本公開總體涉及用于復(fù)合結(jié)構(gòu)的緊固件、緊固件系統(tǒng)和方法,更具體地,涉及利用諸如用于飛行器的復(fù)合結(jié)構(gòu)(諸如碳纖維增強塑料(cfrp)結(jié)構(gòu))提供改進電接觸和導(dǎo)電性的可膨脹的柔順間隙配合緊固件、緊固件系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù):
由于其高強度重量比、耐腐蝕性及其它有利性質(zhì),諸如碳纖維增強塑料(cfrp)結(jié)構(gòu)的復(fù)合結(jié)構(gòu)可用于各種各樣的應(yīng)用中,包括制造飛行器、航天器、旋翼機、船舶、汽車、卡車及其它車輛和結(jié)構(gòu)。諸如cfrp結(jié)構(gòu)的復(fù)合結(jié)構(gòu)通常由包括用纖維材料(諸如碳纖維)增強的基體材料(諸如樹脂)的復(fù)合材料制成。與纖維材料相反,樹脂一般不是導(dǎo)電的。
諸如如果發(fā)生雷擊或其它電磁效應(yīng)和電氣事件,則復(fù)合飛行器機翼、機身或其它飛行器結(jié)構(gòu)與用于將這些結(jié)構(gòu)的各部分固定在一起的金屬緊固件(即,金屬螺栓)之間的良好電接觸對于提供導(dǎo)電性和電流分布或耗散是重要的,以便使雷擊的電流被分配或耗散并橫跨緊固接頭且經(jīng)由復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面?zhèn)鲗?dǎo)到地面。如果金屬緊固件與這樣的復(fù)合飛行器結(jié)構(gòu)(例如,復(fù)合機翼蒙皮)之間的電接觸不足,則雷擊的電流可能不耗散,可保留在被擊中的緊固件附近,并且可傳導(dǎo)到子結(jié)構(gòu)中并可能傳導(dǎo)到機翼中的燃料箱,在此,因為電弧和/或由于材料系統(tǒng)的分解而從接頭噴射的熱等離子體顆粒,可能發(fā)生不期望的放電或產(chǎn)生火花,在燃料環(huán)境中致使?jié)撛诘狞c火源。
存在已知系統(tǒng)和方法來防止或減輕飛行器復(fù)合機翼燃料箱及其它飛行器復(fù)合結(jié)構(gòu)中的放電和雷擊影響。這樣的已知系統(tǒng)和方法包括:施加電絕緣密封劑以及使用緊固件帽密封件來覆蓋飛行器復(fù)合機翼燃料箱中的金屬緊固件,以在緊固接頭中包含放電。
然而,這樣的已知電絕緣密封劑可能較重,并且這樣的已知緊固件密封帽可能數(shù)量很多,這兩者均可增加飛行器的重量,這可導(dǎo)致性能降低且燃料消耗增加,進而可導(dǎo)致燃料成本增加。而且,這樣的已知電絕緣密封劑和緊固件密封帽可能對于在飛行器復(fù)合機翼和燃料箱或其它飛行器結(jié)構(gòu)中進行施加或安裝以及檢查而言是耗時而勞動密集的,這又可導(dǎo)致制造和檢查時間增加并導(dǎo)致勞動力成本增加。
另外,存在已知緊固件和緊固件系統(tǒng),其實現(xiàn)諸如復(fù)合機翼蒙皮的復(fù)合飛行器結(jié)構(gòu)與用于固定這樣的結(jié)構(gòu)的金屬緊固件之間的良好電接觸,并且減少了飛行器復(fù)合機翼燃料箱中的不期望放電或產(chǎn)生火花的可能性。這樣的已知緊固件和緊固件系統(tǒng)包括使用過盈配合緊固件,該過盈配合緊固件采用將漸縮的鈦螺栓從中插入的耐腐蝕鋼(cres)套筒,即,套筒式過盈配合緊固件。當將轉(zhuǎn)矩施加到螺栓的軸環(huán)時,套筒膨脹,從而與復(fù)合機翼蒙皮的復(fù)合層接觸。
然而,這樣的套筒式過盈配合緊固件可能是昂貴的且難以安裝,并且用于過盈配合緊固件的cres套筒可能增加緊固接頭的重量,這可導(dǎo)致燃料消耗增加,進而可導(dǎo)致運行成本增加。此外,由于當將轉(zhuǎn)矩施加到螺栓軸環(huán)時緊固件套筒膨脹,將緊固件插入其中的鉆孔中的任何暴露的高導(dǎo)電性碳纖維末端可能被壓碎、損壞,或者可能破裂。這可能限制整個電連接并且還可促進復(fù)合結(jié)構(gòu)的緊固接頭中出現(xiàn)微裂紋。
而且,為了滿足燃料密封要求,這樣的已知套筒式過盈配合緊固件通常需要被濕安裝,這涉及:在安裝到復(fù)合結(jié)構(gòu)中的緊固件孔中之前,將套筒式過盈配合緊固件浸入到多硫化物燃料密封劑中。在將緊固件安裝到緊固件孔中之后,這樣的濕安裝導(dǎo)致薄密封劑層存在于緊固件套筒與緊固件孔的表面之間。雖然該密封劑層用于其燃料密封目的,但它的存在可妨礙并降低橫跨緊固件與復(fù)合結(jié)構(gòu)的界面的電流傳遞的效率。
因此,本領(lǐng)域需要改進的緊固件、緊固件系統(tǒng)和方法,其成本低廉、安裝和使用簡單、重量減輕且可靠,并且提供了優(yōu)于已知緊固件裝置、系統(tǒng)和方法的優(yōu)點。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本公開的示例實施方案提供用于復(fù)合結(jié)構(gòu)(諸如碳纖維增強塑料(cfrp)結(jié)構(gòu))的改進式緊固件、緊固件系統(tǒng)和方法。如下面詳細描述討論的,改進式緊固件、緊固件系統(tǒng)和方法的實施方式可提供優(yōu)于已知緊固件裝置、系統(tǒng)和方法的顯著優(yōu)點。
在一個示例中,提供了一種用于改進與復(fù)合結(jié)構(gòu)的電接觸并且改進到所述復(fù)合結(jié)構(gòu)的電流分布的緊固件。該緊固件包括長形軸,所述長形軸具有第一端、第二端和布置在所述第一端與所述第二端之間的軸主體。所述軸主體具有外表面和內(nèi)表面。
所述緊固件進一步包括頭部,所述頭部被布置在所述第一端處。所述緊固件進一步包括螺紋部,所述螺紋部被布置在所述第二端處。所述緊固件進一步包括至少一個進給通道,所述至少一個進給通道從所述螺紋部處的開口延伸,穿過所述軸主體的所述內(nèi)表面,平行于所述長形軸的縱向中心軸線,并且終止于靠近所述頭部的位置處。
當所述緊固件被安裝到形成在所述復(fù)合結(jié)構(gòu)中的對應(yīng)緊固件孔中時,所述軸主體被構(gòu)造成在壓力下將樹脂填料注射到所述至少一個進給通道中時沿徑向膨脹。此外,在沿徑向膨脹時,所述軸主體的所述外表面被構(gòu)造成與所述對應(yīng)緊固件孔的內(nèi)孔表面進行直接接觸,導(dǎo)致所述緊固件提供與所述復(fù)合結(jié)構(gòu)的電接觸并且向所述復(fù)合結(jié)構(gòu)提供電流分布。
在另一示例中,提供了一種用于改進與復(fù)合結(jié)構(gòu)的電接觸并且改進到所述復(fù)合結(jié)構(gòu)的電流分布的緊固件系統(tǒng)。該緊固件系統(tǒng)包括一個或多個緊固件,所述一個或多個緊固件被構(gòu)造成安裝到形成在所述復(fù)合結(jié)構(gòu)中的一個或多個對應(yīng)緊固件孔中。
每個緊固件均包括長形軸,所述長形軸具有第一端、第二端和布置在所述第一端與所述第二端之間的軸主體。所述軸主體具有外表面和內(nèi)表面。所述緊固件進一步包括頭部,所述頭部被布置在所述第一端處。所述緊固件進一步包括螺紋部,所述螺紋部被布置在所述第二端處。所述緊固件進一步包括至少一個進給通道,所述至少一個進給通道從所述螺紋部處的開口延伸,穿過所述軸主體的所述內(nèi)表面,平行于所述長形軸的縱向中心軸線,并且終止于靠近所述頭部的位置處。
所述緊固件系統(tǒng)進一步包括注射工具組件,所述注射工具組件被構(gòu)造成聯(lián)接到安裝在所述一個或多個對應(yīng)緊固件孔中的所述一個或多個緊固件中的每個緊固件。所述緊固件系統(tǒng)進一步包括樹脂填料,所述樹脂填料在壓力下利用所述注射工具組件注射到每個緊固件的所述至少一個進給通道中而填充所述至少一個進給通道,以使所述軸主體沿徑向膨脹并且與所述對應(yīng)緊固件孔的內(nèi)孔表面進行直接接觸,導(dǎo)致所述緊固件提供與所述復(fù)合結(jié)構(gòu)的電接觸并且提供到所述復(fù)合結(jié)構(gòu)的電流分布。
在另一示例中,提供了一種用于改進與飛行器的復(fù)合結(jié)構(gòu)的電接觸并且改進到所述飛行器的電流分布的方法。該方法包括步驟:將一個或多個緊固件安裝到形成在所述復(fù)合結(jié)構(gòu)中的一個或多個對應(yīng)緊固件孔中。
每個緊固件均包括長形軸,所述長形軸包括具有頭部的第一端、具有螺紋部的第二端和布置在所述第一端與所述第二端之間的軸主體。所述軸主體具有外表面和內(nèi)表面。所述緊固件進一步包括至少一個進給通道,所述至少一個進給通道從所述螺紋部處的開口延伸,穿過所述軸主體的所述內(nèi)表面,平行于所述長形軸的縱向中心軸線,并且終止于靠近所述頭部的位置。
所述方法進一步包括步驟:將所述一個或多個緊固件扭轉(zhuǎn)到所述一個或多個對應(yīng)緊固件孔中的適當位置。所述方法進一步包括步驟:在壓力下將樹脂填料注射到每個緊固件的所述螺紋部處的所述開口中,并且利用所述樹脂填料填充所述至少一個進給通道,以使所述軸主體沿徑向膨脹并且與所述對應(yīng)緊固件孔的內(nèi)孔表面進行直接接觸。
所述方法進一步包括步驟:將所述復(fù)合結(jié)構(gòu)與安裝到所述復(fù)合結(jié)構(gòu)中并填充有所述樹脂填料的所述一個或多個緊固件固化。所述方法進一步包括步驟:提供每個緊固件與每個對應(yīng)緊固件孔的所述內(nèi)孔表面之間的電接觸,并且向所述飛行器提供所述電流分布。
已討論的特征、功能和優(yōu)點能在本公開的各種示例中獨立地實現(xiàn),或者可在其它示例中進行組合,能參考以下描述和附圖看到其進一步細節(jié)。
附圖說明
能參考結(jié)合附圖做出的以下詳細描述更好地理解本公開,附圖圖示了示例,但不一定按比例繪制,其中:
圖1a是本公開的緊固件的一個示例的側(cè)視立體圖的圖示;
圖1b是圖1a的緊固件的剖切側(cè)視立體圖的圖示;
圖1c是圖1a的緊固件的俯視圖的圖示;
圖1d是圖1a的緊固件的仰視圖的圖示;
圖2a是本公開的緊固件的另一示例的側(cè)視立體圖的圖示;
圖2b是圖2a的緊固件的剖切側(cè)視立體圖的圖示;
圖2c是圖2a的緊固件的俯視圖的圖示;
圖2d是圖2a的緊固件的仰視圖的圖示;
圖2e是具有一個或多個可選縱向溝道的圖2a的緊固件的側(cè)視立體圖的圖示;
圖2f是圖2e的緊固件的仰視圖的圖示;
圖3a是本公開的緊固件系統(tǒng)的部分剖切側(cè)視立體圖的圖示;
圖3b是示出有圖1a的緊固件的緊固件系統(tǒng)的一個示例的剖切側(cè)視立體圖的圖示;
圖3c是示出有圖2a的緊固件的緊固件系統(tǒng)的另一示例的剖切側(cè)視立體圖的圖示;
圖4是安裝在復(fù)合結(jié)構(gòu)中并示出電流分布的已知套筒式緊固件的剖面?zhèn)纫晥D的示意圖;
圖5a是本公開的緊固件系統(tǒng)的一個示例的部分剖面?zhèn)纫晥D的示意圖,示出了安裝在復(fù)合結(jié)構(gòu)中的緊固件和注射到緊固件中的樹脂填料;
圖5b是圖5a的緊固件系統(tǒng)的部分剖面?zhèn)纫晥D的示意圖,示出了填充有樹脂填料的緊固件,并且示出了緊固件的徑向膨脹和電流分布;
圖6是示出本公開方法的一個示例的流程圖;
圖7是可整合具有本公開緊固件的一個或多個示例的復(fù)合結(jié)構(gòu)的飛行器的立體圖的圖示;
圖8是飛行器制造及保養(yǎng)方法的流程圖;以及
圖9是飛行器的框圖。
本公開所示的每幅圖均示出所呈現(xiàn)的示例的一方面的變型,并且將僅詳細地討論差別。
具體實施方式
現(xiàn)在將在下文中參考附圖更全面地描述所公開的示例,其中示出了一些公開示例,但不是所有的公開示例。實際上,可提供若干不同示例,并且不應(yīng)當被解釋為限于本文中闡述的示例。相反,提供這些示例,使得本公開將本公開的范圍徹底且全面地傳達給本領(lǐng)域技術(shù)人員。
