RU2497716C2 - Structural element and method of its fabrication - Google Patents
Structural element and method of its fabrication Download PDFInfo
- Publication number
- RU2497716C2 RU2497716C2 RU2011133810/11A RU2011133810A RU2497716C2 RU 2497716 C2 RU2497716 C2 RU 2497716C2 RU 2011133810/11 A RU2011133810/11 A RU 2011133810/11A RU 2011133810 A RU2011133810 A RU 2011133810A RU 2497716 C2 RU2497716 C2 RU 2497716C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frames
- hollow
- turns
- binder
- shell
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к силовым конструкциям и изделиям, где требуются прочность, легкость и технологичность. В первую очередь это - летательные аппараты, подводные лодки, морские и речные суда, а также емкости-хранилища большого объема для различного рода продуктов, железнодорожные пассажирские вагоны и полы в них и т.п.The invention relates to power structures and products where strength, lightness and manufacturability are required. First of all, these are aircraft, submarines, sea and river vessels, as well as large-capacity storage tanks for various products, railway passenger cars and floors in them, etc.
Силовые конструкции - это конструкции, несущие при эксплуатации большие нагрузки, испытываемые ими в результате, например, аэродинамических (аэростатических), гравитационных сил и сил тяги силовой установки, гидравлических сил.Power structures are structures that carry heavy loads during operation, which they experience as a result of, for example, aerodynamic (aerostatic), gravitational and traction forces of a power plant, hydraulic forces.
Силовые шпангоуты - поперечные элементы силового набора, например корпуса корабля, летательного аппарата, изготавливаются из различных материалов: дерева, металла, стеклопластика и других конструкционных материалов.Power frames - transverse elements of the power set, for example, the ship’s hull, aircraft, are made of various materials: wood, metal, fiberglass and other structural materials.
Деревянные шпангоуты являются горючими материалами, шпангоуты из металла имеют большую массу и низкую коррозионную стойкость, а стеклопластиковые шпангоуты, которые изготавливаются с использованием полиэфирных или эпоксидных связующих, являются горючими и дорогостоящими.Wooden frames are combustible materials, metal frames have a large mass and low corrosion resistance, and fiberglass frames made using polyester or epoxy binders are combustible and expensive.
Из уровня техники известны технические решения по пат. РФ №26510, МПК 7 В63В 13/02, 10.12.2002, по пат. РФ №2200106, МПК 7 В63В 3/13, 10.03.2003, в которых в силовых конструкциях подводных аппаратов используются металлические трубы, что приводит к большой металлоемкости изделия в целом.The prior art technical solutions according to US Pat. RF №266510, IPC 7 ВВВ 13/02, 12/10/2002, according to US Pat. RF №2200106, IPC 7 В63В 3/13, 03/10/2003, in which metal pipes are used in the power structures of underwater vehicles, which leads to a large metal consumption of the product as a whole.
Известны технические решения по пат. РФ №2022867, МПК 5 В63В 3/13, 15.11.1994, пат. РФ №2361771, МПК В63В 3/13, 20.07.2009, в силовых конструкциях которых для изготовления силовых шпангоутов применяются стекломасса и стеклокомпозит в виде сплошных конструкций. Это приводит к большой материалоемкости и, соответственно, к высокой стоимости изделия в целом.Known technical solutions according to US Pat. RF №2022867, IPC 5 В63В 3/13, 11/15/1994, US Pat. RF №2361771, IPC В63В 3/13, 07.20.2009, in the power structures of which glass mass and glass composite in the form of continuous structures are used for the manufacture of power frames. This leads to high material consumption and, consequently, to the high cost of the product as a whole.
Известно судно по пат. РФ №2352492, МПК 8 В63В 1/16, 10.06.2006 г., корпус которого выполнен со шпангоутами в форме усеченной параболы, сопряженными в корме с нижней плоскостью воздушного крыла. Конструкция судна обладает высокой эффективностью при эксплуатации.Known ship pat. RF №2352492, IPC 8 В63В 1/16, 06/10/2006, the body of which is made with frames in the form of a truncated parabola, conjugated in the stern with the lower plane of the air wing. The design of the vessel is highly efficient in operation.
Известны резервуар-хранилище по пат. РФ №2331739, МПК 8 Е03В 11/02, 20.08.2008 г, цистерна для перевозки вязких продуктов по пат. №91981 на полезную модель, МПК B65D 88/00, 10.03.2010 г., содержащие шпангоуты из неметаллического материала, также способ формирования силового шпангоута из композиционных материалов по пат. РФ №2340456, МПК В29С 53/56, 10.12.2008 г., включающий укладку и намотку пропитанных связующим тканевых лент кольцевыми слоями в области расположения шпангоутов.Known storage tank according to US Pat. RF №2331739, IPC 8 ЕВВ 11/02, 08/20/2008, tank for transportation of viscous products according to US Pat. No. 91981 for a utility model, IPC B65D 88/00, 03/10/2010, containing frames from non-metallic material, also a method of forming a power frame from composite materials according to US Pat. RF №2340456, IPC В29С 53/56, 10.12.2008, including the laying and winding of fabric tapes impregnated with a binder in annular layers in the area where the frames are located.
