RU2305216C1 - Слоистый профиль - Google Patents
Слоистый профиль Download PDFInfo
- Publication number
- RU2305216C1 RU2305216C1 RU2006111956/06A RU2006111956A RU2305216C1 RU 2305216 C1 RU2305216 C1 RU 2305216C1 RU 2006111956/06 A RU2006111956/06 A RU 2006111956/06A RU 2006111956 A RU2006111956 A RU 2006111956A RU 2305216 C1 RU2305216 C1 RU 2305216C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- section
- outer layers
- layer
- profile
- middle layer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано при производстве стержневых и подкрепляющих элементов для высокоточных изделий космического и наземного применения. Слоистый профиль, содержащий выполненные из волокнистого материала, пропитанного полимерным связующим, внутренний и наружный слои и расположенный между внутренним и наружным слоями и соединенный с ними средний слой, выполненный из уложенных один возле другого под углом 0° к продольной оси профиля и соединенных между собой предварительно изготовленных элементов из пропитанного полимерным связующим однонаправленного волокнистого материала, идентичного материалу внутреннего и наружного слоев или отличного от него, в котором внутренний и наружный слои в качестве волокнистого материала содержат жгутовой или ленточный материал, выложенный под углом 0÷90° к продольной оси профиля, или ткань, уток или основа которой расположены под углом 0÷90° к продольной оси профиля, а средний слой выполнен из одинаковых или комбинации различных элементов, имеющих трапециевидное, прямоугольное или треугольное поперечное сечение, при этом толщины слоев и схемы выкладки внутреннего и наружного слоев выбираются из заданного термического коэффициента линейного расширения материала профиля, а сам профиль имеет закрытое или открытое поперечное сечение. Техническим результатом от использования изобретения является получение слоистого профиля закрытого или открытого поперечного сечения с высокой стабильностью формы и размеров в интервалах температур, определяемых работоспособностью полимерного связующего. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к конструкциям из композиционных материалов и может быть использовано при производстве стержневых и подкрепляющих элементов для высокоточных изделий космического и наземного применения, например форменных платформ, солнечных батарей космических аппаратов.
К стержневым элементам для высокоточных изделий предъявляются повышенные требования по стабильности формы и размеров, которые достигаются путем получения структуры стенки профиля с минимальным разбросом свойств по сечению и длине.
Известны конструкции силовых подкрепляющих элементов, изготавливаемых из полимерных композиционных материалов различного поперечного сечения, основным требованием к которым является обеспечение прочности и устойчивости. (Основы конструирования ракет-носителей космических аппаратов. /Под редакцией Мишина В.П. и Карраска В.К., М., Машиностроение, 1991, с.376). В полках этих элементов размещаются однонаправленные материалы, обладающие высокими значениями удельных модуля упругости и прочности. Боковые стенки этих силовых подкрепляющих элементов выполнены со схемой армирования ±45°. При отдельном изготовлении силовых подкреплений они соединяются с оболочкой клееболтовыми и клеезаклепочными соединениями.
Эти конструкции при хороших показателях по прочности и устойчивости не позволяют получить стабильные параметры структуры профилей при изменении температуры из-за отклонений траекторий армирования отдельных слоев при выкладке в процессе формования (при совместном способе формования основных и дополнительных слоев) или влияния клееболтового или клеезаклепочного соединений с несущей оболочкой (при раздельном способе формования основных и дополнительных слоев), т.к. при этом не удается добиться получения структуры профиля с минимальным разбросом свойств по сечению и длине.
Ближайшим аналогом, выбранным в качестве прототипа, является слоистая труба, содержащая выполненные из спирально навитого ленточного волокнистого материала, пропитанного полимерным связующим, внутренний и наружный слои и расположенный между внутренним и наружным слоями средний слой, соединенный с ними и выполненный из уложенных один возле другого отформованных элементов из однонаправленного волокнистого материала, пропитанного полимерным связующим. Внутренний и наружный слои выполнены из однонаправленного волокнистого материала, пропитанного полимерным связующим, намотанного по спирали в двух противоположных направлениях под углом 5÷89° к оси трубы, а средний слой образован из соединенных между собой элементов одинакового прямоугольного сечения, уложенных по образующей трубы под углом 0° к ее оси. Элементы среднего слоя изготовлены из материала, идентичного материалу внутреннего и наружного слоев или отличного от него (патент России №2197670, кл. F16L 9/12, оп. 2003 г.).