現(xiàn)在參照附圖,在一個示例中,提供了如圖1a至圖2d所示的緊固件10。圖1a至圖1d示出了緊固件10(諸如采取緊固件10a的形式)的一個示例。圖2a至圖2d示出了緊固件10(諸如采取緊固件10b的形式)的另一示例。優(yōu)選地,緊固件10(參見圖1a、圖2a)(諸如采取緊固件10a(參見圖1a)的形式以及諸如采取緊固件10b(參見圖2a)的形式)包括無套筒(即,不需要額外金屬套筒)的柔順間隙配合緊固件12(參見圖1a至圖1b、圖2a至圖2b)。緊固件10(參見圖1a、圖2a)可由金屬材料(諸如鈦、鋁)構(gòu)成,或者由另一合適的金屬或金屬合金(諸如耐高溫下的腐蝕的含鉻和鐵的鎳合金,或具有高抗拉強度且耐腐蝕的鎳銅合金)構(gòu)成,或者由另一合適的金屬合金構(gòu)成。
圖1a是本公開的緊固件10(諸如采取緊固件10a的形式)的一個示例的側(cè)視立體圖的圖示。圖1b是圖1a的緊固件10(諸如采取緊固件10a的形式)的剖切側(cè)視立體圖的圖示。
圖2a是本公開的緊固件10(諸如采取緊固件10b的形式)的另一示例的側(cè)視立體圖的圖示。圖2b是圖2a的緊固件10(諸如采取緊固件10b的形式)的剖切側(cè)視立體圖的圖示。圖2e是具有一個或多個額外可選縱向溝道87的圖2a的緊固件10(諸如采取緊固件10b的形式)的側(cè)視立體圖的圖示。
如圖1a至圖1b和圖2a至圖2b、圖2e所示,緊固件10(分別諸如采取緊固件10a(參見圖1a至圖1b)的形式以及諸如采取緊固件10b(參見圖2a至圖2b)的形式)具有長形軸14,長形軸14具有第一端16、第二端18和布置在第一端16與第二端18之間的軸主體20。如圖1a至圖2e進一步所示,緊固件10(分別諸如采取緊固件10a(參見圖1a至圖1b)的形式以及諸如采取緊固件10b(參見圖2a至圖2b、圖2e)的形式)具有布置在第一端16處的頭部22。頭部22(參見圖1a至圖1b、圖2b)優(yōu)選地具有截頭圓錐形狀24(參見圖1a至圖1b、圖2b)。然而,頭部22(參見圖1a、圖2a)也可具有另一合適的形狀。如圖1b、圖2b所示,頭部22具有頂端26、底端28和中央部30,中央部30帶有外表面32(另參見圖1a、圖2a)和內(nèi)部34。
圖1c是圖1a的緊固件10(諸如采取緊固件10a的形式)的俯視圖的圖示。圖2c是圖2a的緊固件10(諸如采取緊固件10b的形式)的俯視圖的圖示。圖1c和圖2c示出了頭部22的具有平坦或大致平坦的頂表面36的頂端26。圖1c和圖2c進一步示出了頭部22的具有外周緣38(另參見圖1a、圖2a)或周界的頂端26。緊固件10(參見圖1a、圖2a)(諸如采取緊固件10a(參見圖1a)的形式以及諸如采取緊固件10b(參見圖2a)的形式)具有徑向軸線84(參見圖1c、圖2c)。
如圖1a至圖1b和圖2a至圖2b、圖2e所示,緊固件10(分別諸如采取緊固件10a(參見圖1a至圖1b)的形式以及諸如采取緊固件10b(參見圖2a至圖2b、圖2e)的形式)進一步具有布置在長形軸14的第二端18處的螺紋部42。如圖1b、圖2b所示,螺紋部42具有頂端44、底端46、中央部48和內(nèi)部54,中央部48帶有由多個螺紋52構(gòu)成的外表面50。螺紋部42可被構(gòu)造成與螺紋軸環(huán)158(參見圖5a至圖5b)、螺紋螺母或另一合適的螺紋元件匹配。
在一個示例中,如圖1a至圖1b所示,緊固件10(諸如采取緊固件10a的形式)包括位于螺紋部42處的開口40,諸如槽縫開口40a。諸如槽縫開口40a(參見圖1a至圖1b)的開口40(參見圖1b)優(yōu)選地在螺紋部42(參見圖1b)的底端46(參見圖1b)處形成在底表面56(參見圖1b)中。槽縫開口40a(參見圖1a至圖1b)優(yōu)選地是從緊固件10的一側(cè)進入緊固件10的相對側(cè)的貫通開口。此外,在該示例中,如圖1a至圖1b所示,螺紋部42具有形成在底端46(參見圖1b)處的錐形末端部55。
圖1d是圖1a的緊固件10(諸如采取緊固件10a的形式)的仰視圖的圖示。圖1d示出了形成在底表面56(參見圖1b)中的開口40(諸如槽縫開口40a),并且進一步示出了進給通道70(諸如采取中心進給通道70a的形式),且進一步示出了軸主體20的底部以及頭部22。
在另一示例中,如圖2a至圖2b所示,緊固件10(諸如采取緊固件10b的形式)包括位于螺紋部42處的開口40,諸如同心環(huán)開口40b。如圖2a至圖2b進一步所示,諸如同心環(huán)開口40b的開口40優(yōu)選地形成在螺紋部42的頂端44處。此外,在該示例中,如圖2a至圖2b所示,螺紋部42在底端46(參見圖2b)處具有平坦或大致平坦的底表面56。
圖2d是圖2a的緊固件10(諸如采取緊固件10b的形式)的仰視圖的圖示。圖2d示出了底端46處的底表面56,示出了諸如同心環(huán)開口40b的開口40,并且示出了軸主體20的底部以及頭部22。
如圖1a至圖1b和圖2a至圖2b所示,緊固件10(分別諸如采取緊固件10a(參見圖1a至圖1b)的形式以及諸如采取緊固件10b(參見圖2a至圖2b)的形式)進一步包括軸主體20,軸主體20具有一體地結(jié)合、連接或聯(lián)接到螺紋部42的頂端44的第一端58,具有一體地結(jié)合、連接或聯(lián)接到頭部22的底端28的第二端60,并具有布置在第一端58與第二端60之間的中央部62。
軸主體20(參見圖1a至圖1b、圖2a至圖2b、圖2e)具有外表面64(參見圖1a至圖1b、圖2a至圖2b、圖2e)和內(nèi)表面66(參見圖1b、圖2b),并且進一步具有內(nèi)部68(參見圖1b、圖2b)和軸主體壁168(參見圖1b、圖2b、圖2e)。在一個示例中,如圖1a至圖1b所示,軸主體20的外表面64包括具有多個脊82的脊狀外表面64a。多個脊82優(yōu)選地被構(gòu)造成接觸對應(yīng)緊固件孔11(參見圖5a至圖5b)的內(nèi)孔表面86(參見圖5a至圖5b),以提供與復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖5b)的電互連90(參見圖5b),并且為由緊固到復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖3b、圖3c、圖5b)的緊固件10(參見圖3b、圖3c、圖5b)形成的緊固接頭108(參見圖3a至圖3c)提供燃料密封92(參見圖5b)。
在另一示例中,如圖2a至圖2b所示,軸主體20的外表面64包括平滑外表面64b。平滑外表面64b(參見圖2a至圖2b)優(yōu)選地是平滑或大致平滑的,并且不具有多個脊82(參見圖1a)。可選地,如圖2e所示,緊固件10(諸如采取緊固件10b的形式)的軸主體20可進一步包括一個或多個縱向溝道87,一個或多個縱向溝道87從螺紋部42的頂端44處的同心環(huán)開口40b延伸,穿過軸主體的外表面64(諸如平滑外表面64b),平行于長形軸14的縱向中心軸線78(參見圖2b),并且靠近頭部22終止。
圖2f是示出縱向溝道87的圖2e的緊固件10(諸如采取緊固件10b的形式)的仰視圖的圖示。一個或多個縱向溝道87(參見圖2e至圖2f)可包括第一縱向溝道87a(參見圖2e至圖2f)和第二縱向溝道87b(參見圖2f)。每個縱向溝道87(參見圖2e)均可具有第一端91a(參見圖2e)和第二端91b(參見圖2e)。如圖2e所示,縱向溝道87打開通到緊固件10(諸如采取緊固件10b的形式)的長形軸14的中心孔部89。
圖2f示出了為了底端46處的底表面56,示出了諸如同心環(huán)開口40b的開口40,示出了諸如采取同心環(huán)進給通道70b的形式的進給通道70,示出了縱向溝道87,并且進一步示出了軸主體20的底部以及頭部22。
如圖1b和圖2b、圖2e所示,緊固件10(分別諸如采取緊固件10a(參見圖1b)的形式以及諸如采取緊固件10b(參見圖2b、圖2e)的形式)進一步具有從螺紋部42處的開口40延伸的至少一個進給通道70。在如圖1b所示的一個示例中,進給通道70可采取中心進給通道70a的形式。在如圖2b、圖2e所示的另一示例中,進給通道70可采取同心環(huán)進給通道70b的形式。進給通道70還可具有另一合適的形式或構(gòu)造。
如圖1b和圖2b所示,進給通道70具有第一端72和第二端74。如圖1b和圖2b進一步所示,進給通道70從螺紋部42處的開口40延伸,穿過軸主體20的內(nèi)表面66,平行于長形軸14的縱向中心軸線78,并且終止于靠近頭部22的位置76處。進給通道70(參見圖1b、圖2b)縱向地且平行于長形軸14(參見圖1b、圖2b)的縱向中心軸線78(參見圖1b、圖2b)延伸,并且進給通道70(參見圖1b、圖2b)具有內(nèi)部80(參見圖1b、圖2b)。如圖1b所示,內(nèi)部80可包括從軸主體20的一側(cè)向軸主體20的相對側(cè)敞開的貫通內(nèi)部80a。
如圖1b所示,進給通道70(諸如采取中心進給通道70a的形式)可縱向地、連續(xù)地且居中地形成為穿過螺紋部42的底端46處的開口40,穿過螺紋部42的內(nèi)部54,穿過軸主體20的內(nèi)部68,并且優(yōu)選地終止于靠近或稍微低于頭部22的底端28的位置76處。進給通道70(參見圖1b)(諸如采取中心進給通道70a(參見圖1b)的形式)的內(nèi)部80(參見圖1b)優(yōu)選地是中空的,并被構(gòu)造成接收在壓力下注射到進給通道70(參見圖1b)中的樹脂填料120(參見圖5a至圖5b)。
如圖2b所示,進給通道70(諸如采取同心環(huán)進給通道70b的形式)可縱向地且連續(xù)地形成為穿過位于螺紋部42的頂端44和軸主體20的第一端58處或附近的開口40,穿過軸主體20的內(nèi)部68,并且優(yōu)選地終止于靠近或稍微低于頭部22的底端28的位置76處。進給通道70(參見圖2b)(諸如采取同心環(huán)進給通道70b(參見圖2b)的形式)的內(nèi)部80(參見圖2b)優(yōu)選地是形成在軸主體20(參見圖2b)的內(nèi)部68(參見圖2b)中的中空同心環(huán),并被構(gòu)造成接收在壓力下注射到進給通道70(參見圖2b)中的樹脂填料120(參見圖5a至圖5b)。
軸主體20(參見圖5b)進一步具有軸主體壁168(參見圖5b),每個軸主體壁的壁厚介于約0.020英寸到約0.060英寸之間。例如,緊固件10(諸如緊固件10a(參見圖1b、圖5b))的軸主體壁168(參見圖1b、圖5b)的壁厚可處于約0.020英寸到約0.030英寸之間的范圍內(nèi)。例如,緊固件10(諸如緊固件10b(參見圖2b、圖2e))的軸主體壁168(參見圖2b、圖2e)的壁厚可處于約0.040英寸到約0.060英寸之間的范圍內(nèi)。電傳導(dǎo)可主要通過軸主體壁168(參見圖5b)實現(xiàn)。
當緊固件10(參見圖1b、圖2b、圖2e、圖5a至圖5b)安裝到形成在復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)中的對應(yīng)緊固件孔11(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)中時,緊固件10(參見圖1b、圖2b)的包括軸主體壁168(參見圖5b)的軸主體20(參見圖1b、圖2b)被構(gòu)造成在壓力下將樹脂填料120(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)注射到進給通道70(參見圖1b、圖2b、圖2e、圖5a至圖5b)中時沿徑向膨脹。緊固件10(參見圖1b、圖2b、圖2e)的包括軸主體壁168(參見圖1b、圖2b、圖2e、圖5b)的軸主體20(參見圖1b、圖2b、圖2e)可被構(gòu)造成在壓力下注射樹脂填料120(參見圖5b)并填充樹脂填料120(參見圖5b)時沿徑向向外地徑向膨脹從約0.001英寸到約0.002英寸的徑向距離。