Известно техническое решение по пат. РФ №2210726, МПК 7 F42B 15/00, 20.08.2003, в котором силовые конструкции космической ракеты выполнены в виде сплошных спиральных и кольцевых ребер жесткости из полимерных композиционных материалов на основе эпоксисодержащих связующих и высокомодульных углеродных или борных волокон.A technical solution according to US Pat. RF №2210726, IPC 7 F42B 15/00, 08/20/2003, in which the power structure of the space rocket is made in the form of continuous spiral and ring stiffeners made of polymer composite materials based on epoxy-containing binders and high-modulus carbon or boron fibers.
Известен элемент планера самолета из полимерных композиционных материалов и способ его изготовления по пат. РФ №2312790, МПК В64С 1/00, 20.12.2007, в котором элемент силовой конструкции планера самолета -силовой шпангоут - формируют из волокнистых композиционных материалов путем намотки с определенным шагом пропитанной связующим тканой ленты. Элемент силовой конструкции содержит витки спиральных и кольцевых шпангоутов из пропитанной связующим тканой ленты, расположенных с определенным шагом на оболочке элемента.A known element of an airplane glider made of polymer composite materials and a method for its manufacture according to US Pat. RF №2312790, IPC В64С 1/00, December 20, 2007, in which the structural element of the airframe - power frame - is formed from fibrous composite materials by winding with a certain step a fabric tape impregnated with a binder. The power structure element contains turns of spiral and annular frames of woven tape impregnated with a binder, located at a certain step on the shell of the element.
Для обеспечения требуемой кольцевой жесткости изделия необходимо иметь достаточную толщину спиральных и кольцевых слоев, что приводит к большой материалоемкости изделия.To ensure the required ring stiffness of the product, it is necessary to have a sufficient thickness of the spiral and annular layers, which leads to a large material consumption of the product.
Наиболее близким к заявленному изобретению является силовой элемент (труба или емкость), содержащий основную стенку и слои из полых кольцевых ребер жесткости, намотанных в виде спирали, отделенные друг от друга сплошной перегородкой, уложенной на спираль вдоль оси трубы или емкости (пат. РФ №2333412, МПК F16L 9/12, 10.09.2008).Closest to the claimed invention is a power element (pipe or tank) containing the main wall and layers of hollow annular stiffeners, wound in the form of a spiral, separated from each other by a solid partition laid on a spiral along the axis of the pipe or tank (US Pat. RF № 2333412, IPC F16L 9/12, 09/10/2008).
Данный силовой элемент обладает повышенной кольцевой жесткостью, однако имеет место и увеличение его веса.This power element has an increased ring stiffness, but there is an increase in its weight.
Техническим результатом при использовании изобретения является повышение кольцевой жесткости изделий при одновременном снижении их материалоемкости.The technical result when using the invention is to increase the ring stiffness of the products while reducing their material consumption.
Указанный выше технический результат достигается тем, что в элементе силовой конструкции, содержащем оболочку и, по меньшей мере, один ряд спиральных или кольцевых витков шпангоутов из пропитанной связующим тканой ленты, намотанной на полую металлическую форму, согласно изобретению, полая форма жестко соединена с оболочкой, а полые шпангоуты закреплены на оболочке и между собой пропитанной связующим тканой лентой, намотанной на шпангоуты и в промежутках между витками в нижней их части, при этом между спиральными или кольцевыми витками перпендикулярно последним уложены с определенным шагом предварительно заготовленные по размеру полые шпангоуты, причем кольцевые витки полых шпангоутов каждого последующего ряда смещены относительно кольцевых витков предыдущего ряда на 0,5 шага намотки, а на верхушки шпангоутов уложена тканая подложка из бязи для внешней оболочки, на которую уложен металлический лист.The above technical result is achieved by the fact that in the structural element containing the shell and at least one row of spiral or annular coils of frames of binder-impregnated woven tape wound on a hollow metal mold according to the invention, the hollow mold is rigidly connected to the shell, and hollow frames are fixed on the shell and with each other impregnated with a binder woven tape wound on the frames and in the spaces between the coils in their lower part, while between spiral or ring coils Perpendicular to the last, hollow frames pre-prepared in size are laid with a certain step, and the circular coils of the hollow frames of each subsequent row are offset relative to the circular coils of the previous row by 0.5 winding steps, and a woven calico substrate for the outer shell is laid on the tops of the frames, onto which a metal sheet.
Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что оболочка элемента представляет собой корпус летательного аппарата или подводной лодки, или морского, или речного судна, или пассажирского вагона; спиральные витки первого ряда полых шпангоутов уложены слева направо, а спиральные витки каждого последующего ряда уложены в направлении, противоположном направлению спиральных витков предыдущего ряда; полые шпангоуты имеют в поперечном сечении форму кривой второго порядка; полая форма выполнена из металлической ленты толщиной 0,1÷0,3 мм, например, из титана; в качестве пропитанной связующим тканой ленты использована стеклянная или углеродная, или органическая тканая лента, пропитанная полимерным связующим горячего или холодного отверждения; в качестве пропитанной связующим тканой ленты использована стеклянная или углеродная, или органическая тканая лента, пропитанная натрийборосиликатфосфатным связующим холодного отверждения.In addition, this technical result is achieved in that the shell of the element is a hull of an aircraft or a submarine, or a sea, or river vessel, or a passenger carriage; the spiral turns of the first row of hollow frames are laid from left to right, and the spiral turns of each subsequent row are laid in the opposite direction to the spiral turns of the previous row; hollow frames have a second-order curve in cross section; the hollow mold is made of a metal strip 0.1 to 0.3 mm thick, for example, titanium; as a binder-impregnated woven tape, glass or carbon or organic woven tape impregnated with a hot or cold cured polymeric binder is used; as a binder-impregnated woven tape, glass or carbon, or an organic woven tape impregnated with cold-cured sodium borosilicate phosphate binder is used.
Указанный технический результат достигается также тем, что в способе изготовления элемента силовой конструкции, включающем формирование силовых шпангоутов из волокнистых композиционных материалов на оболочке элемента путем намотки с определенным шагом пропитанной связующим тканой ленты с образованием, по меньшей мере, одного ряда спиральных или кольцевых витков полых шпангоутов с использованием полой формы, согласно изобретению, между спиральными или кольцевыми витками перпендикулярно последним укладывают с определенным шагом предварительно заготовленные по размеру полые шпангоуты, полую форму предварительно жестко соединяют с оболочкой, а витки полых шпангоутов закрепляют на оболочке и между собой пропитанной связующим тканой лентой путем намотки ее на полые шпангоуты и в промежутках между витками в нижней их части, причем кольцевые витки полых шпангоутов каждого последующего ряда наматывают относительно кольцевых витков полых шпангоутов предыдущего ряда со смещением на 0,5 шага намотки, затем на верхушки полых шпангоутов укладывают тканую подложку из бязи, перекрывающую промежутки между витками с образованием замкнутых полостей, и далее на подложку наматывают слои пропитанной связующим тканой ленты сначала между витками полых шпангоутов, а потом по всей поверхности с образованием внешней оболочки, на которую укладывают металлический лист.The specified technical result is also achieved by the fact that in the method of manufacturing an element of the power structure, including the formation of power frames of fibrous composite materials on the shell of the element by winding with a certain step of a binder impregnated with a fabric tape with the formation of at least one row of spiral or circular turns of hollow frames using a hollow shape, according to the invention, between spiral or ring turns perpendicular to the last stack with a certain step hollow frames that are twice prepared in size, the hollow form is pre-rigidly connected to the shell, and the turns of the hollow frames are fixed on the shell and soaked with a binder woven tape by winding it on the hollow frames and in the spaces between the coils in their lower part, and the circular coils of the hollow frames each subsequent row is wound relative to the annular turns of hollow frames of the previous row with a shift of 0.5 winding steps, then a woven substrate of coarse calico is laid on the tops of the hollow frames, erekryvayuschuyu gaps between the turns to form a closed cavity, and further the substrate is wound layers impregnated with the binder is first webbing between the windings of the hollow frames and then over the entire surface to form an outer shell, which is laid on the metal sheet.
Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в качестве оболочки элемента силовой конструкции используют корпус подводной лодки, или летательного аппарата, или морского, или речного судна, или железнодорожного пассажирского вагона; первый ряд спиральных витков полых шпангоутов наматывают слева направо, а каждый последующий ряд спиральных витков наматывают в направлении, противоположном направлению спиральных витков предыдущего ряда; поперечное сечение полых шпангоутов выполняют в форме кривой второго порядка; полую форму изготавливают из металлической ленты толщиной 0,1÷0,3 мм, например, из титана; в качестве пропитанной связующим тканой ленты используют стеклянную или углеродную, или органическую тканую ленту, пропитанную полимерным связующим горячего или холодного отверждения; в качестве пропитанной связующим тканой ленты используют стеклянную или углеродную, или органическую тканую ленту, пропитанную натрийборосиликатфосфатным связующим холодного отверждения;In addition, the specified technical result is achieved by the fact that as the shell of the element of the power structure using the hull of a submarine, or aircraft, or sea, or river vessel, or railway passenger carriage; the first row of spiral turns of hollow frames are wound from left to right, and each subsequent row of spiral turns is wound in the opposite direction to the spiral turns of the previous row; the cross section of the hollow frames is performed in the form of a second-order curve; the hollow mold is made of a metal strip 0.1 to 0.3 mm thick, for example, titanium; as a binder-impregnated woven tape, glass or carbon or organic woven tape impregnated with a hot or cold cured polymeric binder is used; as a binder-impregnated woven tape, a glass or carbon or organic woven tape impregnated with cold-cured sodium borosilicate phosphate binder is used;
Изобретение иллюстрируется чертежами и примером способа изготовления элемента силовой конструкции подводной лодки.The invention is illustrated by drawings and an example of a method of manufacturing an element of the power structure of a submarine.
На фиг.1 изображен продольный разрез элемента силовой конструкции, общий вид;Figure 1 shows a longitudinal section of an element of the power structure, General view;
На фиг.2 изображена изометрия элемента силовой конструкции, продольный разрез;Figure 2 shows an isometric element of the power structure, a longitudinal section;
На фиг.3 изображена изометрия элемента силовой конструкции со спиральными полыми шпангоутами;Figure 3 shows an isometric element of the power structure with spiral hollow frames;
На фиг.4 изображена изометрия элемента силовой конструкции с кольцевыми полыми шпангоутами.Figure 4 shows an isometric element of the power structure with annular hollow frames.
Элемент силовой конструкции, например подводной лодки, содержит оболочку 1, на которой расположена и жестко с ней соединена полая форма 2 для шпангоутов, выполненная из металлической, например титановой, ленты толщиной 0,1÷0,3 мм. На оболочке 1 расположены два ряда спиральных (фиг.1, 2, 3) или кольцевых витков 3 (фиг.4) полых шпангоутов. Витки 3 полых шпангоутов расположены на оболочке 1 с определенным шагом и выполнены из пропитанной связующим тканой ленты. Полая форма 2 и витки 3 полых шпангоутов имеют в поперечном сечении форму кривой второго порядка. Спиральные или кольцевые витки 3 полых шпангоутов закреплены на оболочке 1 и соединены между собой пропитанной полимерным связующим горячего или холодного отверждения, например, фенольным связующим марки СФЖ-309 (или эпоксидным, или полиэфирным связующим) тканой лентой из стеклянной ткани марки НПГ-210 (или углеродной, или органической), намотанной на шпангоуты и в промежутках между витками 3 в нижней их части. Между витками 3 размещены предварительно заготовленные по размеру полые шпангоуты 4, которые установлены с определенным шагом перпендикулярно виткам 3. Полые шпангоуты 4 выполнены также с использованием полой формы из титановой ленты толщиной 0,1÷0,3 мм, и поперечное сечение которой, как и поперечное сечение полых шпангоутов 4 имеет форму кривой второго порядка. Такое выполнение и расположение полых шпангоутов 4 по отношению к виткам 3 определяет сотовую структуру силового набора и обеспечивает жесткость контура силовой конструкции подводной лодки.An element of the power structure, for example, a submarine, contains a
На верхушки витков 3 полых шпангоутов и полых шпангоутов 4 уложена тканая подложка 5 из слоев бязи. Подложка 5 уложена путем намотки нескольких слоев ткани с возможностью перекрытия промежутков между витками 3 и образования замкнутых полостей 6. На подложке 5 размещены слои пропитанной аналогичным связующим тканой ленты из стеклянной ткани марки НПГ-210 (или углеродной, или органической), образующие внешнюю оболочку 7. Для усиления жесткости силового элемента на внешнюю оболочку 7 уложен металлический лист из титана.On the tops of
Способ изготовления элемента силовой конструкции, например, подводной лодки, осуществляют следующим образом.A method of manufacturing an element of the power structure, for example, a submarine, is as follows.
