RU2786983C1 - Hybrid composite rod - Google Patents

Hybrid composite rod Download PDF

Info

Publication number
RU2786983C1
RU2786983C1 RU2022119805A RU2022119805A RU2786983C1 RU 2786983 C1 RU2786983 C1 RU 2786983C1 RU 2022119805 A RU2022119805 A RU 2022119805A RU 2022119805 A RU2022119805 A RU 2022119805A RU 2786983 C1 RU2786983 C1 RU 2786983C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
modulus
low
rod
content
elasticity
Prior art date
Application number
RU2022119805A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Азат Ильдусович Губайдуллин
Владислав Сергеевич Медведев
Рустем Ядкарович Биккулов
Динар Фазылович Салихов
Леонид Павлович Шабалин
Евгений Александрович Пузырецкий
Дмитрий Вадимович Савинов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Татнефть-Пресскомпозит"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Татнефть-Пресскомпозит" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Татнефть-Пресскомпозит"
Application granted granted Critical
Publication of RU2786983C1 publication Critical patent/RU2786983C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: invention relates to the construction, namely the design of the sucker rod sucker rod downhole pump oilfield equipment. In a hybrid composite rod, consisting of continuous low-modulus and high-modulus fibers assembled into a single rod with a multicomponent epoxy binder, the content of the multicomponent epoxy binder is 28-32%, and the relative volume content of high-modulus fibers is 38-55% of the volume of the composite rod. Modulus of elasticity of a unidirectional hybrid rod body is calculated by the formula: Е eff = Е В ⋅ ν ⋅ ψ В + Е C ⋅ ν ⋅ ψ C + Е М ⋅ (1- ν), where Е eff is the effective modulus of elasticity, Е В is the modulus of elasticity of low-modulus fibers, ν is the volumetric filling factor, ψ В is the relative volume content of low-modulus fibers in the rod body, Е C is the modulus of elasticity of high-modulus fibers, ψ C is the relative volume content of high-modulus fibers in the body of the rod, Е М is the modulus of elasticity of the epoxy binder. The ultimate strength in the longitudinal direction is calculated based on the relative volume content of low modulus fiber depending on the critical content of low modulus fiber, with the predominance of the relative volume content of low modulus fiber, the ultimate strength in the longitudinal direction is calculated by the formula: σ 1 = (Е В ⋅ ν ⋅ ψ В + Е М ⋅ (1- ν)) ⋅ ε В , with the predominance of the critical content of low-modulus fiber, the tensile strength is calculated by the formula: σ 1 = Е eff ⋅ εC, where σ1 is the ultimate strength in the longitudinal direction, ε В is the ultimate strain of a low-modulus fiber in tension, εc is the ultimate strain of a high-modulus fiber in tension, and the critical content of a low-modulus fiber is calculated by the formula:
Figure 00000014
where ψ В crit is the critical content of high-modulus fiber.
EFFECT: increase in the modulus of elasticity and tensile strength of the composite body of the rod and the possibility of their regulation.
1 cl, 1 tbl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к строительству, элементам нефтепромыслового оборудования, а именно к конструкции насосной штанги штангового скважинного насоса.The invention relates to the construction, elements of oilfield equipment, and in particular to the design of the sucker rod sucker rod pump.

Известна арматура стеклопластиковая (патент RU № 2194135, МПК Е04С 5/07, опубл. 10.12.2002), содержащая несущий стержень из высокопрочного полимерного материала и обмотку с уступами, которые выполнены в виде жгута нитей, пропитанных связующим и спирально нанесенных с натягом. Known fiberglass reinforcement (patent RU No. 2194135, IPC E04C 5/07, publ. 12/10/2002), containing a carrier rod made of high-strength polymer material and a winding with ledges, which are made in the form of a bundle of threads impregnated with a binder and spirally applied with an interference fit.

