RU2629487C2 - Способ изготовления фитинга из слоистого композиционного материала. - Google Patents
Способ изготовления фитинга из слоистого композиционного материала. Download PDFInfo
- Publication number
- RU2629487C2 RU2629487C2 RU2015155511A RU2015155511A RU2629487C2 RU 2629487 C2 RU2629487 C2 RU 2629487C2 RU 2015155511 A RU2015155511 A RU 2015155511A RU 2015155511 A RU2015155511 A RU 2015155511A RU 2629487 C2 RU2629487 C2 RU 2629487C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tubular elements
- layer
- layers
- thickening zone
- laying
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 230000008719 thickening Effects 0.000 claims abstract description 25
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims abstract description 13
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 30
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B1/00—Layered products having a general shape other than plane
- B32B1/08—Tubular products
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B7/00—Connections of rods or tubes, e.g. of non-circular section, mutually, including resilient connections
Abstract
Изобретение относится к области космической техники, в частности к составным частям летательного аппарата и оборудования, установленного на нем или внутри, и направлено на повышение прочности соединения. Способ изготовления фитинга из слоистого композиционного материала включает послойную укладку слоев углепластика, каждый слой для трубчатых элементов располагается по спирали встык, причем каждый последующий слой трубчатых элементов смещен относительно предыдущего в плоскости, перпендикулярной оси трубчатых элементов, на 180° и имеет противоположное направление вращения, а укладка слоев углепластика зоны утолщения состоит из чередующихся слоев трубчатых элементов и слоев зоны утолщения, причем каждый слой зоны утолщения смещен относительно предыдущего слоя зоны утолщения в плоскости, проходящей через оси трубчатых элементов, на 180°. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области космической техники, в частности к составным частям летательного аппарата и оборудования, устанавливаемого на нем или внутри него и способам их изготовления, и может быть использовано при изготовлении прецизионных размеростабильных изделий сложной геометрической формы, например фитингов для соединения стержневых элементов ферменных конструкций.
Известна конструкция фитингов и способ их изготовления в составе каркаса, выполненного из слоистого композиционного материала (патент РФ 2352024, H01L 31/18, 2007). Указанный способ и конструкция реализуется в каркасах створок солнечных батарей и элементах космических платформ. Фитинги выполняются из слоистого композиционного материала и являются монолитными. Для увеличения прочности и жесткости конструкция фитинга содержит угловые усиления - косынки.
Недостатками указанной конструкции является большой вес, вызванный дополнительными угловыми усилениями - косынками, низкая прочность конструкции в угловых усилениях при межслоевом сдвиге, а также низкая прочность соединения фитинг-стержень при осевом нагружении ферменной конструкции вследствие наличия только клеевого соединения.
Известный способ изготовления фитингов предусматривает их совместное формование с каркасом солнечной батареи путем укладки слоев препрега углеленты в пресс-формы сборочного стапеля с установкой трубчатых элементов каркаса.
Недостатком указанного способа изготовления фитингов является наличие технологического стыка слоев препрега - косынки. В этом случае косынка должна быть достаточных размеров для обеспечения высокого уровня прочности и жесткости, что увеличивает вес конструкции и ее габаритные размеры.
Технической задачей является создание конструкции и способа ее изготовления, позволяющих добиться увеличения прочности и жесткости конструкции во всех направлениях при обеспечении минимального веса и габаритов фитинга и угловых усилений, а также увеличение прочности соединения фитинг - стержень. Решение данной задачи позволяет признать предложенную совокупность объектов как удовлетворяющую требованию единства изобретения.
Задача решается следующим образом.
Фитинг из слоистого композиционного материала состоит из трубчатых элементов, выполненных из углепластика. Трубчатые элементы пересекаются между собой и имеют усиления в угловых пересечениях - угловые усиления. Новым является то, что стенки трубчатых элементов имеют равную толщину, а угловые пересечения элементов имеют зону утолщения, образующую механические упоры для стержней или труб.
Решение задачи в способе достигается тем, что фитинг из слоистого композиционного материала изготавливается послойной укладкой слоев углепластика. Новым является то, что каждый слой для трубчатых элементов располагается по спирали встык. Каждый последующий слой трубчатых элементов смещен относительно предыдущего в плоскости, перпендикулярной оси трубчатых элементов, на 180° и имеет противоположное направление вращения. Укладка слоев углепластика зоны утолщения состоит из чередующихся слоев трубчатых элементов и слоев зоны утолщения. Каждый слой зоны утолщения смещен относительно предыдущего слоя зоны утолщения в плоскости, проходящей через оси трубчатых элементов, на 180°.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является уменьшение веса конструкции фитинга, увеличение ее прочности за счет наличия внутренней зоны утолщения и увеличение прочности соединения фитинг-стержень за счет наличия механического упора, а также устранение технологических ограничений по созданию усилений конструкции, ведущих к увеличению габаритных размеров и веса конструкции.