С металлической, например из титана, оболочкой 1, являющейся корпусом подводной лодки, жестко соединяют полую форму 2 из металлической, например, титановой ленты толщиной 0,1÷0,3 мм. На полую форму 2 наматывают спиральные витки 3 полых шпангоутов из стеклянной либо углеродной тканой ленты, пропитанной фенольным связующим горячего отверждения. Благодаря полой форме 2, спиральные витки 3 шпангоутов имеют в поперечном сечении форму кривой второго порядка. Витки 3 полых шпангоутов закрепляют на оболочке 1 и между собой путем намотки пропитанной связующим тканой ленты на шпангоуты и в промежутках между витками 3 в нижней их части. Между витками 3 полых шпангоутов размещают предварительно заготовленные по размеру полые шпангоуты 4, которые устанавливают с определенным шагом перпендикулярно к виткам 3. Такое расположение витков 3 шпангоутов и шпангоутов 4 определяет сотовую структуру силового набора элемента силовой конструкции подводной лодки. Далее на верхушки витков 3 шпангоутов и шпангоутов 4 укладывают тканую подложку 5 из бязи, так, что она перекрывает промежутки между витками 3. В результате этого перекрытия между витками 3 шпангоутов и шпангоутов 4 образуют закрытые полости 6.With a metal shell, for example titanium,
Далее на подложку 5 наматывают несколько слоев стеклянной или углеродной тканой ленты, пропитанной фенольным связующим горячего отверждения. Данную ленту сначала наматывают на подложку 5 между витками 3 полых шпангоутов, а потом проводят намотку ленты по всей поверхности с образованием внешней оболочки 7. Для усиления жесткости элемента силовой конструкции на внешнюю оболочку 7 укладывают металлический лист из титана.Next, several layers of glass or carbon woven tape impregnated with a hot cured phenolic binder are wound on a
Для обеспечения требуемой жесткости наружного корпуса подводной лодки проводят намотку необходимого количества слоев силовых шпангоутов.To ensure the required rigidity of the outer hull of the submarine, the required number of layers of power frames are wound.
При изготовлении элемента силовой конструкции, содержащего в результате расчетов несколько слоев полых шпангоутов, каждый из этих слоев закрывают металлическим либо титановым листом, и аналогичным образом проводят намотку последующего слоя полых шпангоутов.In the manufacture of a structural element containing several layers of hollow frames as a result of calculations, each of these layers is closed with a metal or titanium sheet, and a subsequent layer of hollow frames is wound in the same way.
В расчетной формуле кольцевая жесткость и высота кольцевого и спирального витка (ребра), т.е. силового шпангоута, находятся в квадратичной зависимости. Поэтому все расчеты по необходимой жесткости корпуса подводной лодки ведут исходя из количества слоев шпангоутов и их характеристик.In the calculation formula, the ring stiffness and the height of the ring and spiral turns (ribs), i.e. power frames are quadratic. Therefore, all calculations of the necessary rigidity of the hull of the submarine are based on the number of layers of frames and their characteristics.
Стеклопластик на основе фенольных связующих является трудногорючим материалом. Но с целью выполнения экологических требований при возникновении аварийных ситуаций (пожар) силовые шпангоуты на основе фенольных связующих изолируют от контакта с людьми. Это достигается тем, что в приведенном выше примере силовые шпангоуты находятся внутри металлических листов.Fiberglass based on phenolic binders is a slow-burning material. But in order to fulfill environmental requirements in case of emergency (fire), power frames based on phenolic binders are isolated from contact with people. This is achieved by the fact that in the above example, the power frames are inside the metal sheets.
Для некоторых изделий технического назначения, например пассажирских вагонов, самолетов, шпангоуты для пола, изготавливают на основе натрийборосиликатфосфатного связующего. Это позволяет изготовить шпангоуты негорючими.For some technical products, for example, passenger cars, airplanes, floor frames, are made on the basis of sodium borosilicate phosphate binder. This allows you to make frames non-combustible.
Аналогичным образом изготавливают корпус летательных аппаратов, самолетов, в том числе и лонжеронов и других силовых конструкций летательных аппаратов.In the same way, the body of aircraft, aircraft, including spars and other power structures of aircraft, is made.
Способ изготовления корпуса самолета осуществляют следующим образом.A method of manufacturing an aircraft body is as follows.