Данный вид арматуры содержит несущий стержень из высокопрочного полимерного материала, который относится к низкомодульным стеклянным волокнам, обеспечивающим получение арматуры с модулем упругости до 55000 МПа и пределом прочности до 1000 МПа. При использовании данной арматуры для армирования бетонных плит наблюдаются повышенные прогибы, что ухудшает качество изделий.This type of reinforcement contains a bearing rod made of high-strength polymeric material, which belongs to low-modulus glass fibers, providing reinforcement with an elastic modulus of up to 55,000 MPa and a tensile strength of up to 1,000 MPa. When using this reinforcement for reinforcing concrete slabs, increased deflections are observed, which worsens the quality of products.

Также известна арматура композитная (патент RU № 77310, МПК Е04С 5/07, опубл. 20.10.2008), содержащая несущий стержень из высокопрочного полимерного материала и обмотку жгутами нитей противоположного направления навивки, причем соотношение площадей сечений первого обмоточного жгута и второго обмоточного жгута, навитого в противоположном направлении, находится в пределах от 1 до 150, а угол навивки второго обмоточного жгута составляет 92°-150°.Composite reinforcement is also known (patent RU No. 77310, IPC E04C 5/07, publ. 10/20/2008), containing a carrier rod made of high-strength polymer material and winding with bundles of threads of the opposite direction of winding, and the ratio of the cross-sectional areas of the first winding bundle and the second winding bundle, wound in the opposite direction, is in the range from 1 to 150, and the winding angle of the second winding bundle is 92°-150°.

Недостатком известной арматуры является то, что изделия, изготовленные с использованием арматуры данного вида, в отличие от стальной арматуры - имеют повышенную деформативность и ширину раскрытия трещин, что обусловлено малым модулем упругости.The disadvantage of the known reinforcement is that products made using this type of reinforcement, in contrast to steel reinforcement, have increased deformability and crack opening width, which is due to the low modulus of elasticity.

Также известна композитная арматура (патент RU 2405092, МПК Е04С 5/07, В32В 5/08, В32В 5/26, опубл. 27.11.2010), содержащая несущий стержень из низкомодульных волокон и обмотки с уступами. Несущий стержень выполнен армированными высокомодульными волокнами при отношении линейных плотностей низкомодульных волокон к высокомодульным от 1,5 до 5, причем высокомодульные волокна собраны в пучки, равномерно расположенные в массиве низкомодульных волокон.Composite reinforcement is also known (patent RU 2405092, IPC E04C 5/07, V32V 5/08, V32V 5/26, publ. 11/27/2010), containing a carrier rod made of low-modulus fibers and windings with ledges. The carrier rod is made of reinforced high-modulus fibers with a ratio of linear densities of low-modulus fibers to high-modulus fibers from 1.5 to 5, and high-modulus fibers are assembled into bundles evenly spaced in an array of low-modulus fibers.

Недостатком данного вида композитной арматуры является то, что при расчете модуля упругости не учитывается содержание полимерного связующего в композитном стержне, что является недостатком технологии изготовления.The disadvantage of this type of composite reinforcement is that the content of the polymer binder in the composite rod is not taken into account when calculating the elastic modulus, which is a disadvantage of the manufacturing technology.

Наиболее близким является гибридная композитная арматура (патент RU № 2612374, МПК Е04С 5/07, опубл. 09.03.2017), состоящая из непрерывных стеклянных и углеродных волокон, собранных в единый стержень многокомпонентным эпоксидным связующим, при этом содержание многокомпонентного эпоксидного связующего составляет 13-17%, а объемное содержание углеродных волокон - 3-15% от объема композитного стержня, причем углеродные волокна равномерно расположены по контуру сечения арматуры на расстоянии от края сечения арматуры, равном 2-3 мм, остальной объем композитной арматуры занимают стеклянные волокна, при этом модуль упругости рассчитывается по формуле:The closest is hybrid composite reinforcement (patent RU No. 2612374, IPC E04C 5/07, publ. 03/09/2017), consisting of continuous glass and carbon fibers assembled into a single rod with a multicomponent epoxy binder, while the content of the multicomponent epoxy binder is 13- 17%, and the volume content of carbon fibers is 3-15% of the volume of the composite rod, and the carbon fibers are evenly spaced along the contour of the reinforcement section at a distance of 2-3 mm from the edge of the reinforcement section, the rest of the volume of the composite reinforcement is occupied by glass fibers, while the modulus of elasticity is calculated by the formula:

Етеор=Ес.в×(1-Vу.в-Vэп.св)+Ey.в×(1-Vc.в-Vэп.св),E theor \ u003d E s.v × (1-V s.v -V ep.sv ) + E y.v × (1-V s.v -V ep.sv ),

где Етеор - теоретическое значение модуля упругости, Ес.в, Еу.в - модули упругости стекловолокна, углеродного волокна, эпоксидного связующего соответственно; Vc.в, Vу.в, Vэп.св - объемное содержание стекловолокна, углеродного волокна, многокомпонентного эпоксидного связующего соответственно.where E theor is the theoretical value of the modulus of elasticity, E s.v , E y.v - the elastic moduli of fiberglass, carbon fiber, epoxy binder, respectively; V c.v , V c.v , V ep.sv - volumetric content of fiberglass, carbon fiber, multi-component epoxy binder, respectively.

Недостатком данного изобретения является то, что при объемном содержании углеродных волокон - 3-15 % повышается жесткость, но при этом может уменьшаться предел прочности гибридной композитной арматуры, также при расчете модуля упругости не учитывается влияние содержания полимерного связующего.The disadvantage of this invention is that when the volume content of carbon fibers is 3-15%, the rigidity increases, but the ultimate strength of the hybrid composite reinforcement may decrease, and the influence of the content of the polymer binder is not taken into account when calculating the elastic modulus.

Технической задачей является повышение модуля упругости и предела прочности при растяжении композитного тела штанги и возможность их регулирования.The technical task is to increase the modulus of elasticity and tensile strength of the composite body of the rod and the possibility of their regulation.

Техническая задача решается гибридной композитной штангой, состоящей из непрерывных низкомодульных и высокомодульных волокон, собранных в единый стержень многокомпонентным эпоксидным связующим.The technical problem is solved by a hybrid composite rod, consisting of continuous low-modulus and high-modulus fibers assembled into a single rod with a multicomponent epoxy binder.

Новым является то, что содержание многокомпонентного эпоксидного связующего составляет 28-32 %, а относительное объемное содержание высокомодульных волокон – 38-55 % от объема композитного стержня, при этом модуль упругости однонаправленного гибридного тела штанги рассчитывается по формуле:What is new is that the content of the multicomponent epoxy binder is 28-32%, and the relative volumetric content of high-modulus fibers is 38-55% of the volume of the composite rod, while the modulus of elasticity of the unidirectional hybrid body of the rod is calculated by the formula:

Е эф = Е В · ν · ψ В + Е С · ν · ψ С + Е М · (1- ν), E eff \u003d E B ν ψ B + E C ν ψ C + E M (1 - ν),

где Е эф

Figure 00000001
- эффективный модуль упругости, Е В - модуль упругости низкомодульных волокон,
Figure 00000002
- коэффициент объёмного наполнения, ψ В - относительное объёмное содержание низкомодульных волокон в теле штанги, Е С - модуль упругости высокомодульных волокон, ψ С - относительное объёмное содержание высокомодульных волокон в теле штанги, Е М - модуль упругости эпоксидного связующего,where E ef
Figure 00000001
- effective modulus of elasticity, E B - modulus of elasticity of low-modulus fibers,
Figure 00000002
- coefficient of volumetric filling, ψ B - relative volume content of low-modulus fibers in the body of the rod, E C - modulus of elasticity of high-modulus fibers, ψ C - relative volume content of high-modulus fibers in the body of the rod, E M - modulus of elasticity of the epoxy binder,