Эта слоистая труба может дополнительно содержать два слоя, выложенные на наружный слой и соединенные с ним. Первый дополнительный слой, выложенный непосредственно на наружный слой, аналогичен по структуре среднему слою и выполнен из материала, идентичного материалу среднего слоя. Расположенный на первом дополнительном слое второй дополнительный слой аналогичен по структуре наружному слою и выполнен из материала, идентичного материалу наружного слоя. Для спиральных слоев может быть использован материал на основе углеродных, арамидных, стеклянных волокон или их комбинации и термореактивных связующих.
Известная конструкция обеспечивает стабильность формы и размеров слоистой трубы в определенном интервале температур.
Недостатком конструкции является ограниченность ассортимента изделий, обусловленная способом получения внутреннего и наружного слоев путем намотки лент однонаправленного волокнистого материала, и использование элементов только прямоугольного поперечного сечения при создании среднего слоя, что сужает область их использования.
Задачей является расширение ассортимента изделий и области их использования путем создания слоистого профиля закрытого или открытого поперечного сечения с высокой стабильностью формы и размеров в интервалах температур, определяемых работоспособностью полимерного связующего, основанной на использовании однонаправленных лент, тканого или жгутового волокнистого материала, полимерных связующих, новых структур армирования и организации связей между слоями.
Техническим результатом от использования изобретения является получение слоистого профиля закрытого или открытого поперечного сечения с высокой стабильностью формы и размеров в интервалах температур, определяемых работоспособностью полимерного связующего.
Для этого в слоистом профиле, содержащем выполненные из волокнистого материала, пропитанного полимерным связующим, внутренний и наружный слои и расположенный между внутренним и наружным слоями и соединенный с ними средний слой, выполненный из уложенных один возле другого под углом 0° к продольной оси профиля и соединенных между собой предварительно изготовленных элементов из пропитанного полимерным связующим однонаправленного волокнистого материала, идентичного материалу внутреннего и наружного слоев или отличного от него, согласно предлагаемому изобретению внутренний и наружный слои в качестве волокнистого материала содержат жгутовой или ленточный материал, выложенный под углом 0÷90° к продольной оси профиля, или ткань, уток или основа которой расположены под углом 0÷90° к продольной оси профиля, а средний слой выполнен из одинаковых или комбинации различных элементов, имеющих трапециевидное, прямоугольное или треугольное поперечное сечение. Толщины слоев и схемы выкладки внутреннего и наружного слоев выбираются из заданного термического коэффициента линейного расширения материала профиля. При этом профиль имеет открытое или закрытое поперечное сечение.
Возможно изготовление слоистого профиля со сплошным или прерывистым средним слоем, расположенным между внутренним и наружными слоями. Кроме того, слоистый профиль может дополнительно содержать два слоя, выложенные на наружный слой и соединенные с ним, первый из которых, расположенный на наружном слое, аналогичен по структуре среднему слою и выполнен из материала, идентичного материалу среднего слоя, а второй слой, расположенный на первом дополнительном слое, аналогичен по структуре наружному слою и выполнен из материала, идентичного материалу наружного слоя. Также возможно изготовление слоистого профиля с дополнительным слоем, аналогичным среднему слою, выполненному сплошным или прерывистым.
Отличия предлагаемого слоистого профиля от известного способствуют улучшению характеристик получаемого изделия и обусловлены предъявляемыми требованиями к конструкции профиля, используемого в названной выше области техники.
На фиг.1 представлены общие виды слоистых профилей закрытого (а) и открытого (б, в) поперечных сечений.
Слоистый профиль (фиг.1) содержит внутренний слой 1, полученный выкладкой однонаправленного жгутового, или ленточного, или тканого волокнистого материала, пропитанного полимерным связующим, под углом αn=0÷90° к продольной оси профиля, где n - количество монослоев в слое. Средний слой 2 выполнен из профилей одинакового трапециевидного (фиг.1,а) или треугольного (фиг.1,б) поперечного сечения, или из любой комбинации элементов трапециевидного, треугольного и прямоугольного поперечных сечений (фиг.1,в), уложенных один возле другого под углом 0° к продольной оси профиля из однонаправленного волокнистого материала, пропитанного полимерным связующим. Наружный слой 3 получен выкладкой однонаправленного жгутового, или ленточного, или тканого волокнистого материала, пропитанного полимерным связующим, под углом от αn=0÷90° к продольной оси профиля, где n - количество монослоев в слое.
