RU2623054C1 - Supporting bend for thin-wall shells from composite materials and method of its manufacture - Google Patents
Supporting bend for thin-wall shells from composite materials and method of its manufacture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2623054C1 RU2623054C1 RU2016129130A RU2016129130A RU2623054C1 RU 2623054 C1 RU2623054 C1 RU 2623054C1 RU 2016129130 A RU2016129130 A RU 2016129130A RU 2016129130 A RU2016129130 A RU 2016129130A RU 2623054 C1 RU2623054 C1 RU 2623054C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layers
- fabric
- thickening
- contact surfaces
- formation
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
- B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
- B64C1/06—Frames; Stringers; Longerons ; Fuselage sections
- B64C1/10—Bulkheads
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B64F5/00—Designing, manufacturing, assembling, cleaning, maintaining or repairing aircraft, not otherwise provided for; Handling, transporting, testing or inspecting aircraft components, not otherwise provided for
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/40—Weight reduction
Landscapes
- Manufacturing Of Tubular Articles Or Embedded Moulded Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области разработки и изготовления изделий из композиционных материалов и их составных частей, в частности подкрепляющих и пристыковочных элементов оболочек - шпангоутов, которые часто составляют значительную долю по массе в конструкции оболочек.The invention relates to the field of development and manufacture of products from composite materials and their components, in particular reinforcing and connecting elements of the shells - frames, which often make up a significant proportion by weight in the design of the shells.
Известны шпангоуты, выполняющие роль пристыковочных (присоединительных) в конструкциях обтекателей ракет, например, по пат. RU №2269845 С1, МПК H01Q 1/42 (2006.01), представляющие собой сплошную конструкцию из металла по форме мест присоединения.Known frames, performing the role of docking (connecting) in the design of the fairing of missiles, for example, according to US Pat. RU No. 2269845 C1, IPC
Известна оболочечная конструкция по пат. RU №2558506 С1, МПК B29C 53/56 (2006.01) из композиционных материалов с подкрепляющими шпангоутами прямоугольного профиля сечения, вмонтированными непосредственно в оболочку между ее внутренними и наружными слоями и выполненными методом намотки ткани при изготовлении всей конструкции.Known shell design according to US Pat. RU No. 2558506 C1, IPC B29C 53/56 (2006.01) from composite materials with reinforcing frames of rectangular cross-sectional profile mounted directly into the shell between its inner and outer layers and made by winding the fabric in the manufacture of the entire structure.
Известна оболочка по пат. RU №2174467 С2, МПК7 B29C 53/56 также с пристыковочными шпангоутами прямоугольного профиля, изготовленными раздельно и вмонтированными в конструкцию при сборке с установкой на клей.Known shell pat. RU No. 2174467 C2, IPC 7 B29C 53/56 also with docking frames of a rectangular profile, manufactured separately and mounted in the structure during assembly with installation on glue.
Шпангоуты прямоугольного профиля являются наиболее простыми в изготовлении, например, намоткой или прессованием в зависимости от размеров, но они обладают относительно низким соотношением массопрочностных показателей.Racks of rectangular profile are the easiest to manufacture, for example, by winding or pressing depending on the size, but they have a relatively low ratio of mass-strength indicators.
Известен воздухозаборник как оболочечная конструкция по пат. RU №2348370 C1 МПК В64D 33/02 (2006.01), имеющий пристыковочный и наружные подкрепляющие шпангоуты, один из которых выполнен в виде ребра прямоугольного сечения, а второй фасонным с профилем, наиболее органично вписывающимся в наружную форму поверхности воздухозаборника как элемент ее конструкции, выполненный в процессе изготовления, а не являющийся отдельным изделием типового или индивидуального решения по назначению.Known air intake as a shell design according to US Pat. RU No. 2348370 C1 MPK B64D 33/02 (2006.01), having a docking and external reinforcing frames, one of which is made in the form of a rib of rectangular section, and the second shaped with a profile that fits most organically into the external shape of the surface of the air intake as an element of its design, made in the manufacturing process, and not being a separate product of a typical or individual solution for the intended purpose.