С металлической, например из сплава алюминия, оболочкой 1, являющейся внутренним корпусом самолета, жестко соединяют форму 2 из металлической, например алюминиевой ленты толщиной 0,1 - 0,3 мм. На полую форму 2 наматывают спиральные витки 3 полых шпангоутов из углеродной тканой ленты, пропитанной эпоксидным связующим горячего или холодного отверждения. Благодаря полой форме 2, спиральные витки 3 шпангоутов имеют в поперечном сечении форму кривой второго порядка. Витки 3 полых шпангоутов закрепляют на оболочке 1 и между собой путем намотки пропитанной связующим углеродной тканой ленты на шпангоуты и в промежутках между витками 3 в нижней их части. Между витками 3 полых шпангоутов размещают предварительно заготовленные по размеру полые шпангоуты 4, которые устанавливают с определенным шагом перпендикулярно к виткам 3. Такое расположение витков 3 шпангоутов и шпангоутов 4 определяет сотовую структуру силового набора элемента силовой конструкции корпуса самолета.With a metal, for example, from an aluminum alloy,
Далее на верхушки витков 3 и шпангоутов 4 укладывают тканую подложку 5 из бязи, так, что она перекрывает промежутки между витками 3. В результате этого перекрытия между спиральными витками 3 шпангоутов и шпангоутами 4 образуются закрытые полости 6. Далее на подложку 5 наматывают несколько слоев углеродной тканой ленты, пропитанной эпоксидным связующим горячего или холодного отверждения. Данную ленту сначала наматывают на подложку 5 между витками 3 полых шпангоутов, а потом проводят намотку ленты по всей поверхности с образованием внешней оболочки 7. Для усиления жесткости элемента силовой конструкции на внешнюю оболочку 7 укладывают металлический лист из титана.Next, on the tops of the
Для обеспечения требуемой жесткости корпуса самолета проводят намотку необходимого количества слоев силовых шпангоутов.To ensure the required rigidity of the aircraft body, the required number of layers of power frames are wound.
При изготовлении элемента силовой конструкции корпуса самолета, содержащего в результате расчетов несколько слоев полых шпангоутов, каждый из этих слоев закрывают алюминиевым листом, и аналогичным образом проводят намотку последующего слоя полых шпангоутов. Отличие намотки последующего слоя от предыдущего состоит в обратном направлении намотки спиральных витков 3 (предыдущий слой - слева -направо, а последующий - справа - налево). После закрытия последнего слоя силовых полых шпангоутов его закрывают алюминиевым или титановым листом, который является наружной стенкой корпуса самолета. Затем проводят вырезку оконных, дверных проемов по всему корпусу самолета и их заделку.In the manufacture of the structural element of the aircraft body, which contains several layers of hollow frames as a result of calculations, each of these layers is closed with an aluminum sheet, and a subsequent layer of hollow frames is wound in the same way. The difference between the winding of the next layer from the previous one is in the opposite direction of winding the spiral turns 3 (the previous layer is from left to right, and the next one from right to left). After closing the last layer of power hollow frames, it is closed with an aluminum or titanium sheet, which is the outer wall of the aircraft body. Then, window and door openings are cut out throughout the aircraft body and sealed.
Способ изготовления корпуса пассажирского вагона осуществляют следующим образом.A method of manufacturing a passenger car body is as follows.
На металлической оболочке 1, являющейся внутренним корпусом (слоем) пассажирского вагона, жестко закрепляют форму 2 из металлической ленты толщиной 0,1-0,3 мм. На полую форму 2 наматывают кольцевые витки 3 полых шпангоутов из стеклянной тканой ленты, пропитанной эпоксидным связующим горячего отверждения. Благодаря полой форме 2 кольцевые витки 3 шпангоутов имеют в поперечном сечении форму кривой второго порядка. Витки 3 полых шпангоутов закрепляют на оболочке 1 и между собой путем намотки пропитанной связующим ленты на шпангоуты и в промежутках между витками 3 в нижней их части. Далее между кольцевыми витками 3 полых шпангоутов размещают предварительно заготовленные по размеру полые шпангоуты 4, которые устанавливают с аналогичным шагом, что и кольцевые витки 3 перпендикулярно последним. Такое расположение витков 3 шпангоутов и поперечных шпангоутов 4 определяет сотовую структуру силового набора элемента силовой конструкции корпуса пассажирского вагона.On the
Далее на верхушки витков 3 и шпангоутов 4 укладывают тканую подложку 5 из бязи, так что она перекрывает промежутки между витками 3. В результате этого перекрытия между витками 3 и шпангоутами 4 образуются закрытые полости 6. Далее на подложку 5 наматывают несколько слоев стеклянной тканой ленты, пропитанной эпоксидным связующим горячего отверждения. Данную ленту сначала наматывают на подложку 5 между витками 3 полых шпангоутов, а потом проводят намотку ленты по всей поверхности с образованием внешней оболочки 7. Для усиления жесткости элемента силовой конструкции на внешнюю оболочку 7 укладывают металлический лист, например, из титана.Next, on the tops of the
Для обеспечения требуемой жесткости корпуса вагона проводят намотку необходимого количества слоев силовых шпангоутов.To ensure the required rigidity of the car body, the required number of layers of power frames are wound.
