qui débouche au niveau de la première face 24 et au moins une deuxième encoche 361 qui débouche au niveau de la seconde face 26. Cette configuration permet d'homogénéiser la répartition des contraintes.
5 Le nombre d'encoches débouchant dans le trou 28 et/ou la répartition des encoches autour du trou 28 sont déterminés de manière à obtenir un compromis entre l'homogénéisation des contraintes et la tenue au matage. Avantageusement, la largeur LO de la ou des encoches 36 est la plus faible possible afin de conserver le maximum de matière, comme illustré sur la figure 6A. Selon un mode de 10 réalisation, la largeur LO de l'encoche est de l'ordre de 0,6 mm. Cependant, l'invention n'est pas limitée à cette largeur L0. De préférence, la largeur est inférieure ou égale au rayon du trou comme illustré sur la figure 6B. L'encoche 36 a une longueur L1 qui varie de quelques millimètres comme illustré sur la figure 7A à plusieurs centimètres.
15 Avantageusement, la longueur L1 de l'encoche 36 est égale au rayon du trou 28. Cette configuration permet d'obtenir un meilleur compromis entre le lissage des concentrations de contraintes dans une direction parallèle à la longueur L1 de l'encoche et le maintien des caractéristiques mécaniques de la pièce dans les autres directions. Lorsque la pièce comprend au moins une rangée de trous, les axes 32 des trous étant alignés 20 selon une direction d'alignement, comme illustré sur la figure 10, la pièce comprend au moins une encoche 36 qui relie plusieurs trous et qui est orientée selon la direction d'alignement afin de simplifier les usinages et d'homogénéiser les directions de fissuration. Comme illustré sur les figures 9A et 9B, pour un même trou, la pièce comprend des encoches orientées selon plusieurs directions.
25 Selon un premier mode de réalisation, illustré sur la figure 9A, la pièce est soumise à deux directions de chargement DC et DC' formant un angle a. Dans ce cas, la pièce comprend au moins une première encoche 36 orientée selon une première direction de chargement DC et au moins une deuxième encoche 36a orientée selon la deuxième direction de chargement DC'.
30 Selon un autre mode de réalisation illustré sur la figure 9B, la pièce comprend plusieurs encoches 36 avec des orientations différentes, par exemple six encoches formant des angles 3024072 10 de l'ordre de 60° entre elles. Cette configuration sera privilégiée lorsqu'il est difficile d'identifier une direction majoritaire de chargement. La réalisation de l'encoche 36 peut être intégrée dans le procédé de réalisation de la pièce 22.
5 Le procédé de réalisation de la pièce 22 comprend au moins les étapes : de mise en place des plis de fibres, de polymérisation ou de consolidation de la pièce, de réalisation d'au moins un trou 36. Selon une première variante du procédé de réalisation d'une pièce 22, l'encoche 36 est 10 réalisée avant l'étape de polymérisation ou de consolidation de la pièce 22. Selon un mode de réalisation, au moins un pli de la pièce en matériau composite est découpé pour former au moins une encoche. Après l'empilage des plis, les découpes des plis correspondent aux encoches. Selon ce mode de réalisation, il est possible d'obtenir des encoches qui ne débouchent pas au niveau des deux faces 24 et 26.
15 Selon une autre variante du procédé de réalisation d'une pièce 22, l'encoche 36 est réalisée après l'étape de polymérisation ou de consolidation de la pièce 22, avant ou après l'étape d'usinage du trou, en usinant la pièce pour former au moins une encoche. Selon un mode de réalisation, les encoches sont réalisées par découpe. Dans ce cas, l'outil de coupe est un disque diamanté dont l'axe de rotation est perpendiculaire à la longueur Ll de 20 l'encoche à réaliser. Comme illustré sur la figure 4, les extrémités des encoches ont un fond qui rejoint l'une des faces 24 et 26 de la pièce sous la forme d'un rayon. La largeur de l'encoche correspond à la largeur du disque et chaque encoche est réalisée en une seule passe. Ce mode de réalisation permet d'obtenir un coût de réalisation faible. Selon un autre mode de réalisation, les encoches sont réalisées par rainurage. Dans ce cas, 25 l'outil de coupe est une fraise 2 tailles dont l'axe de rotation est orienté selon la direction normale DN. Ce mode de réalisation permet d'obtenir des encoches qui ne sont pas symétriques pas rapport aux trous et qui ne s'étendent que d'un seul côté du trou comme illustré sur les figures 6A, 6B, 7A, 9A et 9B. Selon un autre mode de réalisation, les encoches sont réalisées après l'assemblage des 30 pièces. Dans ce cas, l'outil de coupe est un outil portatif. Cette solution a pour avantage de permettre le renforcement des pièces déjà en place dans l'avion. Ainsi, il est possible d'éviter le changement de pièces qui est généralement coûteux.
