SU1643171A1 - Способ изготовлени сетчатых оболочек из композиционных материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к переработке композиционных материалов методом намотки и может быть использовано в различных отрасл х народного хоз йства при изготовлении высоконагруженных конструкций с сетчатым несущим слоем. Целью изобретени   вл етс  повышение несущей способности оболочек за счет увеличени  реализуемой величины нат жени  армирующего материала. Дл  этого перед объемным уплотнением намотанной заготовки осуществл ют полимеризацию армирующего материала на формообразующих штифтах. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к переработке композиционных материалов методом намотки и может быть использовано в различных отрасл х народного хоз йства при изготовлении высоконагруженных сетчатых оболочек.

Целью изобретени   вл етс  повышение несущей способности оболочек за счет увеличени  реализуемой величины нат жени  армирующего материала.

На чертеже представлена схема устройства дл  полимеризации армирующих волокон на формообразующих штифтах.

После намотки армирующих нитей на формообразующую оправку 1 с огибанием ограничительных штифтов ,2 осуществл ют выравнивание нат жени  этих уложенных армирующих нитей по сло м, образующим ребра оболочечной конструкции, путем перемещени  формообразующих штифтов 2, расположенных на подвижных штоках 3, в осевом направлении. Перемещение штоков 3 в осевом направлении производитс  завин-j чиванием или отвинчиванием гаек 4 . Затем производ т полимеризацию армирующих нитей в зоне формообразующих штифтах 2. Дл  этого помещают источники 5 излучени  в торцовые части оправки 1 и придают ей равномерное вращение. Температуру и врем  нагрева полиме- ризуемого участка выбирают исход  из геометрических и теплофиэических характеристик армирующего материала и типа св зующего. После отверждени  армирующих нитей на формообразующих штифтах 2 осуществл ют объемное уплотнение намотанной заготовки, перемеча  подвижный диск 6 оправки 1 относительно неподвижного диска 7 по валу 8 в осевом направлении и контросо i

лируют усилие разжати  посредством тензодатчиков, наклеенных на силоиз- меритель 9 и подсоединенных к регистрирующему прибору. Далее производ т термообработку заготовки и цикл повтор ют .

Пример 1. Изготавливают сетчатую оболочку с внутренним диаметром 372 мм и длиной 400 мм методом непрерывной намотки углеволокна УКН- 5000 линейной плотностью 360 тэкс, пропитанного св зующим ЭХД-МК. Намотку сетчатой структуры ведут с нат жением 10 Н/жгут. Объемное содержа- ние св зующего в полуфабрикате составл ет 0,43. После намотки пакета необходимой толщины ограничительные штифты диаметром 6 мм перемещают в осевом направлении, прикладыва  к гайкам 4 штоков 3 момент в 0,25 . Дл  полимеризации композита в зоне ограничительных штифтов 2 источники 5 излучени  устанавливают в торцовых част х оправки 1 и вращают ее со ско ростью 2 об/мин. При этом нагрев ведут до 70-80°С с последующей выдержкой в течение 2,5 ч. Затем к намотанному полуфабрикату прикладывают осевое усилие разжати  величиной 78000 H что составл ет 55 Н/жгут (число спиральных слоев в намотанной заготовке 11 шт.), после чего оправку 1 помещают в термошкаф дл  полимеризации заготовки. В процессе термообработки регистрируют изменение осевого усили разжати  посредством тензодатчиков, закрепленных на силоизмерителе, установленном в корпусе оправки. Было1 отмечено падение осевого усили  раз- жати , что объ сн етс  процессом фильтрации св зующего на ранних стади х отверждени  полуфабриката. Реализованное нат жение в полимеризо- ванной заготовке составл ет 40 Н/жгу

При приложении осевого усили  разжати  к сетчатой оболочке, изготовленной по существующей технологии, разрушение армирующего материала на формообразующих штифтах происходит при усилии 58000 Н, что составило 41 Н/жгут. В аналогичной оболочке, разжатой до 56000 Н (40 Н/жгут), реализованное нат жение после термообработки составл ет 27 Н/жгут.

П р и м е р 2. Изготавливают сет- , чатую оболочку с геометрией, идентич-1 ной описанной в примере 1, намоткой

5 0 5 Q „ 5

5

0

5

стеклонити ВМПС линейной плотностью 576 тэкс, пропитанной св зующим ЭПТ- 10, на такую же оправку. Нат жение при намотке составл ет 5 Н/нить, объемное содержание св зующего в намотанном полуфабрикате 0,37. Момент, прикладываемый к гайкам 4 штоков 3, равн етс  0,45 Н м. Режим полимеризации композита на формообразующих

штифтах 2 аналогичен режиму, описанному в примере 1. Приложенное осевое усилие разжати  составл ет 33 Н/нить.1 Реализованное напр жение в полимери-. эованной заготовке равн етс  20 Н/нить. Максимальное реализованное нат жение наполнител  при намотке по известному способу составл ет после намотки 25 Н/нить, после термообработки 14 Н/нить.j

Пример 3. Изготавливают сетча- тую оболочку, аналогичную описанной в примере 1, намоткой бороволокна КБСР линейной плотностью 380 тэкс, пропитанного св зующим УП-2218, на уже известную оправку. Нат жение при намотке составл ет 20 Н/жгут, объемное содержание св зующего в намотанном полуфабрикате составл ет 0,40. Момент, прикладываемый к гайкам штоков, равн етс  0,2 Н-м.Режим поли- меризации композита на формообразующих штифтах производ т как в прине-1

ре 1. Приложенное осевое усилие раз жати  составл ет 87000 Н (61 Н/жгут). Реализованное нат жение в полимери- зованной заготовке составл ет 48 Н/жгут. а максимальное реализованное нат же-г ние по известному способу - 32 Н/жгут.

Использование способа изготовлени  сетчатых оболочек обеспечивает повышение величины реализуемого нат жени  в полимеризованном полуфабрикате и увеличение несущей способности сетчатых оболочечных конструкций . Это повышает качество сетчатых оболочек и снижает процент бракованных изделий.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ изготовлени  сетчатых оболочек из композиционных материалов, включающий намотку предварительно пропитанного полимерным св зующим армирующего материала на оправку с огибанием ограничительных штифтов, выравнивание нат жени  по сло м ребер сетчатой оболочки, ее объемное уплотнение и термообработку, о т личающийс  тем, что, с целью повышени  несущей способности оболочек за счет увеличени  реализуемой величины нат жени  армирующе

   го материала, перед объемным уплотнением намотанной оболочки осуществл ют полимеризацию армирующего материала в зоне ограничительных штифтов.