При изготовлении элемента силовой конструкции пассажирского вагона, содержащего в результате расчетов несколько слоев полых шпангоутов, каждый из этих слоев закрывают металлическим листом, и аналогичным образом проводят намотку последующего слоя полых шпангоутов. Отличие намотки последующего слоя от предыдущего состоит в перекрытии на 0,5 шага последующего слоя от предыдущего. После закрытия последнего слоя силовых полых шпангоутов его закрывают металлическим листом, который является наружной поверхностью корпуса пассажирского вагона. Затем проводят вырезку оконных и дверных проемов по всему корпусу пассажирского вагона и их заделку.In the manufacture of an element of the power structure of a passenger carriage containing as a result of calculations several layers of hollow frames, each of these layers is closed with a metal sheet, and a subsequent layer of hollow frames is wound in the same way. The difference between the winding of the subsequent layer from the previous consists in overlapping by 0.5 steps of the next layer from the previous one. After closing the last layer of power hollow frames, it is closed with a metal sheet, which is the outer surface of the passenger carriage body. Then, window and door openings are cut out over the entire body of the passenger car and sealed.
Способ изготовления силового элемента морского или речного судна осуществляют следующим образом.A method of manufacturing a power element of a sea or river vessel is as follows.
С металлической оболочкой 1, являющейся наружным корпусом морского или речного судна (далее «судна»), жестко соединяют форму 2 из металлической ленты толщиной 0,1-0,3 мм. На полую форму 2 наматывают спиральные витки 3 полых шпангоутов из стеклянной тканой ленты, пропитанной эпоксидным связующим горячего или холодного отверждения. Благодаря полой форме 2, спиральные витки 3 шпангоутов имеют в поперечном сечении форму кривой второго порядка. Витки 3 полых шпангоутов закрепляют на оболочке 1 и между собой путем намотки пропитанной связующим стеклянной тканой ленты на шпангоуты и в промежутках между витками 3 в нижней их части. Затем между витками 3 полых шпангоутов размещают предварительно заготовленные по размеру полые шпангоуты 4, которые устанавливают с определенным шагом перпендикулярно к виткам 3. Такое расположение витков 3 поперечных шпангоутов 4 определяет сотовую структуру силового набора элемента силовой конструкции судна.With the
Далее на верхушки витков 3 и шпангоутов 4 укладывают тканую подложку 5 из бязи, так, что она перекрывает промежутки между витками 3. В результате этого перекрытия между спиральными витками 3 шпангоутов и заготовками 4 шпангоутов образуются закрытые полости 6. Далее на подложку 5 наматывают несколько слоев стеклянной тканой ленты, пропитанной эпоксидным связующим горячего или холодного отверждения. Данную ленту сначала наматывают на подложку 5 между витками 3 полых шпангоутов, а потом проводят намотку ленты по всей поверхности с образованием внешней оболочки 7 Для усиления жесткости элемента силовой конструкции на внешнюю оболочку 7 укладывают металлический лист из титана.Next, on the tops of the
Для обеспечения требуемой жесткости судна проводят намотку необходимого количества слоев силовых шпангоутов.To ensure the required rigidity of the vessel, the required number of layers of power frames are wound.
При изготовлении элемента силовой конструкции судна, содержащего в результате расчетов несколько слоев полых шпангоутов, каждый из этих слоев закрывают при необходимости металлическим листом, и аналогичным образом проводят намотку последующего слоя полых шпангоутов. Отличие намотки последующего слоя от предыдущего состоит в обратном направлении намотки спиральных витков 3 (предыдущий слой - слева направо, а последующий - справа налево).In the manufacture of the structural element of the vessel, containing as a result of calculations several layers of hollow frames, each of these layers is closed, if necessary, with a metal sheet, and a subsequent layer of hollow frames is wound in a similar manner. The difference between the winding of the subsequent layer from the previous one is in the reverse direction of winding the spiral turns 3 (the previous layer is from left to right, and the next one is from right to left).
После закрытия последнего слоя силовых полых шпангоутов его закрывают металлическим листом из титана, который является наружной стенкой судна. Затем проводят разрезку вдоль оси по диаметру всей намотанной силовой конструкции судна с образованием сразу двух заготовок для судна с последующей заделкой торцевых краев при разрезе.After closing the last layer of power hollow frames, it is closed with a metal sheet of titanium, which is the outer wall of the vessel. Then, they cut along the axis along the diameter of the entire wound power structure of the vessel with the formation of two blanks for the vessel at once, followed by termination of the end edges during the cut.