На фиг.2,а показан слоистый профиль закрытого поперечного сечения, который содержит дополнительный слой 4, аналогичный по структуре слою 2, и слой 5, аналогичный по структуре слоям 1 и 3. На фиг.2,б и фиг.2,в показаны слоистые профили открытого поперечного сечения, содержащие дополнительные слои 4 и 5.
На фиг.3,а показан слоистый профиль закрытого поперечного сечения, у которого средний слой 2 по стенкам выполнен прерывистым. На фиг.3,б показан слоистый профиль открытого поперечного сечения, у которого средний слой 2 по стенке и части полки выполнен прерывистым. На фиг.3,в показан слоистый профиль открытого поперечного сечения, у которого средний слой 2 и дополнительный слой 4 выполнены прерывистыми по различным элементам профиля.
Толщины слоев обуславливаются выкладкой однонаправленного жгутового, ленточного или тканого волокнистого материала и выбираются в соответствии с заданным термическим коэффициентом линейного расширения материала профиля.
Изготовление слоистого профиля в предложенных вариантах исполнения производится укладкой и выкладкой слоев на специальную оправку.
Функционирование слоистого профиля заключается в одновременном подключении к работе всех слоев профиля, что обеспечивает получение технического результата.
В интервалах температур, определяемых работоспособностью полимерного эпоксифенольного связующего (ЭНФБ) от минус 60°С до плюс 150°С, проведены испытания слоистых профилей со следующими параметрами:
- длина 500÷1500 мм;
- внутренний и наружный слои толщиной по 0,5 мм каждый, из полимерного композиционного материала КМУ-4Л на основе: наполнитель - лента углеродная ЛУ-П/0,1-А ГОСТ 28006-88, связующее - ЭНФБ ТУ 1-596-36-98;
- средний слой из элементов с поперечным сечением 5×2 мм из полимерного композиционного материала на основе: наполнитель - нить углеродная Кулон-П ТУ 6-12-31-781-92, связующее - эпоксидное пултрузионное - СЭП-ЭХД ТУ1-596-404-99.
Термический коэффициент линейного расширения материала полученного слоистого профиля составил 1,0×10-6÷0,8×10-6 1/°С.
Реализация предложенного технического решения позволяет получить стержневые и подкрепляющие элементы для высокоточных изделий космического и наземного применения.
Таким образом, техническое решение, описанное выше, по конструктивному исполнению является новым в технологическом отношении и эффективным по сравнению с известным уровнем техники.
Объем предлагаемого изобретения следует понимать шире, чем конкретное выполнение, приведенное в описании, формуле и чертежах. Следует иметь в виду, что форма выполнения изобретения представляет возможные предпочтительные варианты его осуществления. В отношении формы, размеров, количества и расположения отдельных элементов могут быть различные варианты, если все это не выходит за пределы объема, изложенные в пунктах формулы.
Кроме этого, предложенное техническое решение может быть использовано в других областях техники, где требуются стержневые и подкрепляющие элементы из композиционных материалов с высокой стабильностью формы и размеров.
Claims (4)
1. Слоистый профиль, содержащий выполненные из волокнистого материала, пропитанного полимерным связующим, внутренний и наружный слои и расположенный между внутренним и наружным слоями и соединенный с ними средний слой, выполненный из уложенных один возле другого под углом 0° к продольной оси профиля и соединенных между собой предварительно изготовленных элементов из пропитанного полимерным связующим однонаправленного волокнистого материала, идентичного материалу внутреннего и наружного слоев или отличного от него, отличающийся тем, что внутренний и наружный слои в качестве волокнистого материала содержат жгутовой или ленточный материал, выложенный под углом 0÷90° к продольной оси профиля, или ткань, уток или основа которой расположены под углом 0÷90° к продольной оси профиля, а средний слой выполнен из одинаковых или комбинации различных элементов, имеющих трапециевидное, прямоугольное или треугольное поперечное сечение, при этом толщины слоев и схемы выкладки внутреннего и наружного слоев выбираются из заданного термического коэффициента линейного расширения материала профиля, а сам профиль имеет закрытое или открытое поперечное сечение.
2. Слоистый профиль по п.1, отличающийся тем, что средний слой, расположенный между внутренним и наружным слоями, выполнен сплошным или прерывистым.
3. Слоистый профиль по п.1 или 2, отличающийся тем, что дополнительно содержит два слоя, выложенные на наружный слой и соединенные с ним, первый из которых, расположенный на наружном слое, аналогичен по структуре среднему слою и выполнен из материала, идентичного материалу среднего слоя, а второй слой, расположенный на первом дополнительном слое, аналогичен по структуре наружному слою и выполнен из материала, идентичного материалу наружного слоя.