Задачей данного предлагаемого изобретения является создание подкрепляющего шпангоута для тонкостенных оболочек с повышенными массопрочностными характеристиками как законченного изделия, наиболее органично вписывающегося в конструкцию тонкостенных оболочек, и способа его изготовления из композиционных материалов.The objective of the present invention is the creation of a reinforcing frame for thin-walled shells with high mass-strength characteristics as a finished product that fits most seamlessly into the design of thin-walled shells, and a method for its manufacture from composite materials.
Существенными признаками конструкции шпангоута, обеспечивающими достижение этой цели, являются:The essential features of the design of the frame, ensuring the achievement of this goal, are:
- выполнение ребра жесткости в виде плоского или выпукло-вогнутого диска двойным сложением расчетного числа слоев тканого композиционного материала с перегибом в зоне утолщения по меньшему диаметру, с одной стороны, и разведением каждой половины слоев в стороны с образованием развитых контактных поверхностей, с другой, для соединения с подкрепляемой оболочкой;- the implementation of the stiffeners in the form of a flat or convex-concave disk by double addition of the calculated number of layers of the woven composite material with an inflection in the thickening zone of smaller diameter, on the one hand, and diluting each half of the layers to the sides with the formation of developed contact surfaces, on the other, for connections with reinforced shell;
- выполнение кольцевого утолщения заполнением расчетным количеством нити конструктивного объема в зоне перегиба ткани.- the implementation of the annular thickening by filling with the estimated number of threads of the structural volume in the zone of excess of tissue.
Существенными признаками способа изготовления подкрепляющего шпангоута являются:Salient features of a method of manufacturing a reinforcing frame are:
- ведение укладки неотвержденной ткани сложенным вдвое расчетным числом слоев ее с разведением половин их с образованием открытого зева и заполнением нитью через него конструктивного объема оснастки в зоне перегиба уложенной на нее ткани;- maintaining the laying of the uncured fabric with the doubled estimated number of layers with half of them diluted with the formation of an open pharynx and filling the structural volume of the tool with a thread through it in the bend zone of the fabric laid on it;
- сведение разведенных половин слоев ткани с образованием ребра жесткости и новое разведение их за пределами ребра с образованием развитых контактных поверхностей для соединения с подкрепляемой оболочкой.- mixing the diluted halves of the tissue layers with the formation of stiffeners and their new dilution outside the ribs with the formation of developed contact surfaces for connection with a reinforced shell.
Предлагаемая конструкция подкрепляющего шпангоута для тонкостенных оболочек и способ ее изготовления поясняются чертежами.The proposed design of a reinforcing frame for thin-walled shells and the method of its manufacture are illustrated by drawings.
На фиг. 1 представлен подкрепляющий шпангоут (общий вид); на фиг. 2 - схема изготовления шпангоута; на фиг. 3 - схема размещения шпангоутов в подкрепляемой оболочке.In FIG. 1 shows a reinforcing frame (general view); in FIG. 2 is a diagram of the manufacture of the frame; in FIG. 3 is a diagram of the placement of frames in a reinforced shell.