此外,在沿徑向膨脹時,軸主體20(參見圖1b、圖2b)的外表面64(參見圖1b、圖2b)被構(gòu)造成與對應(yīng)緊固件孔11(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)的內(nèi)孔表面86(參見圖5a至圖5b)進行直接接觸,導(dǎo)致緊固件10(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)提供與復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖5b)的電接觸88(參見圖5b)并且向復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖5b、圖7)提供電流152(參見圖5b)的分布,例如,由雷擊170(參見圖7)或者其它電磁效應(yīng)或電氣事件引起的電流152(參見圖5b)。緊固件10(參見圖1a、圖2a、圖3a至圖3c、圖5a至圖5b)優(yōu)選地提供與復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖5a至圖5b)的改進電接觸88(參見圖5b)并且為復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖7)提供改進電流152(參見圖5b)的分布。
如圖1a至圖1b、圖2a至圖2b、圖2e所示,緊固件10(諸如采取緊固件10a(參見圖1a至圖1b)的形式以及諸如采取緊固件10b(參見圖2a至圖2b、圖2e)的形式)包括柔順間隙配合緊固件12,柔順間隙配合緊固件12當與樹脂填料120(參見圖5a至圖5b)一起使用時,會造成軸主體20(參見圖5a至圖5b)沿徑向膨脹,導(dǎo)致頭部22(參見圖5a至圖5b)和軸主體20(參見圖5b)均與對應(yīng)緊固件孔11(參見圖5b)的內(nèi)孔表面86(參見圖5b)具有過盈配合150(參見圖5b)或有效過盈配合。
現(xiàn)在參照圖3a至圖3c,在另一示例中,提供了緊固件系統(tǒng)100。圖3a是本公開的緊固件系統(tǒng)100的部分剖切側(cè)視立體圖的圖示。圖3b是示出有圖1a的緊固件10a的緊固件系統(tǒng)100(諸如采取緊固件系統(tǒng)100a的形式)的一個示例的剖切側(cè)視立體圖的圖示。圖3c是示出有圖2a的緊固件10b的圖3a的緊固件系統(tǒng)100(諸如采取緊固件系統(tǒng)100b的形式)的另一示例的剖切側(cè)視立體圖的圖示。緊固件系統(tǒng)100(參見圖3a至圖3c、圖5a至圖5b)提供了與復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖3a至圖3c)的改進電接觸88(參見圖5b),并且為復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖7)(諸如飛行器復(fù)合結(jié)構(gòu)102b(參見圖7))提供了改進的電流152(參見圖5b)分布,例如,由雷擊170(參見圖7)或者其它電磁效應(yīng)或電氣事件引起的電流152(參見圖5b)。
緊固件系統(tǒng)100(參見圖3b、圖3c)包括如上文詳細討論的一個或多個緊固件10(參見圖3b、圖3c)(諸如采取緊固件10a(參見圖3b)的形式以及諸如采取緊固件10b(參見圖3c)的形式)。一個或多個緊固件10(參見圖3b、圖3c)均被構(gòu)造成安裝到形成在復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖3a至圖3c)(諸如碳纖維增強塑料(cfrp)結(jié)構(gòu)102a(參見圖3a至圖3c))中的一個或多個對應(yīng)緊固件孔11(參見圖3b、圖3c)內(nèi)。緊固件10(參見圖3b、圖3c)被構(gòu)造成填充有樹脂填料120(參見圖3b、圖3c)。
圖3b和圖3c示出了緊固件10插入到復(fù)合結(jié)構(gòu)102(諸如采取碳纖維增強塑料(cfrp)結(jié)構(gòu)102a的形式)中的對應(yīng)緊固件孔11中。緊固件10(參見圖3b、圖3c)的頭部22(參見圖3b、圖3c)的頂端26(參見圖3b、圖3c)的頂表面36(參見圖3b、圖3c)被示出為處于埋頭孔位置138(參見圖3b、圖3c)中。
如本文所使用的,“碳纖維增強塑料(cfrp)”是指由用多根纖維105(參見圖3b、圖3c)增強的基體材料104(參見圖3b、圖3c)制成的復(fù)合材料,基體材料104諸如是樹脂基體104a(參見圖3b、圖3c),多根纖維105諸如是碳纖維105a(參見圖3b、圖3c))或者是碳纖維105a與其它增強纖維的組合,其它增強纖維諸如是玻璃纖維、芳綸纖維、石墨纖維、芳香聚酰胺纖維、玻璃纖維、鋁纖維或其它合適的增強纖維。cfrp的基體材料104(參見圖3b、圖3c)(諸如樹脂基體104a(參見圖3b、圖3c))優(yōu)選地包括聚合物樹脂,聚合物樹脂包括熱固性聚合物樹脂或熱塑性聚合物樹脂??墒褂玫氖纠詿峁绦跃酆衔飿渲ǎ涵h(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、酚醛樹脂、乙烯基酯樹脂、烯丙基樹脂、雙馬來酰亞胺(bmi)樹脂、聚氨酯(pur)樹脂、氰酸酯樹脂、聚酰亞胺樹脂或其它合適的熱固性聚合物樹脂或樹脂系統(tǒng)。可使用的示例性熱塑性聚合物樹脂包括:聚乙烯(pe)樹脂、乙烯基樹脂、聚丙烯(pp)樹脂、包括尼龍樹脂的聚酰胺樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)樹脂、聚醚醚酮聚合物(peek)樹脂、聚醚酮酮聚合物(pekk)樹脂、聚醚砜(pes)樹脂、聚砜(psu)樹脂、聚苯硫醚(pps)樹脂、聚四氟乙烯(ptfe)樹脂或其它合適的熱塑性聚合物樹脂或樹脂系統(tǒng)。
如圖3a至圖3c所示,復(fù)合結(jié)構(gòu)102包括第一部分103a和第二部分103b。如圖3b、圖3c所示,第一部分103a可由包括基體材料104(諸如樹脂基體104a)和多根纖維105(諸如碳纖維105a)的復(fù)合材料構(gòu)成。應(yīng)注意的是,基體材料104(諸如樹脂基體104a)和多根纖維105(諸如碳纖維105a)僅被示意性地表示在圖3b、圖3c以及圖5a至圖5b中。多根纖維105(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)延伸穿過基體材料104(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)并定位在整個復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)上,沿長度方向、寬度方向或這些方向的組合(諸如0、90、+/-45度取向)延伸,并且在復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)的厚度方向上分層。
第二部分103b(參見圖3b、圖3c)可包括由諸如鋁的金屬材料或另一合適的金屬材料制成的金屬結(jié)構(gòu)107(參見圖3b、圖3c),并且緊固或附接至復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖3b、圖3c)的第一部分103a(參見圖3b、圖3c)。替代地,第一部分103a(參見圖3a至圖3c)可包括由金屬材料制成的金屬結(jié)構(gòu),并且第二部分103b(參見圖3a至圖3c)可包括復(fù)合材料。
如圖3b和圖3c所示,第一部分103a具有將緊固件10插入穿過其中的內(nèi)部開口106a,并且第二部分103b具有將緊固件10也插入穿過其中的內(nèi)部開口106b。緊固件10(參見圖3b、圖3c)將第一部分103a(參見圖3c、圖3b)附接或結(jié)合至第二部分103b(參見圖3b、圖3c),以形成緊固接頭108(參見圖3a至圖3c)。
如上文討論的,緊固件系統(tǒng)100(參見圖3b、圖3c)的每個緊固件10(參見圖1b、圖2b、圖3b、圖3c)均包括長形軸14(參見圖1b、圖2b),長形軸14具有:帶有頭部22(參見圖1b、圖2b、圖3b、圖3c)的第一端16(參見圖1b、圖2b),頭部22布置在第一端16處;帶有螺紋部42(參見圖1b、圖2b、圖3b、圖3c)的第二端18(參見圖1b、圖2b),螺紋部42布置在第二端18處;以及軸主體20(參見圖1b、圖2b、圖3b、圖3c),軸主體20布置在第一端16(參見圖1b、圖2b)與第二端18(參見圖1b、圖2b)之間。軸主體20(參見圖1b、圖2b)具有外表面64(參見圖1b、圖2b)和內(nèi)表面66(參見圖1b、圖2b)。
緊固件系統(tǒng)100(參見圖3b、圖3c)的每個緊固件10(參見圖1b、圖2b、圖3b、圖3c)均進一步包括如上文討論的至少一個進給通道70(參見圖1b、圖2b、圖3b、圖3c),至少一個進給通道70從螺紋部42(參見圖1b、圖2b、圖3b、圖3c)處的開口40(參見圖1b、圖2b、圖3b、圖3c)延伸,穿過軸主體20(參見圖1b、圖2b、圖3b、圖3c)的內(nèi)表面66(參見圖1b、圖2b),平行于長形軸14(參見圖1b、圖2b)的縱向中心軸線78(參見圖1b、圖2b),并且終止于靠近頭部22(參見圖1b、圖2b)的位置76(參見圖1b、圖2b)。在一個示例中,位于螺紋部42(參見圖1b、圖3b)處的開口40(參見圖1b、圖3b)包括位于螺紋部42(參見圖1b、圖3b)的底端46(參見圖1b)處的槽縫開口40a(參見圖1b、圖3b),并且從緊固件10的一側(cè)向緊固件10的相對側(cè)敞開。在另一示例中,位于螺紋部42(參見圖2b、圖3c)處的開口40(參見圖2b、圖3c)包括位于螺紋部42(參見圖2b、圖3c)的頂端44(參見圖2b)處的同心環(huán)開口40b(參見圖2b、圖3c)??蛇x地,如圖2e所示,一個或多個縱向溝道87可形成在軸主體20中并且可從同心環(huán)開口40b沿著軸主體20的外表面64延伸,并且靠近頭部22終止。
如圖3a至圖3c所示,緊固件系統(tǒng)100進一步包括注射工具組件110,注射工具組件110被構(gòu)造成聯(lián)接到安裝在一個或多個對應(yīng)緊固件孔11中的一個或多個緊固件10(諸如采取緊固件10a(參見圖3b)的形式以及諸如采取緊固件10b(參見圖3c)的形式))中的每個緊固件。如圖3a至圖3c所示,注射工具組件110聯(lián)接到復(fù)合結(jié)構(gòu)102的第二部分103b的底表面112。如圖3b、圖3c所示,注射工具組件110聯(lián)接到緊固件10的螺紋部42。
注射工具組件110(參見圖3a至圖3c)包括一個或多個附接部114(參見圖3a至圖3c)(諸如采取吸盤或其它合適的附接元件的形式),用于附接至復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖3a至圖3c)的底表面112(參見圖3a至圖3c)。附接部114(參見圖3a至圖3c)具有附接至復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖3a至圖3c)的第二部分103b(參見圖3a至圖3c)的底表面112(參見圖3a至圖3c)的第一端116a(參見圖3a至圖3c),并且具有第二端116b(參見圖3a至圖3c)。
如圖3a至圖3c所示,附接部114用壓力注射器126聯(lián)接到容器118,壓力注射器126優(yōu)選地包含用于注射到緊固件10(參見圖3b、圖3c)的進給通道70(參見圖3b、圖3c)中的樹脂填料120(參見圖3b、圖3c)。如圖3a至圖3c進一步所示,容器118聯(lián)接到保持器組件128,并且用保持器組件128保持到適當位置。容器118(參見圖3a)及壓力注射器126(參見圖3a)可聯(lián)接到或附接至壓力組件129(參見圖3a),壓力組件129提供壓力和功率以將樹脂填料120注射到緊固件10中。