4. Слоистый профиль по п.3, отличающийся тем, что дополнительный слой, аналогичный среднему слою, выполнен сплошным или прерывистым.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006111956/06A RU2305216C1 (ru) | 2006-04-10 | 2006-04-10 | Слоистый профиль |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006111956/06A RU2305216C1 (ru) | 2006-04-10 | 2006-04-10 | Слоистый профиль |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2305216C1 true RU2305216C1 (ru) | 2007-08-27 |
Family
ID=38597136
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006111956/06A RU2305216C1 (ru) | 2006-04-10 | 2006-04-10 | Слоистый профиль |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2305216C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2506379C1 (ru) * | 2012-10-03 | 2014-02-10 | Инна Владимировна Лобова | Многослойный силовой конструкционный элемент |
RU2688716C1 (ru) * | 2018-05-24 | 2019-05-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Композит Сольюшен" | Способ изготовления крупногабаритного композитного изделия методом вакуумной инфузии и композитная силовая балка мостовой секции для сборно-разборного мостового сооружения |
RU2807265C1 (ru) * | 2023-01-11 | 2023-11-13 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Способ изготовления замкнутого профиля |
-
2006
- 2006-04-10 RU RU2006111956/06A patent/RU2305216C1/ru active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2506379C1 (ru) * | 2012-10-03 | 2014-02-10 | Инна Владимировна Лобова | Многослойный силовой конструкционный элемент |
RU2688716C1 (ru) * | 2018-05-24 | 2019-05-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Композит Сольюшен" | Способ изготовления крупногабаритного композитного изделия методом вакуумной инфузии и композитная силовая балка мостовой секции для сборно-разборного мостового сооружения |
RU2807265C1 (ru) * | 2023-01-11 | 2023-11-13 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Способ изготовления замкнутого профиля |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2189316C2 (ru) | Удлиняемый листовой элемент (варианты), способ изготовления удлиняемого листового элемента (варианты) | |
EP2514884B1 (en) | Lightweight beam structure | |
US20140150363A1 (en) | Lattice Support Structures | |
CN101175667B (zh) | 用于输导空气以调节飞机内的空气的管道 | |
RU2225902C1 (ru) | Плоская ткань для формирования структуры, имеющей трехмерную конфигурацию | |
KR101860488B1 (ko) | 바이어스 섬유들을 갖는 파이 형태 예비성형체 | |
US3673058A (en) | Honeycomb having laminates of unidirectional strands | |
ES2573671T3 (es) | Núcleos de material compuesto reforzados con fibras | |
JP2002037902A (ja) | 展開可能な構造部品とその製造方法 | |
SU1034616A3 (ru) | Способ изготовлени трубы с фланцем | |
EP2146126B1 (en) | Method for manufacturing a helically wound pipe | |
RU2305216C1 (ru) | Слоистый профиль | |
RU2103198C1 (ru) | Несущая труба-оболочка, панель из композиционных материалов и узел соединения панелей | |
WO2000070256A1 (en) | A flexible lightweight composite pipe for high pressure oil and gas applications | |
JP2023159293A (ja) | オメガ形状補強材の三次元織物プリフォーム | |
US20190003181A1 (en) | Truss structure | |
CA1166942A (en) | Cellular composites and process and apparatus for their manufacture | |
RU2197670C1 (ru) | Слоистая труба | |
JP5132326B2 (ja) | コンクリート補修・補強用炭素繊維テープ材 | |
RU2641867C2 (ru) | Способ изготовления композитного конструктивного элемента, композитный конструктивный элемент и ветроэнергетическая установка | |
RU178525U1 (ru) | Труба слоистая комбинированная композитная армированная с повышенной размерной стабильностью | |
JP7454363B2 (ja) | コンクリート構造物におけるコンクリート部材のせん断補強方法及びせん断補強構造 | |
RU2595692C1 (ru) | Узел соединения конструкций из композиционных материалов | |
KR101995310B1 (ko) | 3차원 샌드위치 코어 및 이의 제조방법 | |
BG63885B1 (bg) | Покритие на вътрешната повърхност на тръбопровод,метод за нанасянето му върху вътрешната повърхност на тръбопровода, двуслойна заготовка на покритието и метод за получаване на тази заготовка |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20120926 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |