RU2486101C2 - Подкрепленная оболочка вращения из полимерных композиционных материалов - Google Patents
Подкрепленная оболочка вращения из полимерных композиционных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2486101C2 RU2486101C2 RU2011135449/11A RU2011135449A RU2486101C2 RU 2486101 C2 RU2486101 C2 RU 2486101C2 RU 2011135449/11 A RU2011135449/11 A RU 2011135449/11A RU 2011135449 A RU2011135449 A RU 2011135449A RU 2486101 C2 RU2486101 C2 RU 2486101C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ribs
- shell
- reinforced shell
- polymer composites
- revolution
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к оболочечным конструкциям корпусных деталей из полимерных композиционных материалов, применяемых в ракетной и авиационной технике, работающих в условиях повышенных нагрузок. Подкрепленная оболочка вращения состоит из обшивки и набора ребер. Ребра располагаются с внешней стороны обшивки. В конструкцию профиля ребер входят отбортовка и округление угла между вертикальной частью и отбортовкой. До режима формирования изделия в узлах пересечения ребер устанавливаются закладные металлические элементы в виде втулки. В конструкцию крайних кольцевых ребер введены отверстия и закладные металлические элементы в виде втулки, устанавливаемые в отверстия. Достигается повышение прочности, жесткости, устойчивости, размерной стабильности и снижение массы оболочки. 5 ил.
Description
Изобретение относится к оболочечным конструкциям корпусных деталей из полимерных композиционных материалов, в том числе размеростабильных, применяемых в ракетной и авиационной технике, работающих в условиях повышенных нагрузок.
Известна слоистая цилиндрическая оболочка по патенту на изобретение SU №1751939 A1, B32B 1/08, B29D 9/00 от 16.04.1990 г. Слоистая цилиндрическая оболочка содержит несущие наружные и внутренние слои, между которыми расположен продольно-гофрированный слой с подложкой, соединенный с несущими слоями по вершинам гофр, и связи между этими гофрами, при этом с целью повышения прочности в поперечном направлении связи между стенками гофр образованы отгибами подложки продольно-гофрированного слоя, расположенными перпендикулярно ей между торцами гофр.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности является сетчатая оболочка в виде тела вращения из композиционных материалов по патенту на изобретение RU №2384460 С2, МПК В64С 1/00 (2006/01), B32B 1/08 (2006.01), В32В 3/12 (2006.01), F16L 9/12 (2006.01) с приоритетом от 15.05.2008 г.
Сетчатая оболочка вращения содержит обшивку, спиральные и кольцевые ребра, образованные из повторяющихся по толщине стенки оболочки слоев систем перекрещивающихся спиральных и кольцевых лент. Ленточные наклонные переходы между кольцевыми лентами равномерно смещены друг относительно друга в окружном и спиральном направлениях и выполнены в виде одного семейства конгруэнтных непрерывных кольцевых зигзагообразных спиралей, расположенных по кольцевым поверхностям, общим с кольцевыми поверхностями слоев систем перекрещивающихся спиральных и кольцевых лент. Вершины зигов примыкают к кольцевым лентам кольцевых ребер, перекрещивающихся в промежутке между ними со спиральными или со спиральными и кольцевыми лентами соответственно спиральных и кольцевых ребер, с образованием кольцевых зигзагообразных ребер, размещенных преимущественно на концах оболочки.
К недостаткам известного технического решения следует отнести:
- расположение ребер с внутренней стороны обшивки усложняет монтаж навесного оборудования, монтаж конструкций, стыкуемых с оболочкой по торцам, установку закладных элементов под места крепления навесного оборудования и их последующую механическую обработку, а также формирование на базе данной конструкции изделий типа оптических телескопов;
- отсутствие в конструкции профиля ребер отбортовки и округления угла между вертикальной частью и отбортовкой, характерных для ребер с тавровым профилем поперечного сечения, не обеспечивает равномерное распределение напряжений, повышение устойчивости конструкции и снижение массы изделия;
- отсутствие в узлах пересечения ребер закладных металлических элементов, устанавливаемых до режима формования изделия, не обеспечивает сохранение целостности ребер и обшивки, а также надежного соединения навесного оборудования с подкрепленной оболочкой в условиях эксплуатации, особенно под воздействием вырывающих и перерезающих усилий;
- отсутствие в крайних кольцевых ребрах отверстий и металлических закладных элементов, устанавливаемых в отверстия, не обеспечивает надежного соединения подкрепленной оболочки и стыкуемых с ней конструкций, особенно под воздействием вырывающих и перерезающих усилий.
Задачей нового технического решения является повышение прочности, жесткости, устойчивости конструкции, размерной стабильности, а также снижение массы.