容器118(參見圖3b、圖3c)優(yōu)選地被構(gòu)造成經(jīng)由附接部114(參見圖3b、圖3c)聯(lián)接到緊固件10(參見圖3b、圖3c)的螺紋部42(參見圖3b、圖3c)處的開口40(參見圖3b、圖3c)。壓力注射器126(參見圖3b、圖3c)優(yōu)選地聯(lián)接到緊固件10(參見圖3b、圖3c)的螺紋部42(參見圖3b、圖3c)處的開口40(參見圖3b、圖3c),并被構(gòu)造成在壓力下將樹脂填料120(參見圖3b、圖3c)注射到緊固件10(參見圖3b、圖3c)中。
如圖3b和圖3c進一步所示,注射工具組件110可具有附接至或聯(lián)接到附接部114的第一端116a的一個或多個密封元件136(諸如采取o形環(huán)壓力密封件136a的形式)。密封元件136(參見圖3b、圖3c)(諸如采取高溫o形環(huán)壓力密封件136a(參見圖3b、圖3c)的形式)優(yōu)選地將附接部114(參見圖3b、圖3c)的第一端116a(參見圖3b、圖3c)壓力密封在復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖3b、圖3c)的底表面112(參見圖3b、圖3c)上。
如圖3b和圖3c進一步所示,壓力注射器126優(yōu)選地包括具有第一端132a的中空注射管130,第一端132a具有構(gòu)造成將樹脂填料120注射到中空注射管130中的第一端開口134a。在一個示例中,如圖3b所示,中空注射管130具有第二端132b,第二端132b具有第二端開口134b,第二端開口134b被構(gòu)造成對準并聯(lián)接到緊固件10(諸如采取緊固件10a的形式)的螺紋部42處的開口40(諸如槽縫開口40a)。在該示例中,如圖3b所示,緊固件系統(tǒng)100(諸如采取緊固件系統(tǒng)100a的形式)的注射工具組件110在壓力下將樹脂填料120注射或泵送進入緊固件10(諸如采取緊固件10a的形式)的進給通道70(諸如中心進給通道70a),以便用樹脂填料120填充進給通道70(諸如中心進給通道70a)。
在另一示例中,如圖3c所示,中空注射管130可被構(gòu)造成連接到形成在附接部114的一個或多個內(nèi)部部分142處的進給通道組件140。如圖3c所示,進給通道組件140可包括兩個以上橫向通道144,每個橫向通道144均在一端處聯(lián)接到中空注射管130,并且每個橫向通道144均在另一端處聯(lián)接到同心環(huán)通道146。同心環(huán)通道146(參見圖3c)被構(gòu)造成對準并聯(lián)接到緊固件10(參見圖3c)(諸如采取緊固件10b(參見圖3c)的形式)的螺紋部42(參見圖3c)的頂端44(參見圖2b)處的開口40(參見圖3c)(諸如同心環(huán)開口40b(參見圖3c))。在該示例中,如圖3c所示,緊固件系統(tǒng)100(諸如采取緊固件系統(tǒng)100b的形式)的注射工具組件110在壓力下將樹脂填料120注射或泵送進入緊固件10(諸如采取緊固件10b的形式)的進給通道70(諸如同心環(huán)進給通道70b),以便用樹脂填料120填充進給通道70(諸如同心環(huán)進給通道70b)。
緊固件系統(tǒng)100(參見圖3b、圖3c)進一步包括樹脂填料120(參見圖3b、圖3c),經(jīng)由注射工具組件110(參見圖3b、圖3c)將樹脂填料120注射到安裝在復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖3b、圖3c)中的每個緊固件10(參見圖3b、圖3c)中。樹脂填料120(參見圖3b、圖3c)優(yōu)選地被配制成實現(xiàn)有效粘度水平以分配到緊固件10(參見圖3b、圖3c)的進給通道70(參見圖3b、圖3c)中,但優(yōu)選地不處于自由流動液體狀態(tài)下。
樹脂填料120(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)優(yōu)選地包括混合有、填充有或包含填料材料124(參見圖5b)(諸如導(dǎo)電的傳導(dǎo)性添加劑或填料,或者諸如非導(dǎo)電材料)的樹脂材料122(參見圖5b)(諸如粘結(jié)樹脂材料或樹脂系統(tǒng))。樹脂材料122(參見圖5b)可包括聚合物樹脂,聚合物樹脂包括熱固性聚合物樹脂或熱塑性聚合物樹脂??墒褂玫氖纠詿峁绦跃酆衔飿渲ǎ涵h(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、酚醛樹脂、乙烯基酯樹脂、烯丙基樹脂、雙馬來酰亞胺(bmi)樹脂、聚氨酯(pur)樹脂、氰酸酯樹脂、聚酰亞胺樹脂或其它合適的熱固性聚合物樹脂或樹脂系統(tǒng)??墒褂玫氖纠詿崴苄跃酆衔飿渲ǎ壕垡蚁?pe)樹脂、乙烯基樹脂、聚丙烯(pp)樹脂、包括尼龍樹脂的聚酰胺樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)樹脂、聚醚醚酮聚合物(peek)樹脂、聚醚酮酮聚合物(pekk)樹脂、聚醚砜(pes)樹脂、聚砜(psu)樹脂、聚苯硫醚(pps)樹脂、聚四氟乙烯(ptfe)樹脂或其它合適的熱塑性聚合物樹脂或樹脂系統(tǒng)。用于樹脂填料120(參見圖5b)的示例性樹脂材料122(參見圖5b)或者粘結(jié)樹脂材料或樹脂系統(tǒng)包括環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺(bmi)樹脂、酚醛樹脂和氰酸酯樹脂。
例如,填料材料124(參見圖5b)可包括:短切碳纖維;碳納米管;碳納米纖維;碳黑;金屬纖維;包括銀顆粒、鎳顆粒、銅顆粒和鋁顆粒的金屬顆粒;石墨;石墨烯;石墨烯納米填料;或其它合適的導(dǎo)電材料或非導(dǎo)電材料。另外,填料材料124(參見圖5b)可包括導(dǎo)電聚合物,諸如聚(3,4-乙撐二氧噻吩)聚磺苯乙烯(pedot/pss)、聚苯胺、聚吡咯、聚乙炔、聚噻吩或其它合適的導(dǎo)電聚合物。如本文所使用的,也被稱為“固有導(dǎo)電聚合物”的“導(dǎo)電聚合物”是指能夠?qū)щ姷挠袡C聚合物。用于樹脂填料120(參見圖5b)的示例性填料材料124(參見圖5b)包括碳納米管、短切碳纖維、銀顆粒和導(dǎo)電聚合物聚(3,4-乙撐二氧噻吩)聚磺苯乙烯(pedot/pss)。
示例性樹脂填料120(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)包括:摻雜有銀顆粒的環(huán)氧樹脂;摻雜有銀顆粒的雙馬來酰亞胺(bmi)樹脂;摻雜有銀顆粒的酚醛樹脂;摻雜有銀顆粒的氰酸酯樹脂;摻雜有碳納米管的環(huán)氧樹脂;摻雜有碳納米管的雙馬來酰亞胺(bmi)樹脂;摻雜有碳納米管的酚醛樹脂;摻雜有碳納米管的氰酸酯樹脂;具有短切碳纖維的環(huán)氧樹脂;具有短切碳纖維的雙馬來酰亞胺(bmi)樹脂;具有短切碳纖維的酚醛樹脂;具有短切碳纖維的氰酸酯樹脂;以及具有聚(3,4-乙撐二氧噻吩)聚磺苯乙烯(pedot/pss)的樹脂。如本文所使用的,“摻雜”是指混合有、填充有或包含,即,樹脂混合有、填充有或包含導(dǎo)電材料或添加劑,諸如銀顆粒、碳納米管或短切碳纖維以提供傳導(dǎo)性(諸如導(dǎo)電性),或者混合有、填充有或包含非導(dǎo)電材料。
優(yōu)選地,樹脂填料120(參見圖5b)的樹脂材料122(參見圖5b)或樹脂系統(tǒng)具有與將樹脂材料122(參見圖5b)插入或注射到其中的緊固件10(參見圖1a、圖2a、圖5a至圖5b)類似的化學性質(zhì)、結(jié)構(gòu)性質(zhì)和膨脹特性。
樹脂填料120(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)可具有大約1x104s/m(西門子每米)以上的傳導(dǎo)性(諸如導(dǎo)電性)。如本文所使用的,“傳導(dǎo)性”和“導(dǎo)電性”是指樹脂填料傳導(dǎo)電流的能力。優(yōu)選地,沿著包括復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)的復(fù)合材料的碳纖維105a(參見圖5a至圖5b)的方向,樹脂填料120(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)的傳導(dǎo)性(諸如導(dǎo)電性)接近復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖5a至圖5b)的復(fù)合材料的傳導(dǎo)性(諸如導(dǎo)電性)。
優(yōu)選地,選擇樹脂填料120(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)使得樹脂填料120(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)的熱膨脹系數(shù)(cte)基本上匹配或者匹配緊固件10(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)的熱膨脹系數(shù)(cte)。如本文所使用的,“熱膨脹系數(shù)(cte)”是指單位溫度變化(例如,每華氏度或攝氏度)的材料的長度或容積變化(例如,以英寸為單位的線性熱膨脹),并用于確定作為溫度函數(shù)的材料膨脹率,并且可用于確定熱應(yīng)力問題是否可能發(fā)生。聚合物塑料傾向于比金屬膨脹和收縮多六(6)到九(9)倍,并且相鄰材料之間的cte差可致使聚合物的內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)力集中,這可造成過早的微裂紋發(fā)生。因此,優(yōu)選地選擇樹脂填料120(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)使得樹脂填料120(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)的cte基本上匹配或者匹配緊固件10(參見圖1a、圖2a、圖5a至圖5b)的cte,使得內(nèi)應(yīng)力不會在典型的地面到高度溫度變化中生成,地面到高度溫度變化通常在飛行器200a(參見圖7)中經(jīng)歷并且可能致使緊固的復(fù)合接頭中的微裂紋。
緊固件系統(tǒng)100(參見圖3a至圖3c,5b)可進一步包括可去除的插塞裝置94(參見圖5b),插塞裝置94被構(gòu)造成在樹脂填料120(參見圖5b)注射到緊固件10(參見圖5b)的進給通道70(參見圖5b)中之后以及在樹脂填料120(參見圖5b)固化到適當位置之前臨時插入到進給通道70(參見圖5b)的開口40(參見圖5b)中,以防止樹脂填料120(參見圖5b)從緊固件10(參見圖5b)泄漏。
現(xiàn)在參照圖4,圖4是安裝到復(fù)合結(jié)構(gòu)102(諸如碳纖維增強塑料(cfrp)結(jié)構(gòu)102a)中的已知套筒式緊固件1(諸如采取過盈配合套筒式緊固件1a的形式)的剖面?zhèn)纫晥D的示意圖。如圖4所示,緊固件1包括頭部6、軸主體7和螺紋部8。諸如cres(耐腐蝕鋼)套筒的套筒2(參見圖4)圍繞頭部6和軸主體7的外側(cè)。密封劑4(參見圖4)被添加到套筒2(參見圖4)之上。如圖4所示,具有第一端160a和第二端160b的螺紋軸環(huán)158圍繞緊固件1的螺紋部8旋擰。
緊固件1(參見圖4)在頭部6(參見圖4)處且沿著軸主體7(參見圖4)具有過盈配合150(參見圖4)。圖4示出了包括頭部電流分布153和軸主體電流分布154的電流152的分布,并且示出了沿著緊固件1的整個套筒長度156分布或傳遞的電流152。電流152(參見圖4)穿過復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖4)(諸如碳纖維增強塑料(cfrp)結(jié)構(gòu)102a(參見圖4))、沿著緊固件1(參見圖4)的整個套筒長度156(參見圖4)的分布是均勻的。緊固件1(參見圖4)被濕安裝以確保燃料密封。
現(xiàn)在參照圖5a,圖5a是緊固件10(諸如采取緊固件10a的形式)的部分剖面?zhèn)纫晥D的示意圖,以進一步圖示本公開的圖3b的緊固件系統(tǒng)100(諸如緊固件系統(tǒng)100a)。圖5a示出了緊固件10(諸如采取緊固件10a的形式)安裝到具有對應(yīng)緊固件孔11(可具有粗糙表面)的復(fù)合結(jié)構(gòu)102(諸如碳纖維增強塑料(cfrp)結(jié)構(gòu)102a)中。
如圖5a所示,復(fù)合結(jié)構(gòu)102(諸如碳纖維增強塑料(cfrp)結(jié)構(gòu)102a)包括混合有多根纖維105(諸如碳纖維105)的基體材料104(諸如樹脂基體104a)。復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖5a、圖7)優(yōu)選地包括飛行器復(fù)合結(jié)構(gòu)102b(參見圖7)。圖5a進一步示出了樹脂填料120注射到緊固件10中以填充進給通道70(諸如中心進給通道70a)的內(nèi)部80。
如圖5a進一步所示,緊固件10(諸如采取緊固件10a的形式)包括頭部22、軸主體20和螺紋部42。緊固件10(參見圖5a)的頭部22(參見圖5a)處于復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖5a)的對應(yīng)緊固件孔11(參見圖5a)內(nèi)的埋頭孔位置138(參見圖5a)中。如圖5a所示,當緊固件10被安裝到對應(yīng)緊固件孔11內(nèi)時,緊固件10的軸主體20上的多個脊82與對應(yīng)緊固件孔11的內(nèi)孔表面86相鄰且直接接觸。如圖5a所示,在緊固件10填充樹脂填料120之前并且在緊固件10經(jīng)歷徑向膨脹162(參見圖5b)之前,緊固件10具有間隙配合148。
如圖5a所示,螺紋軸環(huán)158可優(yōu)選地聯(lián)接到緊固件10的螺紋部42,以張緊緊固件10并幫助將緊固件10保持到復(fù)合結(jié)構(gòu)102中的對應(yīng)緊固件孔11內(nèi)的適當位置。如圖5a進一步所示,螺紋軸環(huán)158具有與復(fù)合結(jié)構(gòu)102的下端相鄰的第一端160a并且具有第二端160b。
在螺紋軸環(huán)158(參見圖5a)聯(lián)接到或附接至緊固件10(參見圖5a)并且緊固件10(參見圖5a)被固定到對應(yīng)緊固件孔11(參見圖5a)中的適當位置之后,樹脂填料120(參見圖5a)優(yōu)選地用注射工具組件110(參見圖5a)注射或沉積到緊固件10(參見圖5a)中。
如圖5a所示,注射工具組件110具有壓力注射器126,壓力注射器126聯(lián)接到包含樹脂填料120的容器118。如上文討論的,樹脂填料120(參見圖5a)包括混合有、包含或填充有可導(dǎo)電或不可導(dǎo)電的填料材料124(參見圖5b)的樹脂材料122(參見圖5b)。
可通過壓力組件129(如圖3a所示)或另一合適的功率和壓力源或裝置向注射工具組件110(參見圖5a)提供壓力和功率。壓力注射器126(參見圖5a)和容器118(參見圖5a)可包括與圖3b中示出的壓力注射器126(參見圖3b)和容器118(參見圖3b)類似的部件和類似的構(gòu)建,或者可包括用在已知流體壓力注射工藝中的其它合適的已知壓力注射器和容器部件。
圖5a示出的箭頭表示樹脂填料120進入緊固件10的流動路徑。樹脂填料120(參見圖5a)在壓力下流經(jīng)注射工具組件110(參見圖5a),經(jīng)由螺紋部42(參見圖5a)處的頭部22(參見圖5a)的開口40(參見圖5a)進入緊固件10(參見圖5a),繼續(xù)沿著軸主體20(參見圖5a)的長度96(參見圖5a)流入并流過進給通道70(參見圖5a)(諸如采取中心進給通道70a(參見圖5a)的形式)。一旦有效或期望量的樹脂填料120(參見圖5a)注射或插入到緊固件10(參見圖5a)中,緊固件10(參見圖5a)與注射的樹脂填料120(參見圖5a)就可優(yōu)選地固化。
現(xiàn)在參照圖5b,圖5b是圖5a的緊固件系統(tǒng)100的部分剖面?zhèn)纫晥D的示意圖,示出了填充有樹脂填料120的緊固件10(諸如采取緊固件10a的形式),并且示出了緊固件10的徑向膨脹162和電流152的分布。圖5b示出了安裝到具有對應(yīng)緊固件孔11的復(fù)合結(jié)構(gòu)102(諸如碳纖維增強塑料(cfrp)結(jié)構(gòu)102a)中的緊固件10(諸如采取緊固件10a的形式)。如圖5b所示,復(fù)合結(jié)構(gòu)102(諸如碳纖維增強塑料(cfrp)結(jié)構(gòu)102a)包括混合有多根纖維105(諸如碳纖維105)的基體材料104(諸如樹脂基體104a)。圖5b進一步示出了填充有樹脂填料120的進給通道70(諸如中心進給通道70a),包括混合有填料材料124的樹脂材料122。
如圖5b進一步所示,緊固件10(諸如采取緊固件10a的形式)包括頭部22、軸主體20和螺紋部42。緊固件10(參見圖5b)的頭部22(參見圖5b)處于復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖5b)的對應(yīng)緊固件孔11(參見圖5b)內(nèi)的埋頭孔位置138(參見圖5b)中。如圖5b所示,當緊固件10被安裝到對應(yīng)緊固件孔11內(nèi)時,緊固件10的軸主體20上的多個脊82與對應(yīng)緊固件孔11的內(nèi)孔表面86相鄰且直接接觸。一旦軸主體20(參見圖5b)沿徑向膨脹,沿著軸主體20(參見圖5b)的外表面64(參見圖1b)形成的多個脊82(參見圖5b)(諸如雙功能螺紋)就可用來或用于提供緊固件10(參見圖5b)與內(nèi)孔表面86(參見圖5b)之間的電互連90(參見圖5b),并且還可充當或作為可靠的用于緊固接頭108(參見圖3a至圖3c)的燃料密封92(參見圖5b)。
如圖5b進一步所示,具有第一端160a(與復(fù)合結(jié)構(gòu)102的下端相鄰)并具有第二端160b的螺紋軸環(huán)158可優(yōu)選地聯(lián)接到緊固件10的螺紋部42,以張緊緊固件10并幫助將緊固件10保持到復(fù)合結(jié)構(gòu)102中的對應(yīng)緊固件孔11內(nèi)的適當位置。
如圖5b進一步所示,在樹脂填料120注射到緊固件10的進給通道70中之后,可去除的插塞裝置94可臨時地插入到進給通道70的開口40中以防止樹脂填料120從緊固件10泄漏??扇コ牟迦b置94(參見圖5b)可在固化緊固件10(參見圖5b)和樹脂填料120(參見圖5b)之后被去除,或者插塞裝置94(參見圖5b)可在固化之后保持附接至緊固件10(參見圖5b)并且在稍后的時間去除。在注射樹脂填料120(參見圖5b)之后并且或在固化之前或在固化之后,緊固件10(參見圖5b)的開口40(參見圖5b)可用可去除的插塞裝置94(參見圖5b)或其它合適的密封元件或裝置來插塞、密封或封閉。為了增加生產(chǎn)時間的速度,可去除的插塞裝置94(參見圖5b)可在已注射樹脂填料120(參見圖5b)之后插入到緊固件10(參見圖5b)的進給通道70(參見圖5b)的端部中,使得生產(chǎn)工具可移向下一工位并且沒有花費時間來等待樹脂填料120(參見圖5b)的樹脂材料122(參見圖5b)固化。
圖5b示出了包括頭部電流分布153和軸主體電流分布154的電流152的分布,并且示出了電流152在緊固件10的頭部22處且沿著緊固件10的軸主體20的長度96的分布或傳遞。電流152(參見圖5b)的分布(諸如軸主體電流分布154(參見圖5b))優(yōu)選地沿著沿徑向膨脹或者已經(jīng)歷徑向膨脹162(參見圖5b)的軸主體20(參見圖5b)的長度96(參見圖5b)是均勻的。徑向膨脹162(參見圖5b)提供了橫跨緊固件與復(fù)合結(jié)構(gòu)的界面的導(dǎo)電性。頭部電流分布153(參見圖5b)優(yōu)選地多于軸主體電流分布154(參見圖5b)。
當樹脂填料120(參見圖5b)在壓力下用注射工具組件110(參見圖5a)注射到每個緊固件10(參見圖5b)的進給通道70(參見圖5b)中以填充進給通道70(參見圖5b)時,會造成包括軸主體壁168(參見圖5b)的軸主體20(參見圖5b)沿徑向膨脹并造成與對應(yīng)緊固件孔11(參見圖5b)的內(nèi)孔表面86(參見圖5b)的直接物理接觸和電接觸88(參見圖5b),并且導(dǎo)致軸主體區(qū)域98膨脹。一旦緊固件10(參見圖5b)插入到鉆制的對應(yīng)緊固件孔11(參見圖5b)中,諸如包括樹脂材料122(參見圖5b)及填料材料124(參見圖5b)(例如,短切碳纖維或等同物)的樹脂填料120(參見圖5b)就可注射到緊固件10(參見圖5b)的進給通道70(參見圖5b)中,并且還可作為或用作緊固接頭108(參見圖3a至圖3c)的結(jié)構(gòu)加強件164(參見圖5b)。
緊固件10(參見圖5b)的徑向膨脹162(參見圖5b)提供了與復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖5b)的改進電接觸88(參見圖5b)并且提供了到復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖5b)改進的電流152(參見圖5b)的分布。每個緊固件10(參見圖5b)均包括柔順間隙配合緊固件12(參見圖1b、圖2b),柔順間隙配合緊固件12當與樹脂填料120(參見圖5b)一起使用時,會造成軸主體20(參見圖5b)沿徑向膨脹,在頭部22(參見圖5b)處且沿著軸主體20(參見圖5b)提供過盈配合150(參見圖5b)。因此,緊固件10(參見圖5b)提供有效的雷擊保護設(shè)計166(參見圖5b),增加緊固接頭108(參見圖3a至圖3c)的電流承載能力。
現(xiàn)在參照圖6,在另一示例中,提供了用于改進與飛行器200a(參見圖7)的復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖5b)的電接觸88(參見圖5b)并且改進到飛行器200a(參見圖7)的電流152(參見圖5b)的分布的方法180,例如,來自雷擊170(參見圖7)的電流152(參見圖5b)或者其它電磁效應(yīng)或電氣事件。圖6是示出本公開的方法180的一個示例的流程圖。
如圖6所示,方法180包括步驟182:將諸如緊固件10a(參見圖1a、圖5a至圖5b)或緊固件10b(參見圖2a)的一個或多個緊固件10(參見圖1a、圖2a、圖5a至圖5b)安裝到形成在復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)中的一個或多個對應(yīng)緊固件孔11(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)中。在將緊固件10(參見圖1a、圖2a、圖5a至圖5b)安裝到對應(yīng)緊固件孔11(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)中之前,對應(yīng)緊固件孔11(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)(諸如采取離散通孔的形式)優(yōu)選地諸如通過鉆制或另一合適的成形工藝用已知成形裝置(諸如鉆機或其它合適的孔成形裝置)形成到復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)中。在形成穿過復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)的對應(yīng)緊固件孔11(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)的情況下,對應(yīng)緊固件孔11(參見圖5a)在復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖5a至圖5b)的對應(yīng)緊固件孔11(參見圖5a至圖5b)的內(nèi)孔表面86(參見圖5a至圖5b)(可能是粗糙的)處接合總計多根纖維105(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)(諸如碳纖維105a(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b))中的一些纖維。
