RU194476U1 - Труба из композиционного материала с кольцевым подкреплением - Google Patents
Труба из композиционного материала с кольцевым подкреплением Download PDFInfo
- Publication number
- RU194476U1 RU194476U1 RU2019125785U RU2019125785U RU194476U1 RU 194476 U1 RU194476 U1 RU 194476U1 RU 2019125785 U RU2019125785 U RU 2019125785U RU 2019125785 U RU2019125785 U RU 2019125785U RU 194476 U1 RU194476 U1 RU 194476U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shell
- layers
- reinforcements
- pipe
- ring
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 28
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001802 infusion Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009941 weaving Methods 0.000 abstract description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 4
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 4
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 4
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 4
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003733 fiber-reinforced composite Substances 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B1/00—Layered products having a non-planar shape
- B32B1/08—Tubular products
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L9/00—Rigid pipes
- F16L9/16—Rigid pipes wound from sheets or strips, with or without reinforcement
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к высоконагруженным элементам стержневых конструкций транспортных средств, космических аппаратов и строительства.Труба из композиционного материала (Фиг. 1а) состоит из оболочки и кольцевых подкреплений. В свою очередь, оболочка (Фиг. 1б и 1в) состоит из внешних 1 и внутренних 2 слоев, армированных волокном. Слои оболочки 1 и 2 имеют плетеную структуру. Между слоями оболочки (Фиг. 1в) располагаются кольцевые подкрепления 3, выполненные из композита, армированного лентой или жгутом.Преформа внешних 1 и внутренних 2 слоев трубы изготавливается методом радиального плетения из угольного или стеклянного волокна на оправку. Кольцевые подкрепления образуются намоткой в пазы оправки тем же волокном. Пропитка и формование реализуется любым из трансферных методов: Infusion, RTM, Light-RTM. В результате совместного формования слоев оболочки и подкреплений образуется интегральная конструкция без клеевых или каких-либо других соединительных швов.В заявляемой полезной модели подкрепляющие кольцевые элементы 3 расположены между внутренними 1 и наружными 2 слоями оболочки. Это увеличивает прочность их объединения.Таким образом, повышается сопротивление общей и местной потере устойчивости трубы при сжатии и изгибе, а также отслоению кольцевых подкреплений от оболочки. Это приводит к повышению весовой эффективности трубчатых элементов. Плетеная структура слоев оболочки также повышает прочность трубы и ее ударостойкость. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к высоконагруженным элементам стержневых конструкций транспортных средств, космических аппаратов и строительства.
Известен силовой элемент конструкции (патент RU 2497716 С2, МПК В64С 1/10, В32В 1/00, В32В 17/00 Элемент силовой конструкции и способ его изготовления; авторы: авторы: Кургузов В.Н., Артамонцев Е.А., Бугаев М.А., Низамутдинов Р.Я.; патентообладатель: ООО «ЭКЛАД»; заявка 2011133810/11 от 12.08.2011; опубл. 10.11.2013, бюл. №31), содержащий оболочку и внутренние подкрепления в виде кольцевых и спиральных шпангоутов. Шпангоуты образованы металлическими вставками-лейнерами, на которые нанесены слои стеклопластика. Шпангоуты приформованы к оболочкам с помощью стеклопрепрега.
Недостатками конструкции являются наличие металлических форм в виде вставок-лейнеров, которые утяжеляют конструкцию; наличие клеевого соединения между подкреплениями и оболочкой, снижающего надежность конструкции; высокая трудоемкость изготовления подкреплений и установки их на оболочки.
Известны трубчатые элементы строительных конструкций, выполненные из стволов бамбука (Яо Вэй. Анализ принципов и способов современного проектирования архитектурных сооружений из бамбука / Современные проблемы науки и образования. - 2015. - №1 (часть 1) https://www.science-education.ru/ru/article/view?id=18197).
Бамбук является растительным материалом и представляет собой трубу из однонаправленных волокон, подкрепленную изнутри и снаружи кольцевыми элементами, интегрированными в трубу.
Недостатком данных конструкций является то, что трубчатые элементы из бамбука характеризуются широким разбросом механических характеристик в силу природного происхождения, а также низкой прочностью на сжатие и кручение, поскольку волокна расположены только под углом 0°, что является причиной их расщепления при незначительной нагрузке.
Известна оболочечная конструкция, используемая в ракетостроении, космонавтике и самолетостроении (В.В. Васильев, В.А. Барынин, А.Ф. Разин, С.А. Петроковский, В.И. Халиманович. Анизогридные композитные сетчатые конструкции - разработка и приложение к космической технике / Композиты и наноструктуры, №3, 2009, с. 38-50).