а предел прочности в продольном направлении рассчитывается исходя из относительного объемного содержания низкомодульного волокна в зависимости от критического содержания низкомодульного волокна, при преобладании относительного объемного содержания низкомодульного волокна предел прочности в продольном направлении рассчитывается по формуле:and the tensile strength in the longitudinal direction is calculated based on the relative volume content of low modulus fiber depending on the critical content of low modulus fiber, with the predominance of the relative volume content of low modulus fiber, the tensile strength in the longitudinal direction is calculated by the formula:

σσ 1 one = (Е= (E ВAT · ν · ψ ν ψ ВAT + Е + E М M · (1- ν)) ·ɛ(1-ν)) ɛ ВAT ,,

при преобладании критического содержания низкомодульного волокна предел прочности рассчитывается по формуле:with the predominance of the critical content of low-modulus fiber, the tensile strength is calculated by the formula:

σσ 1 one = Е= E эфef · ɛ ɛ СWith , ,

где σ1 – предел прочности в продольном направлении, ɛ В – предельная деформация низкомодульного волокна при растяжении, ɛ С – предельная деформация высокомодульного волокна при растяжении, причем критическое содержание низкомодульного волокна рассчитывается по формуле:where σone - tensile strength in the longitudinal direction,ɛ AT -ultimate strain of a low-modulus fiber in tension,ɛ With -ultimate strain of a high-modulus fiber in tension, and the critical content of a low-modulus fiber is calculated by the formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

где

Figure 00000004
Вкрит – критическое содержание низкомодульного волокна.where
Figure 00000004
Vcrit is the critical content of low-modulus fiber.

На фиг.1, фиг. 2, фиг. 3 представлен общий вид гибридной композитной арматуры с расположением низкомодульных и высокомодульных волокон, где 1 – высокомодульные волокна, 2 – низкомодульные волокна, 3 – гибридный материал.In Fig.1, Fig. 2, fig. Figure 3 shows a general view of a hybrid composite reinforcement with an arrangement of low-modulus and high-modulus fibers, where 1 is high-modulus fibers, 2 is low-modulus fibers, 3 is a hybrid material.

Гибридная композитная штанга состоит из непрерывных низкомодульных и высокомодульных волокон, собранных в единый стержень многокомпонентным связующим. Высокомодульные волокна представляют собой углеродные волокна. К низкомодульным волокнам относится стекловолокно. Содержание многокомпонентного связующего составляет 28-32 %, а относительное объемное содержание высокомодульных волокон – 38-55% от объема композитного стержня. Модуль упругости однонаправленного гибридного тела штанги рассчитывается по формуле:The hybrid composite rod consists of continuous low-modulus and high-modulus fibers assembled into a single rod with a multi-component binder. High modulus fibers are carbon fibers. Fiberglass is a low modulus fiber. The content of the multicomponent binder is 28-32%, and the relative volumetric content of high-modulus fibers is 38-55% of the volume of the composite rod. Modulus of elasticity of a unidirectional hybrid rod body is calculated by the formula:

Е эф = Е В · ν · ψ В + Е С · ν · ψ С + Е М · (1- ν), E eff \u003d E B ν ψ B + E C ν ψ C + E M (1 - ν),

где Е эф - эффективный модуль упругости, Е В - модуль упругости низкомодульных волокон,

Figure 00000002
- коэффициент объёмного наполнения, ψ В - относительное объёмное содержание низкомодульных волокон в теле штанги, Е С - модуль упругости высокомодульных волокон,
Figure 00000002
- коэффициент объёмного наполнения, ψ С - относительное объёмное содержание высокомодульных волокон в теле штанги, Е М - модуль упругости эпоксидного связующего.where E eff - effective modulus of elasticity, E B - modulus of elasticity of low-modulus fibers,
Figure 00000002
- coefficient of volumetric filling, ψ B - relative volumetric content of low-modulus fibers in the body of the rod, E C - modulus of elasticity of high-modulus fibers,
Figure 00000002
- coefficient of volumetric filling, ψ С - relative volumetric content of high-modulus fibers in the body of the rod, E M - modulus of elasticity of the epoxy binder.

