SU1285129A1 - Пустотелый кольцевой шпангоут из композиционных волокнистых материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к конструкци м из композиционных волокнистых материалов, получаемых методами намотки, и может быть использовано IB различных отрасл х народного хоз йства дл  изделий разного класса и назначени , в частности в качестве шпангоута цилиндрических конструкции . Цель изобретени  - увеличение прочности, жесткости и упрощение изготовлени . Конструкци  кольцевого шпангоута содержит оправку-каркас из двух концентрически расположенных колец 1, 2 (внешнего и внутреннего), установленных относительно друг друга с зазором, образующим замкнутую кольцевую полость 3, и наружную обшивку 4, образованную на оправке- каркасе из слоев непрерывных волокон или лент спиральной и кольцевой намотки , послойно или объемно св занных между собой отвержденной массой. Кольца оправки-каркаса св заны между собой дополнительными меридиональными опорными по сами из послойно скрепленных между собой непрерывных а СО

Description

ю

00 Д

N5 СО

лент, уложенных в замкнутые пазы 13, 14 меридиональной ориентации, выполненные на внешних поверхност х колец оправки-каркаса. При этом дополнительные по са могут быть проведены

через сквозной паз.или пазы, выполненные в стенках колец, а их боковые стенки совмещены между собой и скреплены клеевой отвержденной массой. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относитс  к конструкци м композиционных материалов, получаемых методом намотки, и может быть использовано в различных отрасл х народного хоз йства - строительстве , машиностроении и авиасудостроении , в частности в качестве силового набора многослойных и однослойных оболочек, а также секций шахтных колодцев , цилиндрических и конических контейнеров, куполообразных перекрытий , сферических или овалообразных днищ, крьш1ек и любых тонкостенных обшивок и обечаек симметричного профил  ,

Цель изобретени  - увеличение прочности, жесткости шпангоута и упрощение его изготовлени .

На фиг. 1 показана конструкци , общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1,- на фиг. 3 - разрез Б-В на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 1; на фиг. 6 - разрез Д-Д на фиг. 1; на фиг. 7 - схема формообразовани  наружной обшивки и меридиональных по сов; на фиг. 8 - сечение Е-Е на фиг. 7; на фиг. 9 - разрез Ж-Ж на фиг. 7; на фиг. 10 - разрез 3-3 на фиг. 7.

Конструк1Д1  опорного шпангоута состоит из оправки-каркаса, представл ющей два концентрически расположенных кольца - внешнее 1 и внутреннее 2, установленных с зазором, образующим замкнутую кольцевую полость 3, и наружной обшивки 4, образованной на оправке-каркасе из слое непрерывных волокон или лент спирал ной 5 и кольцевой 6 армировки, пропитанных отвержденньм св зующим. Кольца оправки-каркаса св заны между собой дрполнительньми меридионал ными по сами 7-12 из послойно скреп

W

15

20

25

30

35

40

45

ленных между собой непрерывных лент, которые заведены в замкнутые пазы 13-14, выполненные на внешних поверхност х колец оправки-каркаса с мери- . диональной или винтовой ориентацией. Боковые стенки 15-16 дополнительных по сов 8-9 совмещены между собой и скреплены клеевой отвержденной массой и штифтами или винтами 17.

Дополнительные по са могут быть цельномотанными и составными из двух или нескольких частей, скреплен- ных между собой клеевой массой или обычными соединительными средствами - заклепками, винтами или контактной сваркой.

Формообразование предлагаемой конструкции опорного шпангоута осу- ществл ют следующим образом. ; Вначале изготавливают оправку- каркас. Ее образуют в виде трехслойного кольца (см. фиг. 7), состо щего из трех колец - силовых внешнего и внутреннего 1 и 2, остающихс  затем в составе готового издели  и одного м гкого 18, например из пенопласта дл  легкоразрушаемой смеси,

удал емых в процессе формовани  внешних слоев наружной обшивки 4.

Один из вариантов технологического процесса удалени  м гкого кольца 18 может быть следующий. Это кольцо .изготавливают из набора сегментов 19 из пенопласта или металла, разделенных друг от друга и от колец 1 и 2 антиатгезионными прослойками 20-21 из пленки и (или) слоев смазки и фторопластовых проставок 22.

В процессе изготовлени  оправки- каркаса в ее кольцах выполн ют пазы .13-14 меридиональной ориентации, например, посредством фрезеровани  или прессовани  (выдавливани ).

Затем в подготовленной таким об- раз ом оправке последовательно удал -

31

ют сегменты 19 и в этих зонах по схеме фиг, 3 в той же последовательности вматывают опорные меридиональные по са 7-12 меридиональной ориентации (фиг. 11), которые затем под- вергакгс  первичной термообработке по режим у отверждени  св зующего.

Затем полученную таким образом заготовку снова устанавливают на ролики намоточного станка и снова за- матьшают уже сло ми спиральной 5 и кольцевой 6 армировки из нитей, пр дей .или жгутов, пропитанных св зующим составом.

В случае, необходимости дл  повышени  удельной прочности по сжатию или см тию одновременно со сло ми из нитей, пр дей или жгутов вматываетс  тканна  или металлическа  лента , имеюща  насечку, перфорацию или отверсти .

Полученна  после намотки заготовк подвергаетс  окончательной термообработке и затем - контрольным испы- тани м на жесткость, прочность и герметичность.

Дл  повьшени  герметичности конструкции последовательно со сло ми армировки по такой же технологии может наматыватьс  герметизирующа  пленка или лента из сырой резины 23, подвергаемые термообработке совместно со сло ми силовой армировки.

Таким образом может быть вьшолне- на конструкци  шпангоута любых геометрических размеров, причем коли- чесво дополнительных по сов меридиональной ориентации, их размеры, а. также размеры колец оправки и наружной обшивки, узоры армировани  и

ГИГ

fyti

94

чередовани  слоев определ ютс  альньм расчетом в зависимости от действующих на конструкцию нагрузок и используемых материалов.. Конструкци  проходит: термообработку , режимы которой определ ютс  в зависимости от используемых материалов и режимов их переработки.

Claims (3)

1. Пустотелый кольцевой шпангоут из композиционных волокнистых материалов , содержащий оправку-каркас с внешним и внутренним концентрически расположенными кольцами с зазором между ними, образующими замкнутую

. кольцевую полость, и наружную обшивку , вьшолненную на оправке-каркасе из слоев непрерьшных волокон или лент спиральной и/или продольно-поперечной ориентации, послойно св занных между собой отвержденным св зующим , отличающийс  тем, что, с целью увеличени  прочности и жесткости и упрощени  изготовлени  , шпангоут выполнен со св зываю- щими кольца оправки-каркаса меридио нальньми по сами из послойно скрепленных непрерывных лент, причем на внешних поверхност х колец каркаса выполнены меридиональные пазы дл  лент.

2.Шпангоут по п. 1, отличающийс  тем, что в кольцах выполнены отверсти  дл  пропуска лент через полость шпангоута с образованием нескольких по сов по сечению шпангоута.

3.Шпангоут по п. 2, отличающийс  тем, что боковые стенки по сов примыкают друг к другу и соединены между собой.

0

5

0

Фиг. г

6-6

В-В