Конструкция состоит из композитной оболочки с сетчатым подкреплением кольцевого или спирального типа. Подкрепления на этапе производства формуются методом намотки ленты одновременно с оболочкой с образованием конструкции интегрального типа.
Недостатком является низкая прочность конструкции ввиду того, что сопряжение между оболочкой и подкреплением имеет малую площадь, а также из-за разной жесткости оболочки и подкрепления. Кроме того, такая конструкция имеет низкую технологичность, так как при малом диаметре трубы становится невозможным удаление оснастки.
Данная конструкция наиболее близка к заявляемой полезной модели и принята за прототип.
Проблемой является необходимость создания трубчатых силовых элементов конструкции с увеличенной прочностью в зоне сопряжения кольцевых подкреплений с оболочкой трубы, а также повышенной весовой эффективностью.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в увеличении прочности трубы за счет увеличения прочности соединения кольцевых подкреплений с оболочкой путем их расположения между слоями оболочки с одновременным повышением весовой эффективности трубчатых элементов за счет увеличения сопротивления общей и местной потере устойчивости при сжатии и изгибе.
Технический результат достигается тем, что в трубе с кольцевыми подкреплениями из композиционного материала, включающей замкнутую оболочку и соединенные с ней по внутренней поверхности кольцевые подкрепления из слоев ленты, новым является то, что монослои оболочки имеют плетеную структуру, а кольцевые подкрепления расположены между слоями оболочки.
Сущность полезной модели показана на Фиг. 1, где:
а - труба из композиционного материала, включающая замкнутую оболочку и соединенные с ней кольцевые подкрепления; б - продольное сечение трубы; в - увеличенный фрагмент трубы в зоне сопряжения кольцевого подкрепления с оболочкой; 1 - внешние слои оболочки из волокнисто армированного композита; 2 - внутренние слои оболочки; 3 - кольцевое подкрепление из композита, армированное лентой или жгутом.
Труба из композиционного материала (Фиг. 1а) состоит из оболочки и кольцевых подкреплений. В свою очередь оболочка (Фиг. 1б и в) состоит из внешних 1 и внутренних 2 слоев, армированных волокном. Слои оболочки 1 и 2 имеют плетеную структуру. Между слоями оболочки (Фиг. 1в) располагаются кольцевые подкрепления 3, выполненные из композита, армированного лентой или жгутом.
Преформа внешних 1 и внутренних 2 слоев трубы изготавливается методом радиального плетения из угольного или стеклянного волокна на оправку. Кольцевые подкрепления образуются намоткой в пазы оправки тем же волокном. Пропитка и формование реализуется любым из трансферных методов: Infusion, RTM, Light-RTM. В результате совместного формования слоев оболочки и подкреплений образуется интегральная конструкция без клеевых или каких-либо других соединительных швов. В заявляемой полезной модели подкрепляющие кольцевые элементы 3 расположены между внутренними 1 и наружными 2 слоями оболочки. Это увеличивает прочность их объединения.
Таким образом, повышается сопротивление общей и местной потере устойчивости трубы при сжатии и изгибе, а также отслоению кольцевых подкреплений от оболочки. Это приводит к повышению весовой эффективности трубчатых элементов. Плетеная структура слоев оболочки также повышает прочность трубы и ее ударостойкость.