Шпангоут (фиг. 1) представляет собой ребро жесткости 1 с контактными поверхностями 2 и 3 по форме подкрепляемой оболочки по наружному диаметру и с кольцевым утолщением 4 по внутреннему диаметру.The frame (Fig. 1) is a
Ребро жесткости 1 (фиг. 1) выполнено плоским или выпукло-вогнутым двойным сложением расчетного числа слоев 5 ткани с перегибом в зоне утолщения 4 и разведением каждой половины слоев в стороны с образованием развитых контактных поверхностей 2 и 3 с подкрепляемой оболочкой, а кольцевое утолщение 4 образовано заполнением расчетным количеством нити 6 конструктивного объема в зоне перегиба ткани.The stiffener 1 (Fig. 1) is made flat or convexly concave by double addition of the calculated number of
Способ изготовления подкрепляющего шпангоута заключается в укладке расчетного количества слоев неотвержденной ткани 5 (фиг. 1) на формообразующие поверхности оснастки 7 и оформлении кольцевого утолщения 4 замоткой нити 6 на этой же оснастке (фиг. 2).A method of manufacturing a reinforcing frame is to lay the estimated number of layers of uncured fabric 5 (Fig. 1) on the forming surfaces of the
При его осуществлении укладку неотвержденной ткани 5 (фиг. 1) ведут сложенным вдвое расчетным числом слоев ее с разведением половин 8 и 9 их по стрелкам с образованием открытого зева 10 (фиг. 2) и заполнением нитью через него конструктивного объема в зоне перегиба уложенной на оснастку ткани с последующим сведением разведенных половин 8 и 9 слоев ткани с образованием ребра жесткости 1 (фиг. 1) при смыкании элементов оснастки 7 по стрелке и новым разведением их за пределами ребра жесткости с образованием развитых контактных поверхностей 2 и 3 (фиг. 1) для соединения с подкрепляемой оболочкой.During its implementation, the laying of uncured fabric 5 (Fig. 1) is carried out folded in half by the estimated number of layers with a half of 8 and 9 of them in the direction of the arrows to form an open pharynx 10 (Fig. 2) and filling the structural volume through it in the bend zone laid on fabric snap-up, followed by mixing the diluted halves of the 8th and 9th fabric layers with the formation of a stiffener 1 (Fig. 1) when closing the
По принципу работы подкрепляющие шпангоуты 11 устанавливаются на клей во внутреннюю часть подкрепляемых оболочек 12 (фиг. 3) и работают совместно с ней, увеличивая ее жесткость.According to the principle of operation, the reinforcing
Практика применения и расчеты показывают, что предлагаемая конструкция шпангоута довольно эффективна по массопрочностным характеристикам, особенно для тонкостенных оболочек, при которых толщины сопрягаемых поверхностей и ребра жесткости шпангоута соизмеримы с толщиной подкрепляемой оболочки.Application practice and calculations show that the proposed frame design is quite effective in terms of mass-strength characteristics, especially for thin-walled shells, in which the thicknesses of the mating surfaces and the stiffening ribs of the frame are comparable with the thickness of the reinforced shell.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016129130A RU2623054C1 (en) | 2016-07-15 | 2016-07-15 | Supporting bend for thin-wall shells from composite materials and method of its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016129130A RU2623054C1 (en) | 2016-07-15 | 2016-07-15 | Supporting bend for thin-wall shells from composite materials and method of its manufacture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2623054C1 true RU2623054C1 (en) | 2017-06-21 |
Family
ID=59241504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016129130A RU2623054C1 (en) | 2016-07-15 | 2016-07-15 | Supporting bend for thin-wall shells from composite materials and method of its manufacture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2623054C1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05459A (en) * | 1991-01-25 | 1993-01-08 | Hitachi Ltd | Structure component using fiber reinforced resin composite material |
US5239822A (en) * | 1992-01-14 | 1993-08-31 | The Boeing Company | Composite structure for thrust reverser torque box |
SU1751941A1 (en) * | 1989-01-17 | 1998-06-10 | Обнинское научно-производственное объединение "Технология" | Connection unit for structural members made from composite materials |
RU2153419C1 (en) * | 1999-03-10 | 2000-07-27 | Акционерное общество "Центр перспективных разработок акционерного общества "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения" | Screen shell of revolution (versions) |
US20040265536A1 (en) * | 2003-05-30 | 2004-12-30 | Toshikazu Sana | Method and apparatus for shaping section bar made of composite material and shaped product and I-shaped stringer thereof |
US20140216638A1 (en) * | 2013-02-07 | 2014-08-07 | The Boeing Company | Method and System of Making Composite Structures Having Gap Fillers with Chopped Fiber Material |
RU2576085C1 (en) * | 2014-09-02 | 2016-02-27 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения | Spatial-curved gas duct of the flange connection from composite materials and its production method |
-
2016
- 2016-07-15 RU RU2016129130A patent/RU2623054C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1751941A1 (en) * | 1989-01-17 | 1998-06-10 | Обнинское научно-производственное объединение "Технология" | Connection unit for structural members made from composite materials |
JPH05459A (en) * | 1991-01-25 | 1993-01-08 | Hitachi Ltd | Structure component using fiber reinforced resin composite material |
US5239822A (en) * | 1992-01-14 | 1993-08-31 | The Boeing Company | Composite structure for thrust reverser torque box |
RU2153419C1 (en) * | 1999-03-10 | 2000-07-27 | Акционерное общество "Центр перспективных разработок акционерного общества "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения" | Screen shell of revolution (versions) |
US20040265536A1 (en) * | 2003-05-30 | 2004-12-30 | Toshikazu Sana | Method and apparatus for shaping section bar made of composite material and shaped product and I-shaped stringer thereof |
US20140216638A1 (en) * | 2013-02-07 | 2014-08-07 | The Boeing Company | Method and System of Making Composite Structures Having Gap Fillers with Chopped Fiber Material |
RU2576085C1 (en) * | 2014-09-02 | 2016-02-27 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения | Spatial-curved gas duct of the flange connection from composite materials and its production method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI624599B (en) | Woven preform assembly and method of manufacturing a woven preform | |
US9637214B2 (en) | Manufacturing method for a stiffener element | |
US10195789B2 (en) | Composite structure and method for molding composite structure | |
RU2016129734A (en) | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING PROFILED RIGIDITY ELEMENTS FROM COMPOSITE LAYERED MATERIAL WITH DECREASED FORMATION OF FOLDERS | |
WO2008092970A1 (en) | Aircraft loading frame of composite material | |
JP5463414B2 (en) | Structural element and method for manufacturing the structural element | |
US10766224B2 (en) | Panel made of laminates and method of manufacturing the same | |
JP2009539672A (en) | Aircraft fuselage structure and manufacturing method thereof | |
ES2781182T3 (en) | Manufacturing process of an aperture surround frame for an aircraft fuselage, and frame | |
RU2012136117A (en) | METHOD FOR MANUFACTURING THE LEVER FOR HINGE DESIGN, AS A BALANCE IN THE DESIGN OF THE CHASSIS OF THE AIRCRAFT | |
CA2776034A1 (en) | Aircraft ring frame and method for obtaining it | |
RU2623054C1 (en) | Supporting bend for thin-wall shells from composite materials and method of its manufacture | |
RU2018120734A (en) | METHOD FOR PRODUCING PARTS FROM COMPOSITE MATERIAL HAVING A BODY IN ONE WHOLE WITH ONE OR MORE PLATFORMS | |
CN105082575A (en) | Method for manufacturing a part made of composite material for an aircraft structure by pultrusion and cocuring | |
US9776703B2 (en) | Aircraft fuselage stiffener formed from a sheet folded over onto itself | |
CN103912545B (en) | Combine clamp device connector | |
US11192312B2 (en) | Three-dimensional woven preforms for omega stiffeners | |
RU2623773C1 (en) | Method of manufacturing panel with stiffening ribs of polymer composite materials | |
CN103466078A (en) | Detachable integral slat trailing edge structure | |
RU160053U1 (en) | HYDROACOUSTIC STATION ANTENNA FLOW | |
RU179656U1 (en) | Fiberglass pipe | |
RU2570534C2 (en) | High pressure bottle out of polymer composite materials, method of manufacturing of high pressure bottle out of polymer composite materials, rigid liner out of polymer composite materials, and method of manufacturing of rigid liner out of polymer composite materials | |
CN108248824B (en) | Wing surface leading edge structure of micro unmanned aerial vehicle, forming die and preparation method of wing surface leading edge structure | |
RU2599661C1 (en) | Method of making composite stiffness element | |
RU2084343C1 (en) | Carrying pipe-shell of composite materials, method and mandrel for its manufacture |