3024072 11 Selon un autre mode de réalisation, les encoches sont réalisées par usinage au jet d'eau. Ce mode de réalisation est rapide et polyvalent et permet de remédier aux problèmes d'usure des outils. De plus, il est plus particulièrement adapté aux grandes séries.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de renforcement d'une pièce en matériau composite comprenant un empilage de plis de fibres et au moins un trou (28) avec un axe (32), ledit trou (28) traversant lesdits plis et débouchant au niveau d'une première face (24) et d'une seconde face (26) de ladite pièce, ladite pièce ayant une épaisseur (E) au niveau de l'axe (32) du trou (28), caractérisé en ce que le procédé comprend au moins une étape de réalisation d'au moins une encoche (36) dans au moins un pli de la pièce à proximité du trou (28) ou qui débouche dans le trou (28).
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de détermination d'au moins une direction de chargement (DC) et de réalisation d'au moins une encoche (36) orientée selon une direction parallèle à la direction de chargement (DC).
  3. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de détermination d'au moins une direction critique de fissuration et de réalisation d'au moins une encoche (36) orientée selon une direction perpendiculaire à la direction critique de fissuration.
  4. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'encoche (36) est tangente au trou (28).
  5. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de mise en place d'un insert métallique (42) pour combler l'encoche (36).
  6. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'encoche (36) a une longueur égale au rayon du trou (28).
  7. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de réalisation, pour un même trou, de plusieurs encoches (36D, 36D') orientées selon une direction et disposées de manière symétrique par rapport à un premier plan de symétrie passant par l'axe (32) du trou (28) et perpendiculaire à la direction des encoches (36D, 36D').
  8. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de réalisation, pour un même trou, de plusieurs encoches (36D, 36G) orientées selon une direction et disposées de manière symétrique par rapport à un 3024072 13 deuxième plan de symétrie passant par l'axe (32) du trou (28) et parallèle à la direction des encoches (36D, 36D').
  9. 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, la pièce (22) comprenant plusieurs trous alignés selon une direction d'alignement, caractérisé en ce qu'il comprend 5 une étape de réalisation d'au moins une encoche (36) qui relie plusieurs trous (28) et qui est parallèle à la direction d'alignement.
  10. 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'encoche (36) a une profondeur inférieure à l'épaisseur (E) de la pièce (22).
  11. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de 10 réalisation, pour un même trou, d'au moins une première encoche (36) qui débouche au niveau de la première face (24) et d'au moins une deuxième encoche (361) qui débouche au niveau de la seconde face (26).
  12. 12. Procédé de réalisation d'une pièce en matériau composite stratifiée intégrant un procédé de renforcement selon l'une des revendications précédentes. 15
  13. 13. Procédé de réalisation d'une pièce en matériau composite stratifiée selon la revendication 12, ledit procédé de réalisation comprenant les étapes : de mise en place de plis de fibres, de polymérisation ou de consolidation de la pièce, de réalisation d'au moins un trou, 20 caractérisé en ce qu'au moins un pli de fibres est découpé avant l'étape de polymérisation ou de consolidation pour former au moins une encoche (36).
  14. 14. Procédé de réalisation d'une pièce en matériau composite stratifiée selon la revendication 12, ledit procédé de réalisation comprenant les étapes : de mise en place de plis de fibres, 25 de polymérisation ou de consolidation de la pièce, de réalisation d'au moins un trou, caractérisé en ce que la pièce est usinée après l'étape de polymérisation ou de consolidation pour former au moins une encoche (36).
  15. 15. Pièce en matériau composite stratifiée obtenue à partir d'un procédé de renforcement selon l'une des revendications 1 à 11 et/ou d'un procédé de réalisation selon l'une des revendications 12 à 14.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2951400A1 (fr) * 2009-10-20 2011-04-22 Airbus Operations Sas Piece structurale en materiau composite renforcee localement et procede de realisation d'une telle piece
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10301445B4 (de) * 2003-01-16 2005-11-17 Airbus Deutschland Gmbh Leichtbau-Strukturbauteil insbesondere für Flugzeuge und Verfahren zu seiner Herstellung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2951400A1 (fr) * 2009-10-20 2011-04-22 Airbus Operations Sas Piece structurale en materiau composite renforcee localement et procede de realisation d'une telle piece
EP2476541A1 (fr) * 2011-01-12 2012-07-18 Airbus Opérations SAS Procede d'amelioration des proprietes mecaniques d'un assemblage en materiau composite

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