Предел прочности в продольном направлении рассчитывается исходя из относительного объемного содержания низкомодульного волокна в зависимости от критического содержания низкомодульного волокна. Предел прочности в продольном направлении при низком содержании высокомодульного волокна, т.е. при преобладании относительного объемного содержания низкомодульного волокна (низкое содержание высокомодульного волокна соответствует условию

Figure 00000005
) рассчитывается по формуле:The ultimate strength in the longitudinal direction is calculated from the relative volume content of low modulus fiber as a function of the critical content of low modulus fiber. Tensile strength in the longitudinal direction at a low content of high modulus fiber, i.e. with the predominance of the relative volume content of low-modulus fiber (low content of high-modulus fiber corresponds to the condition
Figure 00000005
) is calculated by the formula:

σσ 1 one = (Е= (E ВAT · ν · ψ ν ψ ВAT + Е + E МM · (1- ν)) ·ɛ (1-ν)) ɛ ВAT , ,

А предел прочности при высоком содержании высокомодульного волокна, т.е. при преобладании критического содержания низкомодульного волокна (высокое содержание высокомодульного волокна соответствует условию

Figure 00000006
) рассчитывается по формуле:And the tensile strength at a high content of high-modulus fiber, i.e. when the critical content of low-modulus fiber predominates (a high content of high-modulus fiber corresponds to the condition
Figure 00000006
) is calculated by the formula:

σσ 1 one = Е= E эфef · ɛ ɛ СWith , ,

где σ1 - предел прочности в продольном направлении, ɛ В – предельная деформация низкомодульного волокна при растяжении, ɛ С – предельная деформация высокомодульного волокна при растяжении,where σ 1 is the ultimate strength in the longitudinal direction, ɛ B is the ultimate strain of a low-modulus fiber in tension, ɛ С is the ultimate strain of a high-modulus fiber in tension,

Причем критическое содержание низкомодульного волокна ψ Вкрит рассчитывается по формуле:Moreover, the critical content of low-modulus fiber ψ Vcrit is calculated by the formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

где ɛ В – предельная деформация низкомодульного волокна при растяжении, ɛ С – предельная деформация высокомодульного волокна при растяжении,where ɛ B is the ultimate tensile strain of a low modulus fiber, ɛ C is the ultimate tensile strain of a high modulus fiber,

В таблице приведены расчётные данные модуля упругости и предела прочности гибридной композитной штанги, состоящей из высокомодульных волокон с модулем упругости EC=260 ГПа и пределом прочности на растяжение σC=4,9 ГПа и низкомодульных волокон с модулем упругости EB=80 ГПа и пределом прочности на растяжение σB=1,81 ГПа. Также в состав гибридной композитной штанги входит эпоксидное связующее с модулем упругости EМ=1,8 ГПа и пределом прочности σМ=0,107 ГПа.The table shows the calculated data on the modulus of elasticity and ultimate strength of a hybrid composite rod, consisting of high-modulus fibers with an elastic modulus E C =260 GPa and tensile strength σ C =4.9 GPa and low-modulus fibers with an elastic modulus E B =80 GPa and ultimate tensile strength σ B =1.81 GPa. Also, the composition of the hybrid composite rod includes an epoxy binder with an elastic modulus E M =1.8 GPa and a tensile strength σ M =0.107 GPa.