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011133810/11A RU2497716C2 (en) | 2011-08-12 | 2011-08-12 | Structural element and method of its fabrication |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011133810/11A RU2497716C2 (en) | 2011-08-12 | 2011-08-12 | Structural element and method of its fabrication |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011133810A RU2011133810A (en) | 2013-02-20 |
RU2497716C2 true RU2497716C2 (en) | 2013-11-10 |
Family
ID=49119792
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011133810/11A RU2497716C2 (en) | 2011-08-12 | 2011-08-12 | Structural element and method of its fabrication |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2497716C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2558493C1 (en) * | 2014-06-27 | 2015-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Shell of sealed fuselage compartment from composites |
RU2660984C2 (en) * | 2016-06-09 | 2018-07-11 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭЛКАД" (ООО "ЭЛКАД") | Product for transportation and storage of liquid and gaseous media |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111731493B (en) * | 2020-06-18 | 2022-04-22 | 天津爱思达新材料科技有限公司 | Light diffusion structure of aircraft fuel tank hoisting position |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2293243C2 (en) * | 2005-02-11 | 2007-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭЛКИД" | Fiber glass tube |
RU2333412C1 (en) * | 2007-01-31 | 2008-09-10 | Вячеслав Николаевич Кургузов | Pipe or capacity |
RU2334374C1 (en) * | 2007-05-29 | 2008-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭЛКАД" (ООО "ЭЛКАД") | Glass-ceramic high-temperature and waterproof electric heater in shape of axisymmetrical body |
RU2349002C1 (en) * | 2007-11-07 | 2009-03-10 | Российская академия Сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) | Method of semiconductor phototransformer manufacturing |
RU2384460C2 (en) * | 2008-05-15 | 2010-03-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны РФ | Meshed cover in the form of rotation body from composite materials |
-
2011
- 2011-08-12 RU RU2011133810/11A patent/RU2497716C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2293243C2 (en) * | 2005-02-11 | 2007-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭЛКИД" | Fiber glass tube |
RU2333412C1 (en) * | 2007-01-31 | 2008-09-10 | Вячеслав Николаевич Кургузов | Pipe or capacity |
RU2334374C1 (en) * | 2007-05-29 | 2008-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭЛКАД" (ООО "ЭЛКАД") | Glass-ceramic high-temperature and waterproof electric heater in shape of axisymmetrical body |
RU2349002C1 (en) * | 2007-11-07 | 2009-03-10 | Российская академия Сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) | Method of semiconductor phototransformer manufacturing |
RU2384460C2 (en) * | 2008-05-15 | 2010-03-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны РФ | Meshed cover in the form of rotation body from composite materials |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2558493C1 (en) * | 2014-06-27 | 2015-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Shell of sealed fuselage compartment from composites |
RU2660984C2 (en) * | 2016-06-09 | 2018-07-11 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭЛКАД" (ООО "ЭЛКАД") | Product for transportation and storage of liquid and gaseous media |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011133810A (en) | 2013-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2771103T3 (en) | Efficient substructures | |
CN107571985B (en) | Truss type ultra-light integral wing structure | |
US6655633B1 (en) | Tubular members integrated to form a structure | |
EP2349685B1 (en) | Composite truss panel having fluted core and stiffener made of foam and method for making the same | |
US7998299B2 (en) | Method for making composite truss panel having a fluted core | |
US8281547B2 (en) | Modular tower apparatus and method of manufacture | |
CA2828497C (en) | Rod winding structure in composite design | |
RU2715525C2 (en) | Aircraft structure to ensure high resistance to pulling off composite stringer | |
CN103832576B (en) | Include the high integrity structure of leading edge rib and trailing edge rib for ROV lifting surface | |
CA2763113C (en) | Structural component and production method for a structural component | |
EP2591996B1 (en) | Elliptical fuselage with wing to body volume integrated in pressurised cabin | |
CA2628585A1 (en) | Weight optimized pressurizable aircraft fuselage structures having near elliptical cross sections | |
US9427940B2 (en) | Impact resistant composite panel and method of forming a composite panel | |
US20090277995A1 (en) | Supporting strut for supporting an intermediate deck that is arranged in an aircraft fuselage, and method for producing a rod body for such a supporting strut | |
BRPI0806718A2 (en) | cladding element as part of an aircraft fuselage | |
RU2497716C2 (en) | Structural element and method of its fabrication | |
CN106167085B (en) | For airframe pressure bulkhead and include the aircraft of this pressure bulkhead | |
US5042751A (en) | Pressure vessel with a non-circular axial cross-section | |
CN111204103A (en) | Wave-shaped lattice web reinforced composite material sandwich structure and preparation method thereof | |
JP2011240925A (en) | Composite structural member with progressive rigidity | |
RU197021U1 (en) | POWER STRUCTURE OF SPACE VEHICLE HOUSING | |
CN209366808U (en) | A kind of carbon fibre composite buoy container | |
CN208438808U (en) | Composite material and its core material | |
CN109130351B (en) | Carbon fiber interlayer cylinder and preparation method thereof | |
RU200003U1 (en) | POWER STRUCTURE OF THE SPACE VEHICLE CASE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180813 |