Технический результат достигается тем, что подкрепленная оболочка вращения из полимерных композиционных материалов, состоящая из обшивки и ребер, имеет следующие отличительные признаки:
- ребра располагаются с внешней стороны обшивки, что упрощает монтаж навесного оборудования, монтаж конструкций, стыкуемых с оболочкой по торцам, установку закладных элементов под места крепления навесного оборудования и их последующую механическую обработку, а также позволяет формировать на базе данной конструкции изделия типа оптических телескопов космического базирования;
- в конструкцию ребер входят отбортовка и округление угла между вертикальной частью и отбортовкой, характерные для ребер с тавровым профилем поперечного сечения, обеспечивая при этом более равномерное распределение напряжений, повышение прочности, жесткости и устойчивости конструкции;
- в узлах пересечения ребер устанавливаются до режима формования изделия закладные металлические элементы в виде втулки, обеспечивающие сохранение целостности ребер и обшивок, а также надежное соединение навесного оборудования с подкрепленной оболочкой в условиях эксплуатации, особенно под воздействием вырывающих и перерезающих усилий;
- в конструкцию крайних кольцевых ребер вводятся отверстия и металлические закладные элементы в виде втулки, устанавливаемые в отверстия, обеспечивающие надежное соединение подкрепленной оболочки и стыкуемых с ней конструкций по торцам, особенно под воздействием вырывающих и перерезающих усилий.
Графические изображения: фиг.1 - вид на подкрепленную оболочку вращения с указанием основных конструктивных элементов; фиг.2 - выносной элемент А (расположение указано на фиг.1) с показом конструкции места расположения закладного металлического элемента в виде втулки в местах пересечения ребер; фиг.3 - сечение по Б-Б (направление взгляда указано на фиг.1) с показом профиля поперечного сечения ребер подкрепления; фиг.4 - разрез по В-В (направление взгляда указано на фиг.1) с показом конструкции мест крайних кольцевых ребер, где введены отверстия и устанавливаемые в них закладные металлические элементы в виде втулки; фиг.5 - разрез по Г-Г (направление взгляда указано на фиг.2) с показом конструкции закладного металлического элемента в виде втулки в местах пересечения ребер.
Подкрепленная оболочка вращения из полимерных композиционных материалов состоит из обшивки 1 и силового (подкрепляющего) набора ребер 2 с тавровым профилем поперечного сечения, расположенных с внешней стороны обшивки. В местах пересечения ребер жесткости устанавливаются закладные металлические элементы 3 в виде втулки. В крайних кольцевых ребрах 4 предусмотрены отверстия, в которые устанавливаются закладные металлические элементы 5 в виде втулки. Геометрические параметры ребер и их расположение выбираются расчетом исходя из обеспечения повышенной прочности, жесткости, устойчивости и минимальной массы.
При нагружении оболочки вращения из полимерных композиционных материалов осевыми, изгибающими, тепловыми нагрузками ребра 2, 4 и внутренняя обшивка 1 работают совместно в пределах допустимого напряженно-деформированного состояния за счет внутреннего расположения обшивки, оптимальных углов укладки основы наполнителя полимерных композиционных материалов, расположения ребер, конструкции профиля ребра, конструкции и расположения закладных металлических элементов.
Осуществимость изобретения подтверждена положительными результатами испытаний фрагментов конструкции и расчетами по методу конечных элементов. Разработка и изготовление фрагментов полностью основывалось на представленном описании.
Claims (1)
- Подкрепленная оболочка вращения из полимерных композиционных материалов, состоящая из обшивки и набора ребер, отличающаяся тем, что ребра располагаются с внешней стороны обшивки, в конструкцию профиля ребер входят отбортовка и округление угла между вертикальной частью и отбортовкой, в узлах пересечения ребер устанавливаются до режима формирования изделия закладные металлические элементы в виде втулки, в конструкцию крайних кольцевых ребер введены отверстия и закладные металлические элементы в виде втулки, устанавливаемые в отверстия.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011135449/11A RU2486101C2 (ru) | 2011-08-24 | 2011-08-24 | Подкрепленная оболочка вращения из полимерных композиционных материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011135449/11A RU2486101C2 (ru) | 2011-08-24 | 2011-08-24 | Подкрепленная оболочка вращения из полимерных композиционных материалов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011135449A RU2011135449A (ru) | 2013-02-27 |
RU2486101C2 true RU2486101C2 (ru) | 2013-06-27 |
Family
ID=48702487
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011135449/11A RU2486101C2 (ru) | 2011-08-24 | 2011-08-24 | Подкрепленная оболочка вращения из полимерных композиционных материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2486101C2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2601972C1 (ru) * | 2015-09-08 | 2016-11-10 | Закрытое Акционерное Общество "Центр перспективных разработок ОАО ЦНИИСМ" | Способ изготовления отсека летательного аппарата в виде оболочки вращения ячеистой структуры и отсек летательного аппарата в виде оболочки вращения ячеистой структуры |