Таблица. Расчётные данные Table. Estimated data

№ п/пNo. p / p ΨC, % ΨC , % ΨB, % ΨB , % νv Eэф, ГПаE eff , GPa

Figure 00000007
, МПа
Figure 00000007
, MPa 1one 3838 6262 0,70.7 103103 15321532 22 4040 6060 0,70.7 105,6105.6 15461546 33 4545 5555 0,70.7 111,9111.9 15801580 44 50fifty 50fifty 0,70.7 118,3118.3 16141614 5five 5555 4545 0,70.7 124,7124.7 16491649 66 5555 4545 0,720.72 129,4129.4 16741674 77 5555 4545 0,680.68 122,3122.3 16351635

Таким образом, расчетные данные, представленные в таблице, показывают, что модуль упругости Е эф предлагаемой гибридной композитной штанги выше модуля упругости по наиболее близкому аналогу (согласно данным, взятым из описания наиболее близкого аналога, модуль упругости наиболее близкого аналога Е теор изменяется от 64,0 до 90,6 ГПа), следовательно, предел прочности при растяжении композитного тела штанги также увеличивается. Повышение модуля упругости и предела прочности при растяжении композитного тела штанги достигнуто за счет оптимального содержания многокомпонентного эпоксидного связующего и относительного объемного содержания высокомодульных волокон.Thus, the calculated data presented in the table show that the modulus of elasticity E eff of the proposed hybrid composite rod is higher than the modulus of elasticity according to the closest analogue (according to the data taken from the description of the closest analogue, the modulus of elasticity of the closest analogue E theor varies from 64, 0 to 90.6 GPa), therefore, the tensile strength of the composite rod body also increases. An increase in the elasticity modulus and tensile strength of the rod composite body was achieved due to the optimal content of the multicomponent epoxy binder and the relative volumetric content of high-modulus fibers.

Увеличение модуля упругости гибридной композитной штанги относительно известных и наиболее близкого аналога может позволить увеличить дебит скважины ввиду уменьшения растяжения штангового глубинного насоса. А возможность регулирования жесткостных параметров позволит подобрать наиболее экономически выгодное решение по соотношению высокомодульных и низкомодульных волокон. An increase in the elasticity modulus of a hybrid composite rod relative to the well-known and closest analogues can allow an increase in well flow rate due to a decrease in the extension of a rod pump. And the ability to control stiffness parameters will allow you to choose the most cost-effective solution for the ratio of high-modulus and low-modulus fibers.

Варианты исполнения характеризуются изменением содержания высокомодульных и низкомодульных волокон, наиболее оптимальным по жёсткости и прочности является гибридный материал под пунктом 5 табл. Options are characterized by a change in the content of high-modulus and low-modulus fibers, the most optimal in terms of stiffness and strength is the hybrid material under item 5 of Table.

В гибридной композитной штанге возможны следующие конфигурации тела гибридной штанги: низкомодульное волокно 2 (см. фиг. 1) может быть сконцентрировано преимущественно в центре тела штанги, а высокомодульное волокно 1 (углеродное) – вынесено на внешние слои, вокруг низкомодульного 2; в гибридной композитной штанге все высокомодульное волокно 1 (см. фиг. 2) может быть сконцентрировано преимущественно в центре тела штанги, а низкомодульное волокно 2 (стеклопластик) – вынесено во внешние слои, вокруг высокомодульного; по телу штанги может располагаться гибридный материал 3 (см. фиг. 3), т.е. равномерное распределение волокон по сечению.In a hybrid composite rod, the following hybrid rod body configurations are possible: low-modulus fiber 2 (see Fig. 1) can be concentrated mainly in the center of the rod body, and high-modulus fiber 1 (carbon) can be placed on the outer layers, around low-modulus fiber 2; in a hybrid composite rod, all high-modulus fiber 1 (see Fig. 2) can be concentrated mainly in the center of the rod body, and low-modulus fiber 2 (fiberglass) can be taken out into the outer layers, around the high-modulus one; the hybrid material 3 can be located along the body of the rod (see Fig. 3), i.e. uniform distribution of fibers over the cross section.

Предлагаемая гибридная композитная штанга позволяет повысить модуль упругости и предел прочности при растяжении с возможностью их регулирования.The proposed hybrid composite rod allows you to increase the modulus of elasticity and tensile strength with the possibility of their regulation.

Claims (10)

Гибридная композитная штанга, состоящая из непрерывных низкомодульных и высокомодульных волокон, собранных в единый стержень многокомпонентным эпоксидным связующим, отличающаяся тем, что содержание многокомпонентного эпоксидного связующего составляет 28-32%, а относительное объемное содержание высокомодульных волокон – 38-55% от объема композитного стержня, при этом модуль упругости однонаправленного гибридного тела штанги рассчитывается по формуле:A hybrid composite rod consisting of continuous low-modulus and high-modulus fibers assembled into a single rod with a multicomponent epoxy binder, characterized in that the content of the multicomponent epoxy binder is 28-32%, and the relative volume content of high-modulus fibers is 38-55% of the volume of the composite rod, in this case, the modulus of elasticity of the unidirectional hybrid rod body is calculated by the formula: Е эф = Е В ⋅ ν ⋅ ψ В + Е С ⋅ ν ⋅ ψ С + Е М ⋅ (1- ν), E eff \u003d E B ⋅ ν ⋅ ψ B + E C ⋅ ν ⋅ ψ C + E M ⋅ (1- ν) , где Е эф
Figure 00000008
- эффективный модуль упругости, Е В - модуль упругости низкомодульных волокон, ν - коэффициент объёмного наполнения, ψ В - относительное объёмное содержание низкомодульных волокон в теле штанги, Е С - модуль упругости высокомодульных волокон, ψ С - относительное объёмное содержание высокомодульных волокон в теле штанги, Е М - модуль упругости эпоксидного связующего,where E ef
Figure 00000008
- effective modulus of elasticity, E B - modulus of elasticity of low-modulus fibers, ν - coefficient of volume filling, ψ B - relative volumetric content of low-modulus fibers in the body of the rod, E C - modulus of elasticity of high-modulus fibers, ψ С - relative volumetric content of high-modulus fibers in the body of the rod , E M - modulus of elasticity of the epoxy binder, а предел прочности в продольном направлении рассчитывается исходя из относительного объемного содержания низкомодульного волокна в зависимости от критического содержания низкомодульного волокна, при преобладании относительного объемного содержания низкомодульного волокна предел прочности в продольном направлении рассчитывается по формуле:and the tensile strength in the longitudinal direction is calculated based on the relative volume content of low modulus fiber depending on the critical content of low modulus fiber, with the predominance of the relative volume content of low modulus fiber, the tensile strength in the longitudinal direction is calculated by the formula: σσ 1 one = (Е= (E ВAT ⋅ ν ⋅ ψ ⋅ ν ⋅ ψ ВAT + Е + E МM ⋅ (1- ν)) ⋅ ε ⋅ (1- ν)) ⋅ ε ВAT ,, при преобладании критического содержания низкомодульного волокна предел прочности рассчитывается по формуле:with the predominance of the critical content of low-modulus fiber, the tensile strength is calculated by the formula: σσ 1 one = Е= E эфef ⋅ ε ⋅ ε СWith , , где σ 1 - предел прочности в продольном направлении, ε В – предельная деформация низкомодульного волокна при растяжении, ε С – предельная деформация высокомодульного волокна при растяжении, причем критическое содержание низкомодульного волокна рассчитывается по формуле:where σ 1 is the ultimate strength in the longitudinal direction, ε B is the ultimate strain of a low-modulus fiber in tension, ε C is the ultimate strain of a high-modulus fiber in tension, and the critical content of a low-modulus fiber is calculated by the formula:
Figure 00000009
Figure 00000009
 где ψ Вкрит – критическое содержание низкомодульного волокна.where ψ Vcrit is the critical content of low-modulus fiber.
RU2022119805A 2022-07-20 Hybrid composite rod RU2786983C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2786983C1 true RU2786983C1 (en) 2022-12-27

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2813003C1 (en) * 2023-02-22 2024-02-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Hybrid composite rod with gradient of composition and properties

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4360288A (en) * 1979-09-17 1982-11-23 Fiberflex Products, Inc. Fiberglass sucker rod construction
US6155748A (en) * 1999-03-11 2000-12-05 Riser Systems Technologies Deep water riser flotation apparatus
EP1058800B1 (en) * 1998-12-31 2005-06-01 Saipem S.A. Heat insulating device and method for insulating at least a submarine pipeline at great depth
RU97763U1 (en) * 2010-04-20 2010-09-20 Общество с Ограниченной Ответственностью "П-Д Татнефть-Алабуга Стекловолокно" PUMP BAR FOR DEPTH PUMP
US8740259B2 (en) * 2011-02-02 2014-06-03 Tenaris Connections Limited Internally lined pipe connections and related methods of makeup
RU2612374C1 (en) * 2015-12-24 2017-03-09 Дмитрий Анатольевич Ильин Hybrid composite reinforcement

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4360288A (en) * 1979-09-17 1982-11-23 Fiberflex Products, Inc. Fiberglass sucker rod construction
US4360288B1 (en) * 1979-09-17 1983-12-13
EP1058800B1 (en) * 1998-12-31 2005-06-01 Saipem S.A. Heat insulating device and method for insulating at least a submarine pipeline at great depth
US6155748A (en) * 1999-03-11 2000-12-05 Riser Systems Technologies Deep water riser flotation apparatus
RU97763U1 (en) * 2010-04-20 2010-09-20 Общество с Ограниченной Ответственностью "П-Д Татнефть-Алабуга Стекловолокно" PUMP BAR FOR DEPTH PUMP
US8740259B2 (en) * 2011-02-02 2014-06-03 Tenaris Connections Limited Internally lined pipe connections and related methods of makeup
RU2612374C1 (en) * 2015-12-24 2017-03-09 Дмитрий Анатольевич Ильин Hybrid composite reinforcement

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2813003C1 (en) * 2023-02-22 2024-02-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Hybrid composite rod with gradient of composition and properties

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK175562B1 (en) Wind turbine blade with carbon fiber tip
Nobili et al. On the effect of curing time and environmental exposure on impregnated Carbon Fabric Reinforced Cementitious Matrix (CFRCM) composite with design considerations
EP1697130B1 (en) Enhanced thickness fabric and method of making same
CN101466906B (en) Method of reinforcing toughness of reinforced concrete columnar structure using carbon fibers
JPH038833A (en) Woven fabric of reinforcing fiber
EP1630786B1 (en) Sound board with fibre reinforced composite material for stringed instruments
RU2786983C1 (en) Hybrid composite rod
WO2010066548A1 (en) Turbine blade with coating
RU2482247C2 (en) Method to manufacture non-metal reinforcement element with periodic surface and reinforcement element with periodic surface
DE3106273A1 (en) "TUBE BODY MADE OF HYBRID FIBER REINFORCED PLASTIC"
CH398023A (en) Wood construction element and its use
GB2053290A (en) Heald frame
CN204703055U (en) Based on the steel-ultra-high performance concrete combined beam structure of fin-plate type bridge floor
RU2405092C2 (en) Composite reinforcement
US20020174591A1 (en) Damage resistant fishing rod
KR101235676B1 (en) High-strength yarn complex substituting iron rod and method of manufacturing the same
RU82245U1 (en) COMPOSITE FITTINGS
DE2063167C3 (en)
DE2314172A1 (en) Three layer fibre reinforcement - fibres laid without weaving then bonded
RU2818634C1 (en) Combined metal-fiber rope
RU2612374C1 (en) Hybrid composite reinforcement
CN106142760A (en) A kind of fiber triaxial fabric with specific ply angles
Adhikary et al. Effective shear strengthening of concrete beams using FRP sheets with bonded anchorage
CN219969120U (en) Novel sandwich composite felt
KR101095001B1 (en) Rebar made of fiber reinforced plastics