在將緊固件10(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)安裝到已形成的對應(yīng)緊固件孔11(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)中之前,根據(jù)需要或期望,對應(yīng)緊固件孔11(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)可利用本領(lǐng)域已知的合適的清潔或制備裝置、清潔或制備劑和/或清潔或制備方法進行清潔或制備。
一旦對應(yīng)緊固件孔11(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)已被清潔或制備,緊固件10(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)就插入或安裝到對應(yīng)緊固件孔11(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)中。螺紋軸環(huán)158(參見圖5a至圖5b)可優(yōu)選地聯(lián)接到緊固件10(參見圖5a至圖5b)的螺紋部42(參見圖5a至圖5b),以幫助將緊固件10(參見圖5a至圖5b)保持到復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖5a至圖5b)中的對應(yīng)緊固件孔11(參見圖5a至圖5b)內(nèi)的適當位置。
如上文詳細討論的,每個緊固件10(參見圖1a、圖2a)均包括如上文討論的長形軸14(參見圖1a、圖2a),長形軸14具有:帶有頭部22(參見圖1a、圖2a)的第一端16(參見圖1a、圖2a)、帶有螺紋部42(參見圖1a、圖2a)的第二端18(參見圖1a、圖2a)以及布置在第一端16(參見圖1a、圖2a)與第二端18(參見圖1a、圖2a)之間的軸主體20(參見圖1a、圖2a、圖3a)。軸主體20(參見圖1a、圖2a)具有外表面64(參見圖1a、圖2a)和內(nèi)表面66(參見圖1b、圖2b)。
每個緊固件10(參見圖1a、圖2a)均進一步包括如上文討論的至少一個進給通道70(參見圖1b、圖2b),至少一個進給通道70從螺紋部42(參見圖1b、圖2b)處的開口40(參見圖1b、圖2b)延伸,穿過軸主體20(參見圖1b、圖2b)的內(nèi)表面66(參見圖1b、圖2b),平行于長形軸14(參見圖1b、圖2b)的縱向中心軸線78(參見圖1b、圖2b),并且終止于靠近頭部22(參見圖1b、圖2b)的位置76(參見圖1b、圖2b)。
在一個示例中,安裝一個或多個緊固件10(參見圖1a、圖2a)的步驟182(參見圖6)可包括:安裝一個或多個緊固件10(參見圖1a、圖2a),其中螺紋部42(參見圖1b、圖2b)處的開口40(參見圖1b、圖2b)包括位于螺紋部42(參見圖1b)的底端46(參見圖1b)處的槽縫開口40a(參見圖1b)和位于螺紋部42(參見圖2b)的頂端44(參見圖2b)處的同心環(huán)開口40b(參見圖2b)中的一者,或者包括另一合適類型的開口。
如圖6所示,方法180進一步包括步驟184:將一個或多個緊固件10(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)扭轉(zhuǎn)到一個或多個對應(yīng)緊固件孔11(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)中的適當位置。在緊固件10(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)到位之后,注射工具組件110(參見圖3a至圖3c、圖5a)優(yōu)選地聯(lián)接到緊固件10(參見圖3b、圖3c、圖5a)的螺紋部42(參見圖3b、圖3c、圖5a)。
如圖6所示,方法180進一步包括步驟186:在壓力下將樹脂填料120(參見圖3b、圖3c、圖5a)注射到每個緊固件10(參見圖3b、圖3c、圖5a)的螺紋部42(參見圖3b、圖3c、圖5a)處的開口40(參見圖3b、圖3c、圖5a)中;以及用樹脂填料120(參見圖3b、圖3c、圖5a)填充每個進給通道70(參見圖3b、圖3c、圖5a),造成軸主體20(參見圖3b、圖3c、圖5a)沿徑向膨脹并與對應(yīng)緊固件孔11(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)的內(nèi)孔表面86(參見圖5a至圖5b)進行直接接觸。樹脂填料120(參見圖3b、圖3c、圖5a)優(yōu)選地用注射工具組件110(參見圖3b、圖3c、圖5a)注射或沉積到緊固件10(參見圖3b、圖3c、圖5a)中。
在壓力下注射樹脂填料120(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)以及用樹脂填料120(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)填充進給通道70(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)的步驟186(參見圖6)優(yōu)選地包括:用樹脂填料120(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)填充進給通道70(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b),造成軸主體20(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)在徑向膨脹162(參見圖5b)處沿徑向膨脹約0.001英寸到約0.002英寸。
在壓力下注射樹脂填料120(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)以及用樹脂填料120(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)填充每個進給通道70(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)的步驟186(參見圖6)優(yōu)選地包括:使用注射工具組件110(參見圖3b、圖3c、圖5a)將樹脂填料120(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)注射到緊固件10(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)中。
如圖3b、圖3c和圖5a所示,注射工具組件110包括包含樹脂填料120的容器118。容器118(參見圖3b、圖3c、圖5a)優(yōu)選地被構(gòu)造成聯(lián)接到緊固件10(參見圖3b、圖3c、圖5a)。如圖3b、圖3c和圖5a所示,注射工具組件110進一步包括聯(lián)接到容器118的壓力注射器126,并且壓力注射器126優(yōu)選地被構(gòu)造成聯(lián)接到位于緊固件10(諸如緊固件10a(參見圖1a、圖5a)和緊固件10b(參見圖2a))的螺紋部42處的開口40。容器118(參見圖3b、圖3c、圖5a)還可被構(gòu)造成聯(lián)接到開口40(參見圖3b、圖3c、圖5a)。壓力注射器126(參見圖3b、圖3c、圖5a)優(yōu)選地被構(gòu)造成在壓力下將樹脂填料120(參見圖3b、圖3c、圖5a)注射到緊固件10(參見圖3b、圖3c、圖5a)中。
在壓力下注射樹脂填料120(參見圖5a至圖5b)的步驟186(參見圖6)進一步包括:注射所述樹脂填料120(參見圖5a至圖5b),即樹脂填料120包括混合有可導(dǎo)電或不可導(dǎo)電的填料材料124(參見圖5b)的樹脂材料122(參見圖5b)。如圖5b所示,樹脂填料120包括混合有填料材料124的樹脂材料122。如上文討論的,用于樹脂填料120(參見圖5b)的示例性樹脂材料122(參見圖5b)或者粘結(jié)樹脂材料或樹脂系統(tǒng)可包括環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺(bmi)樹脂、酚醛樹脂和氰酸酯樹脂,并且用于樹脂填料120(參見圖5b)的示例性填料材料124(參見圖5b)可包括碳納米管、短切碳纖維、銀顆粒和導(dǎo)電聚合物聚(3,4-乙撐二氧噻吩)聚磺苯乙烯(pedot/pss)。示例性樹脂填料120(參見圖5a至圖5b)包括:摻雜有銀顆粒的環(huán)氧樹脂;摻雜有銀顆粒的雙馬來酰亞胺(bmi)樹脂;摻雜有銀顆粒的酚醛樹脂;摻雜有銀顆粒的氰酸酯樹脂;摻雜有碳納米管的環(huán)氧樹脂;摻雜有碳納米管的雙馬來酰亞胺(bmi)樹脂;摻雜有碳納米管的酚醛樹脂;摻雜有碳納米管的氰酸酯樹脂;具有短切碳纖維的環(huán)氧樹脂;具有短切碳纖維的雙馬來酰亞胺(bmi)樹脂;具有短切碳纖維的酚醛樹脂;具有短切碳纖維的氰酸酯樹脂;以及具有聚(3,4-乙撐二氧噻吩)聚磺苯乙烯(pedot/pss)的樹脂。
在壓力下注射樹脂填料120(參見圖5a至圖5b)的步驟186(參見圖6)進一步包括:選擇樹脂填料120(參見圖5a至圖5b),使得樹脂填料120(參見圖5a至圖5b)的熱膨脹系數(shù)(cte)基本上匹配緊固件10(參見圖5a至圖5b)的熱膨脹系數(shù)(cte)。此外,除了類似的cte和膨脹特性,優(yōu)選地,樹脂填料120(參見圖5b)的樹脂材料122(參見圖5b)或者粘結(jié)樹脂材料或樹脂系統(tǒng)具有與組成緊固件10(參見圖1a、圖2a、圖2e、圖5a至圖5b)的材料類似的化學性質(zhì)和類似的結(jié)構(gòu)性質(zhì)。
如圖6所示,方法180可進一步可選地在將樹脂填料120(參見圖5a至圖5b)注射到緊固件10(參見圖5a至圖5b)中的步驟186之后包括步驟188:將可去除的插塞裝置94(參見圖5b)插入到緊固件10(參見圖5b)的每個進給通道70(參見圖5b)的開口40(參見圖5b)中,以防止樹脂填料120(參見圖5b)從緊固件10(參見圖5b)泄漏??扇コ牟迦b置94(參見圖5b)可在固化緊固件10(參見圖5b)和樹脂填料120(參見圖5b)之后被去除,或者可去除的插塞裝置94可在固化之后保持附接至緊固件10(參見圖5b)。
如圖6所示,方法180進一步包括步驟190:將復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖5b)及安裝在復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖5b)中并填充有樹脂填料120(參見圖5b)的一個或多個緊固件10(參見圖5b)固化。一旦有效或期望量的樹脂填料120(參見圖5a)被注射或插入到緊固件10(參見圖5a)中,緊固件10(參見圖5a)及注射的樹脂填料120(參見圖5a)就優(yōu)選地固化。固化步驟190可使用已知固化工藝(諸如熱壓罐固化工藝、真空袋固化工藝、組合式熱壓罐和真空袋裝固化工藝、壓縮模制固化工藝、樹脂傳遞模制工藝、室溫固化工藝或另一合適的固化工藝)來執(zhí)行。根據(jù)材料規(guī)范的要求,固化可在升高的有效溫度或有效熱和/或有效壓力下進行有效時間段,以有效地固化選定樹脂填料120(參見圖5a)。在固化期間,樹脂填料120(參見圖5a)在緊固件10(參見圖5a)中的沉積時硬化。需要的固化溫度或熱和/或壓力取決于選擇為注射到緊固件10(參見圖5a)中的樹脂填料120(參見圖5a)的類型,并且可因此變化。如本文所使用的,“固化”是指在加熱或不加熱的情況下經(jīng)歷全部或部分硬化過程,并且包括正在固化或已預(yù)固化的樹脂。
如圖6所示,方法180進一步包括步驟192:提供每個緊固件10(參見圖5b)(諸如緊固件10a(參見圖1a、圖5b)和緊固件10b(參見圖2a))與每個對應(yīng)緊固件孔11(參見圖5b)的內(nèi)孔表面86(參見圖5b)之間的電接觸88(參見圖5b);以及提供諸如由向飛行器200a(參見圖7)的雷擊170(參見圖7)引起的電流152(參見圖5b)的分布。
提供電接觸88(參見圖5b)以及提供電流152(參見圖5b)的分布的步驟192包括:分配頭部電流分布153(參見圖5b)和軸主體電流分布154(參見圖5b)。如圖5b所示,軸主體電流分布154沿著沿徑向膨脹(例如,經(jīng)歷徑向膨脹162)的軸主體20的長度96是均勻的,并且頭部電流分布153多于軸主體電流分布154。在緊固件10(參見圖5b)隨樹脂填料120(參見圖5b)膨脹之后,緊固件10(參見圖5b)優(yōu)選地在頭部22處具有與復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖5b)的過盈配合150(參見圖5b),并且經(jīng)過軸主體20(參見圖5b)具有與復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖5b)的過盈配合150(參見圖5b)。
現(xiàn)在參照圖7,圖7是飛行器200(諸如飛行器200a)的立體圖的圖示,飛行器200可整合具有本公開的緊固件10(參見圖1a、圖2a)的示例的一個或多個復(fù)合結(jié)構(gòu)102(例如,一個或多個飛行器復(fù)合結(jié)構(gòu)102b)。優(yōu)選地,復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖7)包括碳纖維增強塑料(cfrp)結(jié)構(gòu)102a(參見圖3a至圖3c、圖5a至圖5b)。如圖7所示,飛行器200a包括這樣的部件,諸如機身202、機頭204、飛行甲板206、機翼208、一個或多個推進單元210或發(fā)動機以及包括豎直穩(wěn)定器214和水平穩(wěn)定器216的尾部212。
雖然圖7中示出的飛行器200(諸如飛行器200a)一般代表具有一個或多個復(fù)合結(jié)構(gòu)102的商用客機,但是所公開示例的教導(dǎo)可應(yīng)用于其它客機。例如,所公開示例的教導(dǎo)可應(yīng)用于貨機、軍用飛行器、旋翼機及其它類型的飛行器或航空器,以及應(yīng)用于航空航天器、衛(wèi)星、空間運載火箭、火箭及其它航空航天器。
現(xiàn)在參照圖8至圖9,圖8是飛行器制造及保養(yǎng)方法300的流程圖。圖9是飛行器320的框圖。參照圖8至圖9,本公開的示例可在如圖8所示的飛行器制造及保養(yǎng)方法300以及如圖9所示的飛行器320的背景下描述。
如圖8所示,在預(yù)生產(chǎn)期間,示例性飛行器制造及保養(yǎng)方法300可包括飛行器320(參見圖9)的規(guī)范和設(shè)計302以及材料采購304。在制造期間,發(fā)生飛行器320(參見圖9)的部件及子組件制造306(參見圖8)以及系統(tǒng)整合308(參見圖8)。此后,飛行器320(參見圖9)可經(jīng)歷認證和交付310(參見圖8),以便置于服役312(參見圖8)之中。在為客戶服役312(參見圖8)的同時,飛行器320(參見圖9)可定期做日常維護及檢修314(參見圖8),其還可包括改造、重構(gòu)、翻新和其它合適的檢修。
飛行器制造及保養(yǎng)方法300(參見圖8)的每種工藝均可由系統(tǒng)整合商、第三方或運營商(例如,客戶)執(zhí)行或進行。出于對此描述的目的,系統(tǒng)整合商可包括(但不限于)任何數(shù)量的飛行器制造商和主系統(tǒng)分包商。第三方可包括(但不限于)任何數(shù)量的供貨商、分包商和供應(yīng)商。運營商可包括航空公司、租賃公司、軍事單位、服務(wù)組織及其它合適的運營商。
如圖9所示,由示例性飛行器制造及保養(yǎng)方法300(參見圖8)生產(chǎn)的飛行器320可包括具有多個系統(tǒng)324和內(nèi)飾326的機身322。如圖9進一步所示,多個系統(tǒng)324的示例可包括推進系統(tǒng)328、電氣系統(tǒng)330、液壓系統(tǒng)332和環(huán)境系統(tǒng)334中的一種或多種系統(tǒng)??砂ㄈ魏螖?shù)量的其它系統(tǒng)。雖然示出了航空航天示例,但本公開的原理可應(yīng)用到其它行業(yè),諸如汽車行業(yè)。
本文中體現(xiàn)的方法和系統(tǒng)可在飛行器制造及保養(yǎng)方法300(參見圖8)的任何一個或多個階段期間采用。例如,對應(yīng)于部件及子組件制造306(參見圖8)的部件或子組件能以類似于在飛行器320(參見圖9)處于服役312(參見圖8)時生產(chǎn)的部件或子組件的方式來制作或制造。另外,在部件及子組件制造306(參見圖8)和系統(tǒng)整合308(參見圖8)期間,可利用一個或多個設(shè)備示例、方法示例或它們的組合,例如大大加快飛行器320(參見圖9)的組裝并降低成本。類似地,在飛行器320(參見圖9)處于服役312(參見圖8)時,例如而不限于維護及檢修314(參見圖8),可利用一個或多個設(shè)備示例、方法示例或它們的組合。
緊固件10(參見圖1a、圖2a、圖2e)、緊固件系統(tǒng)100(參見圖3a至圖3c、圖5a至圖5b)和方法180(參見圖6)的所公開示例提供可膨脹的填充樹脂的柔順間隙配合緊固件12(參見圖1a、圖2a)。緊固件10(參見圖1a、圖2a、圖2e)具有構(gòu)造成在進給通道70(參見圖1b、圖2b、圖2e、圖5b)內(nèi)接收樹脂填料120(參見圖5a至圖5b)的進給通道70(參見圖1b、圖2b、圖5b)(諸如采取中心進給通道70a(參見圖1b、圖5b)的形式以及諸如采取同心環(huán)進給通道70b(參見圖2b、圖2e)的形式)。進給通道70(參見圖1b、圖2b、圖2e、圖5b)具有中空的且設(shè)計為沿徑向膨脹的內(nèi)部80(參見圖1b、圖2b),一旦將其插入到對應(yīng)緊固件孔11(參見圖3b、圖3c、圖5a至圖5b)中并且填充有樹脂填料120(參見圖5b),就迫使或造成緊固件10(參見圖1b、圖2b、圖5b)的軸主體20(參見圖1b、圖2b、圖5b)的徑向膨脹162(參見圖5b),并且實現(xiàn)緊固件10(參見圖1b、圖2b、圖5b)與對應(yīng)緊固件孔11(參見圖5b)的內(nèi)孔表面86(參見圖5b)之間的直接物理接觸和改進電接觸88(參見圖5b)。
樹脂填料120(參見圖5b)還作為或用作緊固接頭108(參見圖3a至圖3c)的結(jié)構(gòu)加強件164(參見圖5b),并且樹脂填料120(參見圖5b)不一定需要具有導(dǎo)電性特性,因為電傳導(dǎo)可主要通過緊固件10(參見圖5b)的軸主體壁168(參見圖5b)來實現(xiàn)。柔順間隙配合緊固件12(參見圖1b、圖2b)優(yōu)選地被構(gòu)造成在對應(yīng)緊固件孔11(參見圖5a)中以間隙配合148(參見圖5a)安裝,因此減輕對高成本的已知套筒式緊固件1(參見圖4)的需要,同時還提高了組裝過程的效率。因此,緊固件10(參見圖5b)的軸主體20(參見圖5b)是可膨脹的并被構(gòu)造成在填充有另外提供結(jié)構(gòu)加強件164(參見圖5b)的樹脂填料120(參見圖5b)時沿徑向膨脹。所使用的樹脂填料120(參見圖5b)的類型可基于設(shè)計來確定并且旨在應(yīng)用所使用的緊固件10(參見圖1a、圖2a)和緊固件系統(tǒng)100(參見圖3a至圖3c、圖5a至圖5b)。
另外,緊固件10(參見圖1a、圖2a、圖2e)、緊固件系統(tǒng)100(參見圖3a至圖3c、圖5a至圖5b)和方法180(參見圖6)的所公開示例提供了雷擊保護設(shè)計166(參見圖5b),其中與已知套筒式緊固件1(參見圖4)相比,緊固件10(參見圖1a、圖2a、圖2e)不需要套筒2(參見圖4)和密封劑4(參見圖4)。緊固件10(參見圖1a、圖2a)、緊固件系統(tǒng)100(參見圖3a至圖3c、圖5a至圖5b)和方法180(參見圖6)可解決與已知套筒式緊固件1(參見圖4)關(guān)聯(lián)的高成本緊固件問題以及對具有過盈配合150(參見圖4)的緊固接頭的需要(這可能對于復(fù)合結(jié)構(gòu)(諸如飛行器的復(fù)合燃料箱)的雷擊保護設(shè)計是需要的)。此外,緊固件10(參見圖1a、圖2a、圖2e)、緊固件系統(tǒng)100(參見圖3a至圖3c、圖5a至圖5b)和方法180(參見圖6)使緊固接頭108(參見圖3a至圖3c)能夠沿著軸主體20(參見圖5b)的長度96(參見圖5b)具有過盈配合150(參見圖5b),且在頭部22(參見圖5b)處具有過盈配合150(參見圖5b),并且還可允許應(yīng)用成本降低的更堅固飛行器組裝方法(諸如全尺寸到全尺寸組裝)。因此,緊固件10(參見圖1b、圖2b、圖2e、圖5b)是可膨脹的并且在頭部22(參見圖5b)處且沿著軸主體20(參見圖5b)或柄提供電流傳遞,在插入到鉆制的對應(yīng)緊固件孔11(參見圖5b)中并且填充有樹脂填料120(參見圖5b)之后膨脹。緊固件10(參見圖1a、圖2a、圖2e、圖5b)優(yōu)選地是成本低廉的、無套筒的、可膨脹的柔順間隙配合緊固件12(參見圖1a、圖2a),其結(jié)合樹脂填料120(參見圖5b)使用以產(chǎn)生與已知過盈配合套筒式緊固件1a(參見圖4)相比等效或更好的導(dǎo)電性和電接觸88(參見圖5b)。
而且,通過降低重的電絕緣密封劑在緊固件上的使用(例如,用在飛行器燃料箱中)以防止雷擊170(參見圖7)或者其它電磁效應(yīng)或電氣事件,通過降低已知套筒式緊固件1(參見圖4)(諸如過盈配合套筒式緊固件1a(參見圖4),可增加重量)的使用,以及通過降低許多緊固件帽密封件在緊固件上的使用(可增加重量),緊固件10(參見圖1a、圖2a、圖2e)、緊固件系統(tǒng)100(參見圖3a至圖3c、圖5a至圖5b)和方法180(參見圖6)的所公開示例可減小飛行器200(參見圖7)(諸如飛行器200a(參見圖7))的整體重量。此外,緊固件10(參見圖1a、圖2a、圖2e)、緊固件系統(tǒng)100(參見圖3a至圖3c、圖5a至圖5b)和方法180(參見圖6)可通過采用本文中公開的較便宜緊固件10(參見圖1a、圖2a、圖2e)而降低飛行器200a(參見圖7)的復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖7)上的雷擊減輕成本,為復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖3a至圖3c、圖7)(諸如飛行器復(fù)合機翼蒙皮)提供等效或更好的電連接。
還可利用所公開的緊固件10(參見圖1a、圖2a、圖2e)和緊固件系統(tǒng)100(參見圖3a至圖3c)來降低二次密封劑和緊固件帽密封件的成本。與使用密封劑4(參見圖4)(例如,多硫化物樹脂)的已知套筒式緊固件1(參見圖4)相反,在出于燃料密封目的的組裝期間,緊固件10(參見圖1b、圖2b)不使用套筒2(參見圖4)或密封劑4(參見圖4),并且使用樹脂填料120(參見圖5a至圖5b)來填充緊固件10(參見圖1b、圖2b、圖2e、圖5b)的進給通道70(參見圖1b、圖2b、圖2e、圖5b)而使軸主體壁168(參見圖5b)沿徑向膨脹,以實現(xiàn)緊固件10(參見圖1b、圖2b、圖2e、圖5b)與對應(yīng)緊固件孔11(參見圖5b)的內(nèi)孔表面86(參見圖5b)之間的電接觸和物理接觸。
緊固件10(參見圖1a、圖2a、圖2e)提供這樣的緊固件,其具有降低的成本和減輕的重量,可用在復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖4)(諸如飛行器200a(參見圖7)的復(fù)合燃料箱)中以實現(xiàn)緊固件10(參見圖5b)與復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖5b)之間(例如,緊固件與復(fù)合結(jié)構(gòu)的界面)的良好電接觸88(參見圖5b),因此增加由緊固到復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖5b)的緊固件10(參見圖5b)形成的緊固接頭108(參見圖3a至圖3c)的電流承載能力。針對緊固接頭108(參見圖3b、圖3c)對碳纖維增強塑料(cfrp)結(jié)構(gòu)102a(參見圖3a至圖3c、圖5a至圖5b)的雷擊保護,期望通過沿著緊固件10(參見圖5a至圖5b)與對應(yīng)緊固件孔11(參見圖5b)的內(nèi)孔表面86(參見圖5b)的長度96(參見圖5a至圖5b)提供表面電接觸面積而增加緊固接頭108(參見圖3b、圖3c)的雷擊電流承載能力,緊固件10(諸如金屬緊固件)通過其中插入到復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖5b)中。
柔順間隙配合緊固件12(參見圖1a、圖2a、圖2e)可用在飛行器200a(參見圖7)的機翼208(參見圖7)上,并且徑向膨脹162(參見圖5b)在雷擊170(參見圖6)期間通過增加緊固件10(參見圖5b)的軸主體20(參見圖5b)與復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖5b)(諸如cfrp結(jié)構(gòu)102a(參見圖5b)或cfrp鋪層)之間的電接觸88(參見圖5b)而增加電流152(參見圖5b)的分布。增加電流分布會增加eme(電磁效應(yīng))特性。
此外,緊固件10(參見圖1a、圖2a、圖2e)、緊固件系統(tǒng)100(參見圖3a至圖3c、圖5a至圖5b)和方法180(參見圖6)的所公開示例提供具有軸主體20(參見圖1b)的緊固件10(參見圖1b),軸主體20具有外表面64(參見圖1b)(諸如采取具有多個脊82(參見圖1b)的脊狀外表面64a(參見圖1b)的形式),其被構(gòu)造成接觸對應(yīng)緊固件孔11(參見圖5b)的內(nèi)孔表面86(參見圖5b),以提供與復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖5b)的電互連90(參見圖5b)。在徑向膨脹162(參見圖5b)之后,多個脊82(參見圖1b、圖5b)還為由緊固到復(fù)合結(jié)構(gòu)102(參見圖3b、圖3c、圖5b)的緊固件10(參見圖3b、圖3c、圖5b)形成的緊固接頭108(參見圖3a至圖3c)提供燃料密封92(參見圖5b)。因此,沿著軸主體20(參見圖1b)的多個脊82(參見圖1b)可改進電流分布,并且可用作軸主體20(參見圖5b)膨脹時的一體燃料密封。
此外,本公開包括根據(jù)以下條款的實施方式:
1、一種用于提供與復(fù)合結(jié)構(gòu)的改進電接觸并且向所述復(fù)合結(jié)構(gòu)提供改進的電流分布的緊固件,該緊固件包括:
長形軸,所述長形軸具有第一端、第二端和布置在所述第一端與所述第二端之間的軸主體,所述軸主體具有外表面和內(nèi)表面;
頭部,所述頭部被布置在所述第一端處;
螺紋部,所述螺紋部被布置在所述第二端處;以及
至少一個進給通道,所述至少一個進給通道從所述螺紋部處的開口延伸,穿過所述軸主體的所述內(nèi)表面,平行于所述長形軸的縱向中心軸線,并且終止于靠近所述頭部的位置處;
其中,當所述緊固件被安裝到形成在所述復(fù)合結(jié)構(gòu)中的對應(yīng)緊固件孔中時,所述軸主體被構(gòu)造成在壓力下將樹脂填料注射到所述至少一個進給通道中時沿徑向膨脹;并且進一步其中,在沿徑向膨脹時,所述軸主體的所述外表面被構(gòu)造成與所述對應(yīng)緊固件孔的內(nèi)孔表面直接接觸,導(dǎo)致所述緊固件提供與所述復(fù)合結(jié)構(gòu)的電接觸并且向所述復(fù)合結(jié)構(gòu)提供電流分布。
2、根據(jù)條款1所述的緊固件,其中,所述螺紋部處的所述開口包括位于所述螺紋部的底端處的槽縫開口,并且所述進給通道包括中心進給通道。
3、根據(jù)條款1所述的緊固件,其中,所述螺紋部處的所述開口包括位于所述螺紋部的頂端處的同心環(huán)開口,并且所述進給通道包括同心環(huán)進給通道。
4、根據(jù)條款3所述的緊固件,其中,所述軸主體進一步包括一個或多個縱向溝道,所述一個或多個縱向溝道從所述螺紋部的所述頂端處的所述同心環(huán)開口延伸,穿過所述軸主體的所述外表面,平行于所述長形軸的所述縱向中心軸線,并且靠近所述頭部終止。
5、根據(jù)條款1所述的緊固件,其中,所述軸主體的所述外表面包括多個脊,所述多個脊被構(gòu)造成接觸所述對應(yīng)緊固件孔的所述內(nèi)孔表面,以提供與所述復(fù)合結(jié)構(gòu)的電互連并且為由緊固到所述復(fù)合結(jié)構(gòu)的所述緊固件形成的緊固接頭提供燃料密封。
6、根據(jù)條款1所述的緊固件,其中,所述緊固件包括柔順間隙配合緊固件,所述柔順間隙配合緊固件當與所述樹脂填料一起使用時會造成所述軸主體沿徑向膨脹,導(dǎo)致包括頭部電流分布和軸主體電流分布的電流分布。
7、一種用于提供與復(fù)合結(jié)構(gòu)的改進電接觸并且向所述復(fù)合結(jié)構(gòu)提供改進的電流分布的緊固件系統(tǒng),該緊固件系統(tǒng)包括:
一個或多個緊固件,所述一個或多個緊固件被構(gòu)造成安裝到形成在所述復(fù)合結(jié)構(gòu)中的一個或多個對應(yīng)緊固件孔中,每個緊固件均包括:
長形軸,所述長形軸具有第一端、第二端和布置在所述第一端與所述第二端之間的軸主體,所述軸主體具有外表面和內(nèi)表面;
頭部,所述頭部被布置在所述第一端處;
螺紋部,所述螺紋部被布置在所述第二端處;以及
至少一個進給通道,所述至少一個進給通道從所述螺紋部處的開口延伸,穿過所述軸主體的所述內(nèi)表面,平行于所述長形軸的縱向中心軸線,并且終止于靠近所述頭部的位置處;
注射工具組件,所述注射工具組件被構(gòu)造成聯(lián)接到安裝在所述一個或多個對應(yīng)緊固件孔中的所述一個或多個緊固件中的每個緊固件;以及
樹脂填料,所述樹脂填料在壓力下用所述注射工具組件注射到每個緊固件的所述至少一個進給通道中而填充所述至少一個進給通道,以造成所述軸主體沿徑向膨脹并且與所述對應(yīng)緊固件孔的內(nèi)孔表面直接接觸,導(dǎo)致所述緊固件提供與所述復(fù)合結(jié)構(gòu)的電接觸并且向所述復(fù)合結(jié)構(gòu)提供電流分布。
8、根據(jù)條款7所述的系統(tǒng),所述系統(tǒng)進一步包括可去除的插塞裝置,所述可去除的插塞裝置被構(gòu)造成在將所述樹脂填料注射到所述緊固件的所述至少一個進給通道中之后插入到所述至少一個進給通道的所述開口中,以防止所述樹脂填料從所述緊固件泄漏。
9、根據(jù)條款7所述的系統(tǒng),其中,所述螺紋部處的所述開口包括位于所述螺紋部的底端處的槽縫開口,并且所述進給通道包括中心進給通道。
10、根據(jù)條款7所述的系統(tǒng),其中,所述螺紋部處的所述開口包括位于所述螺紋部的頂端處的同心環(huán)開口,并且所述進給通道包括同心環(huán)進給通道。
11、根據(jù)條款7所述的系統(tǒng),其中,所述注射工具組件包括包含所述樹脂填料的容器,所述容器被構(gòu)造成經(jīng)由附接部聯(lián)接到所述緊固件的所述螺紋部處的所述開口,并且其中所述注射工具組件進一步包括壓力注射器,所述壓力注射器聯(lián)接到所述容器并且聯(lián)接到所述緊固件的所述螺紋部處的所述開口,所述壓力注射器被構(gòu)造成在壓力下將所述樹脂填料注射到所述緊固件中。
12、根據(jù)條款7所述的系統(tǒng),其中,選擇所述樹脂填料使得所述樹脂填料的熱膨脹系數(shù)基本上匹配所述緊固件的熱膨脹系數(shù)。
13、根據(jù)條款7所述的系統(tǒng),其中,所述電流分布包括頭部電流分布和軸主體電流分布,所述軸主體電流分布沿著沿徑向膨脹的所述軸主體的長度是均勻的,并且所述頭部電流分布多于所述軸主體電流分布。
14、根據(jù)條款7所述的系統(tǒng),其中,所述復(fù)合結(jié)構(gòu)包括飛行器復(fù)合結(jié)構(gòu),并且其中所述一個或多個緊固件中的每個緊固件均包括柔順間隙配合緊固件,所述柔順間隙配合緊固件當與所述樹脂填料一起使用時會造成所述軸主體沿徑向膨脹,導(dǎo)致所述頭部和所述軸主體均與所述對應(yīng)緊固件孔的所述內(nèi)孔表面具有過盈配合。
15、一種用于提供與飛行器的復(fù)合結(jié)構(gòu)的改進電接觸并且向所述飛行器提供改進的電流分布的方法,該方法包括以下步驟:
將一個或多個緊固件安裝到形成在所述復(fù)合結(jié)構(gòu)中的一個或多個對應(yīng)緊固件孔中,每個緊固件均包括:
長形軸,所述長形軸包括具有頭部的第一端、具有螺紋部的第二端和布置在所述第一端與所述第二端之間的軸主體,所述軸主體具有外表面和內(nèi)表面;和
至少一個進給通道,所述至少一個進給通道從所述螺紋部處的開口延伸,穿過所述軸主體的所述內(nèi)表面,平行于所述長形軸的縱向中心軸線,并且終止于靠近所述頭部的位置處;
將所述一個或多個緊固件扭轉(zhuǎn)到所述一個或多個對應(yīng)緊固件孔中的適當位置;
在壓力下將樹脂填料注射到每個緊固件的所述螺紋部處的所述開口中,并且用所述樹脂填料填充所述至少一個進給通道,以使所述軸主體沿徑向膨脹并且與所述對應(yīng)緊固件孔的內(nèi)孔表面進行直接接觸;
將所述復(fù)合結(jié)構(gòu)與安裝到所述復(fù)合結(jié)構(gòu)中并填充有所述樹脂填料的所述一個或多個緊固件固化;以及
提供每個緊固件與每個對應(yīng)緊固件孔的所述內(nèi)孔表面之間的電接觸,并且向所述飛行器提供所述電流分布。
16、根據(jù)條款15所述的方法,所述方法進一步包括:在將樹脂填料注射到所述緊固件中的步驟之后,將可去除的插塞裝置插入到每個進給通道的所述開口中,以防止所述樹脂填料從所述緊固件泄漏。
17、根據(jù)條款15所述的方法,其中,安裝一個或多個緊固件的步驟包括:安裝所述一個或多個緊固件,其中所述至少一個進給通道包括中心進給通道和同心環(huán)進給通道中的一者。
18、根據(jù)條款15所述的方法,其中,注射并且填充所述樹脂填料的步驟包括:使用注射工具組件將所述樹脂填料注射到所述緊固件中,所述樹脂填料包括混合有導(dǎo)電的填料材料的樹脂材料,所述注射工具組件包括包含所述樹脂填料的容器,所述容器被構(gòu)造成聯(lián)接到所述緊固件,并且其中所述注射工具組件進一步包括壓力注射器,所述壓力注射器聯(lián)接到所述容器并被構(gòu)造成聯(lián)接到所述緊固件的所述螺紋部處的所述開口,所述壓力注射器被構(gòu)造成在壓力下將所述樹脂填料注射到所述緊固件中。
19、根據(jù)條款15所述的方法,其中,注射并且填充所述樹脂填料的步驟包括:用所述樹脂填料填充所述至少一個進給通道,以使所述軸主體沿徑向膨脹從約0.001英寸到約0.002英寸的徑向膨脹。
20、根據(jù)條款15所述的方法,其中,提供電接觸并且提供所述電流分布的步驟包括:分配頭部電流分布和軸主體電流分布,所述軸主體電流分布沿著沿徑向膨脹的所述軸主體的長度是均勻的,并且所述頭部電流分布多于所述軸主體電流分布。
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