Фитинг из слоистого композиционного материала и способ его изготовления представлены на фиг. 1, 2 и 3.
На фиг. 1 изображен общий вид конструкции фитинга из слоистого композиционного материала (углепластика).
На фиг. 2 показан способ укладки слоев углепластика.
На фиг. 3 показано возможное чередование слоев углепластика трубчатых элементов и зоны утолщения.
Фитинг из слоистого композиционного материала (фиг. 1) содержит трубчатые элементы 1, выполненные из углепластика. Стенки трубчатых элементов 1 выполнены равной толщины и имеют усиления в угловых пересечениях в виде зоны утолщения 2, образующие механические упоры 3 для установки стержней.
Способ изготовления фитинга из слоистого композиционного материала (фиг. 2) включает послойную укладку слоев 4 (фиг. 3) углепластика. При этом каждый слой для трубчатых элементов располагается по спирали встык. Каждый последующий слой 4 трубчатых элементов 1 смещен относительно предыдущего в плоскости, перпендикулярной оси трубчатых элементов 1, на 180° и имеет противоположное направление вращения. Укладка слоев 4 углепластика материала зоны утолщения 2 состоит из чередующихся слоев 4 трубчатых элементов 1 и слоев зоны утолщения 2. Каждый слой 4 зоны утолщения 2 смещен относительно предыдущего слоя 4 зоны утолщения 2 в плоскости, проходящей через оси трубчатых элементов 1, на 180°.
Конструкция работает следующим образом. Фитинг из слоистого композиционного материала в конструкции антенного рефлектора соединяется со стержнями ферменной конструкции и выступает в роли узла их сочленения. Стержни ферменной конструкции устанавливаются непосредственно в трубчатые элементы 1 до их присоединения к механическим упорам 3, образованным разностью толщины трубчатых элементов 1 и зоны утолщения 2, и фиксируются при помощи клеевых, механических или клеемеханических соединений. Механические упоры 3 ограничивают ход стержней ферменной конструкции при их установке в фитинг, а зона утолщения придает дополнительную прочность и жесткость конструкции фитинга.
Способ реализуется следующим образом. На оправку для формования (на фиг не показано) последовательно укладываются слои углепластика (в данном случае - сухой армирующий материал 4). При этом каждый слой 4 для трубчатых элементов 1 располагается по спирали встык. Укладка каждого последующего слоя 4 трубчатых элементов 1 смещена относительно предыдущего в плоскости, перпендикулярной оси трубчатых элементов 1, на 180° и имеет противоположное направление вращения. Укладка слоев 4 армирующего материала зоны утолщения 2 осуществляется чередованием слоев 4 трубчатых элементов 1 и слоев 4 зоны утолщения 2, например два к двум и два к четырем (в зависимости от конструкторских требований). Укладка каждого слоя 4 зоны утолщения 2 смещается относительно предыдущего слоя 4 зоны утолщения 2 в плоскости, проходящей через оси трубчатых элементов 1, на 180°. После завершения процесса укладки оправку с армирующим материалом помещают в технологическую оснастку для формования и пропитывают органическим связующим под давлением. Отверждают связующее по заданному температурному режиму, вынимают из технологической оснастки оправку, снимают с оправки изделие и проводят его механическую доводку.