RU194476U1 (ru) * | 2019-08-13 | 2019-12-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Труба из композиционного материала с кольцевым подкреплением |
RU2730123C1 (ru) * | 2019-08-13 | 2020-08-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Способ изготовления трубы из композиционного материала с кольцевым подкреплением |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4137354A (en) * | 1977-03-07 | 1979-01-30 | Mcdonnell Douglas Corporation | Ribbed composite structure and process and apparatus for producing the same |
US6155450A (en) * | 1996-10-29 | 2000-12-05 | Mcdonnell Douglas Corporation | Composite shell shaped as a body of revolution |
RU2384460C2 (ru) * | 2008-05-15 | 2010-03-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны РФ | Сетчатая оболочка в виде тела вращения из композиционных материалов |
RU2392122C1 (ru) * | 2008-11-05 | 2010-06-20 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения | Сетчатая оболочка вращения из композиционных материалов |
-
2011
- 2011-08-24 RU RU2011135449/11A patent/RU2486101C2/ru active IP Right Revival
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4137354A (en) * | 1977-03-07 | 1979-01-30 | Mcdonnell Douglas Corporation | Ribbed composite structure and process and apparatus for producing the same |
US6155450A (en) * | 1996-10-29 | 2000-12-05 | Mcdonnell Douglas Corporation | Composite shell shaped as a body of revolution |
RU2384460C2 (ru) * | 2008-05-15 | 2010-03-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны РФ | Сетчатая оболочка в виде тела вращения из композиционных материалов |
RU2392122C1 (ru) * | 2008-11-05 | 2010-06-20 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения | Сетчатая оболочка вращения из композиционных материалов |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2601972C1 (ru) * | 2015-09-08 | 2016-11-10 | Закрытое Акционерное Общество "Центр перспективных разработок ОАО ЦНИИСМ" | Способ изготовления отсека летательного аппарата в виде оболочки вращения ячеистой структуры и отсек летательного аппарата в виде оболочки вращения ячеистой структуры |
RU194476U1 (ru) * | 2019-08-13 | 2019-12-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Труба из композиционного материала с кольцевым подкреплением |
RU2730123C1 (ru) * | 2019-08-13 | 2020-08-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Способ изготовления трубы из композиционного материала с кольцевым подкреплением |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011135449A (ru) | 2013-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3063340B1 (en) | Method for fabricating an object | |
Chen et al. | Improved manufacturing method and mechanical performances of carbon fiber reinforced lattice-core sandwich cylinder | |
US8074826B2 (en) | Damage and leakage barrier in all-composite pressure vessels and storage tanks | |
US5062589A (en) | Fiber reinforced pressure bulkhead with integrated frame | |
CA2763113C (en) | Structural component and production method for a structural component | |
EP3106383B1 (en) | Fractal stiffening | |
US10501163B2 (en) | Pressure bulkhead for an aircraft fuselage, and an aircraft comprising such a pressure bulkhead | |
RU196913U1 (ru) | Силовая конструкция корпуса космического аппарата | |
BRPI0806718A2 (pt) | elemento de revestimento como parte de uma fuselagem de aeronave | |
RU2486101C2 (ru) | Подкрепленная оболочка вращения из полимерных композиционных материалов | |
US10259557B2 (en) | Pressure bulkhead for an aircraft fuselage, and an aircraft comprising such a pressure bulkhead | |
US10843434B2 (en) | Core material for composite structures | |
US11014644B2 (en) | Stiffened-cavity for modular wrap ply assembly for hat stringer | |
WO2015181030A1 (en) | Pressure bulkhead for an aircraft fuselage | |
EP2727820B1 (en) | Stringer | |
ITMI20130449A1 (it) | Radice di pala di un aerogeneratore e procedimento per la fabbricazione di una radice di pala di aerogeneratore | |
RU196827U1 (ru) | Силовая конструкция корпуса космического аппарата | |
RU2475412C1 (ru) | Оболочка отсека герметичного фюзеляжа магистрального самолета из полимерного композиционного материала и способ ее изготовления | |
RU197021U1 (ru) | Силовая конструкция корпуса космического аппарата | |
US8765042B2 (en) | Fuselage section of an aircraft and method for the production of the fuselage section | |
CN113623467A (zh) | 一种定向加强的管材及其制备方法 | |
WO2018109255A1 (es) | Procedimiento de fabricación de estructuras reforzadas monocasco y estructura obtenida | |
KR20170066654A (ko) | 압력 용기 및 압력 용기의 제조 방법 | |
RU2514980C1 (ru) | Армированная оболочка для внутреннего давления из слоистого композиционного материала | |
RU2384750C1 (ru) | Композитная облегченная лопатка преимущественно для вентиляторов авиационных двигателей |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140825 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160927 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20161004 |