Claims (1)
- Труба из композиционного материала, включающая замкнутую оболочку и соединенные с ней по внутренней поверхности кольцевые подкрепления из слоев ленты, отличающаяся тем, что монослои оболочки имеют плетеную структуру, а кольцевые подкрепления расположены между слоями оболочки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019125785U RU194476U1 (ru) | 2019-08-13 | 2019-08-13 | Труба из композиционного материала с кольцевым подкреплением |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019125785U RU194476U1 (ru) | 2019-08-13 | 2019-08-13 | Труба из композиционного материала с кольцевым подкреплением |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU194476U1 true RU194476U1 (ru) | 2019-12-11 |
Family
ID=69007184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019125785U RU194476U1 (ru) | 2019-08-13 | 2019-08-13 | Труба из композиционного материала с кольцевым подкреплением |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU194476U1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4209043A (en) * | 1977-10-18 | 1980-06-24 | Rib Loc (Hong Kong) Ltd. | Plastic tubular objects |
| RU2011605C1 (ru) * | 1992-07-22 | 1994-04-30 | Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения | Труба гребного вала из композиционного материала |
| EA007054B1 (ru) * | 2002-04-22 | 2006-06-30 | Риб Лок Острейлиа Пти. Лтд. | Композитная полоса, наматываемая с образованием спиральной трубы, и способ ее получения |
| CN201014070Y (zh) * | 2007-02-02 | 2008-01-30 | 叶建伟 | 嵌夹金属层的塑胶复合管 |
| RU2333103C2 (ru) * | 2006-08-24 | 2008-09-10 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения | Способ изготовления трубы из слоистого композиционного материала и труба из слоистого композиционного материала |
| RU2486101C2 (ru) * | 2011-08-24 | 2013-06-27 | Открытое акционерное общество "Пластик" | Подкрепленная оболочка вращения из полимерных композиционных материалов |
-
2019
- 2019-08-13 RU RU2019125785U patent/RU194476U1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4209043A (en) * | 1977-10-18 | 1980-06-24 | Rib Loc (Hong Kong) Ltd. | Plastic tubular objects |
| RU2011605C1 (ru) * | 1992-07-22 | 1994-04-30 | Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения | Труба гребного вала из композиционного материала |
| EA007054B1 (ru) * | 2002-04-22 | 2006-06-30 | Риб Лок Острейлиа Пти. Лтд. | Композитная полоса, наматываемая с образованием спиральной трубы, и способ ее получения |
| RU2333103C2 (ru) * | 2006-08-24 | 2008-09-10 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения | Способ изготовления трубы из слоистого композиционного материала и труба из слоистого композиционного материала |
| CN201014070Y (zh) * | 2007-02-02 | 2008-01-30 | 叶建伟 | 嵌夹金属层的塑胶复合管 |
| RU2486101C2 (ru) * | 2011-08-24 | 2013-06-27 | Открытое акционерное общество "Пластик" | Подкрепленная оболочка вращения из полимерных композиционных материалов |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ВАСИЛЬЕВ В.В. и др., Анизогридные композитные сетчатые конструкции - разработка и приложение к космической технике. Композиты и наноструктуры. N3, 2009, стр.38-50. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2505453C2 (ru) | Единая конструкция летательного аппарата из композитного материала | |
| US7584571B2 (en) | One piece polygonal carbon fiber rod with integral spine | |
| EA201991284A3 (ru) | Изготовление труб | |
| BRPI0721604A2 (pt) | caixa de torÇço multilongarinas integradas de material compàsito | |
| ES2738109T3 (es) | Disposición de unión de los cajones laterales de un estabilizador horizontal de cola con un cajón central tubular y procedimiento de fabricación de dicho cajón | |
| CN206545261U (zh) | 一种预制式竹材房屋 | |
| CN107344422B (zh) | 风电叶片轻质叶根结构生产方法 | |
| US11207801B2 (en) | Systems and methods for making and/or using composite tube structures formed of hybrid laminates | |
| RU2521644C2 (ru) | Способ изготовления рычага для шарнирной конструкции, такого как балансир в конструкции шасси летательного аппарата | |
| CN102481732A (zh) | 结构构件和用于结构构件的制造方法 | |
| RU194476U1 (ru) | Труба из композиционного материала с кольцевым подкреплением | |
| CN104267479B (zh) | 一种空间相机次镜支架结构 | |
| RU2011146315A (ru) | Способ изготовления тяги из композитного материала, содержащей усиленные концы | |
| JP2009539672A (ja) | 航空機胴体構造及びその製造方法 | |
| US4038118A (en) | Three dimensional composite structure and method for incorporating fittings | |
| US2872865A (en) | High strength fiber glass-metal construction and process for its manufacture | |
| TWM324023U (en) | Rear frame of a bicycle | |
| CN110934115B (zh) | 钓竿及竿体 | |
| CN209309650U (zh) | 一种纤维增强塑料的复合柱 | |
| CN111409312A (zh) | 一种高抗扭的碳纤维编织拉挤复合材料管及其制备方法 | |
| RU183461U1 (ru) | Биаксиальная сетчатая конструкция из композиционного материала | |
| CN107503373B (zh) | 一种预制式管廊 | |
| RU160053U1 (ru) | Обтекатель антенны гидроакустической станции | |
| CN205416526U (zh) | 一种玻璃钢缠绕小管 | |
| RU2390414C2 (ru) | Способ изготовления трубы из слоистого композиционного материала и труба из слоистого композиционного материала |