Claims (2)
1. Способ изготовления фитинга из слоистого композиционного материала, включающий послойную укладку слоев углепластика, отличающийся тем, что каждый слой для трубчатых элементов располагается по спирали встык, причем каждый последующий слой трубчатых элементов смещен относительно предыдущего в плоскости, перпендикулярной оси трубчатых элементов, на 180° и имеет противоположное направление вращения, а укладка слоев углепластика зоны утолщения состоит из чередующихся слоев трубчатых элементов и слоев зоны утолщения, причем каждый слой зоны утолщения смещен относительно предыдущего слоя зоны утолщения в плоскости, проходящей через оси трубчатых элементов, на 180°.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что фитинг выполняют из трубчатых элементов, стенки которых имеют равную толщину, а угловые пересечения утолщены и образуют механические упоры.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015155511A RU2629487C2 (ru) | 2015-12-23 | 2015-12-23 | Способ изготовления фитинга из слоистого композиционного материала. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015155511A RU2629487C2 (ru) | 2015-12-23 | 2015-12-23 | Способ изготовления фитинга из слоистого композиционного материала. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015155511A RU2015155511A (ru) | 2017-06-27 |
| RU2629487C2 true RU2629487C2 (ru) | 2017-08-29 |
Family
ID=59240399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015155511A RU2629487C2 (ru) | 2015-12-23 | 2015-12-23 | Способ изготовления фитинга из слоистого композиционного материала. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2629487C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU196398U1 (ru) * | 2019-12-09 | 2020-02-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Фитинг для соединения труб из композиционных материалов |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2566034A1 (fr) * | 1984-06-18 | 1985-12-20 | Lerc Lab Etudes Rech Chim | Element de mat cylindrique, assemblable bout a bout avec d'autres elements afin de constituer un mat |
| US5624519A (en) * | 1992-05-29 | 1997-04-29 | Trek Bicycle, Corp. | Method making a composite bicycle frame using composite lugs |
| RU2352024C2 (ru) * | 2007-03-29 | 2009-04-10 | ОАО "Пластик" | Конструкция каркасов солнечных батарей и способ изготовления каркаса |
-
2015
- 2015-12-23 RU RU2015155511A patent/RU2629487C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2566034A1 (fr) * | 1984-06-18 | 1985-12-20 | Lerc Lab Etudes Rech Chim | Element de mat cylindrique, assemblable bout a bout avec d'autres elements afin de constituer un mat |
| US5624519A (en) * | 1992-05-29 | 1997-04-29 | Trek Bicycle, Corp. | Method making a composite bicycle frame using composite lugs |
| RU2352024C2 (ru) * | 2007-03-29 | 2009-04-10 | ОАО "Пластик" | Конструкция каркасов солнечных батарей и способ изготовления каркаса |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU196398U1 (ru) * | 2019-12-09 | 2020-02-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Фитинг для соединения труб из композиционных материалов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015155511A (ru) | 2017-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chen et al. | Improved manufacturing method and mechanical performances of carbon fiber reinforced lattice-core sandwich cylinder | |
| JP6189312B2 (ja) | 内部補剛を有する管状複合ストラットおよびそれを作製するための方法 | |
| RU2569515C2 (ru) | Составной армирующий элемент для обеспечения высокой устойчивости к оттягиванию композитного стрингера | |
| US20130156979A1 (en) | Composite Columnar Structure Having Co-Bonded Reinforcement and Fabrication Method | |
| JP5475465B2 (ja) | 航空機の胴体のための複合材料構造物およびその製造方法 | |
| WO2010019948A3 (en) | Method and system for forming composite lattice support structures | |
| EP2052846B1 (en) | Method of forming a T-shaped composite structure comprising a radius filler and radius filler | |
| JP6693700B2 (ja) | 複合充填材を形成するための方法 | |
| JP2009500188A (ja) | ほぼシェル形の構成要素を製造する方法 | |
| US20160001467A1 (en) | Collapsible, coiled mandrel | |
| RU2544690C1 (ru) | Опорный узел трехслойной панели и способ сборки трехслойной панели с опорными узлами | |
| RU2629487C2 (ru) | Способ изготовления фитинга из слоистого композиционного материала. | |
| EP2774854B1 (en) | An improved monolithic fan cowl of an aircraft engine and a manufacturing method thereof | |
| CN104267479B (zh) | 一种空间相机次镜支架结构 | |
| RU2670864C2 (ru) | Способ изготовления полых усиливающих конструкций, пересекающих друг друга | |
| US10457011B2 (en) | Composite columnar structure having co-bonded reinforcement and fabrication method | |
| US9452561B2 (en) | Method of producing a composite shell element, composite shell element, means of transport and use | |
| RU2664942C1 (ru) | Способ изготовления крупногабаритных тел вращения с поверхностью переменной кривизны многослойной разборной конструкции из полимерных композиционных материалов | |
| US20180215461A1 (en) | Strut for the landing gear of an aircraft | |
| CN109130351B (zh) | 一种碳纤维夹层筒及其制备方法 | |
| RU2595207C2 (ru) | Шпангоут летательного аппарата из композиционного материала | |
| RU2618072C1 (ru) | Способ получения слоистого металлостеклопластика | |
| RU2677200C1 (ru) | Узел сочленения стержней пространственной конструкции и способ его изготовления | |
| RU2009132509A (ru) | Конструкция из композиционного материала для фюзеляжа летательного аппарата и способ ее изготовления | |
| RU2807265C1 (ru) | Способ изготовления замкнутого профиля |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181224 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20191028 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201224 |