Способ изготовления предварительно напряженных изделий из композиционных материалов

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий приложение нагрузки к отвержденному изделию при температуре размягчения полимерного связукнцего и охлаждение изделия под нагрузкой, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости композиционного материалак растрескиванию и увеличения давлений разгерметизации изделий, нагружение изделия осуществляют при температуре на выше температуры замораживания связующего .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОФ Л

РЕСПУЬЛИН

4(51) В 29 С 71/02//B 29 К 105/06

1, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

tC ABTDPCNOMV C TRV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0THPblTl44 (21) 3587797/23-05 (22) 05.05..83 (46) 15.01.85. Бюл. № 2 (72) В.А.Коминар, В.И.Натрусов и Б.Н.Марков (53) 678.057.94(088.8) (56) I. Цыплаков О.Г. Основы формования стеклопластиковых оболочек.

Л., Машиностроение, 1968, с. 50-52.

2. Патент CIA ¹ 3784732, кл. В 29 D 23/13, 1974(прототип). (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЪ|Х ИЗДЕЛИЙ ИЗ (1% (11) е

КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ включающий приложение нагрузки к отвержденному изделию при температуре размягчения полимерного связующего и охлаждение иэделия под нагрузкой, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения устойчивости композиционного материала к растрескиванию и увеличения давлений разгерметизации изделий, нагружение изделия осуществляют при температуре на 0-20 С выше температуры замораживания связующего.

74 чения полимерного связующего и охлаж-дение изделия под нагрузкой,нагружение изделия осуществляют при температуре о на 0-20 С выше температуры замораживания связующего.

Способ осуществляют следующим образом.

Формуют заготовку изделия, например, намоткой композиционного матери)p ала на оправку, отверждают ее по заданному температурно-временному режиму и охлаждают. После охлаждения заготовку снимают с оправки и нагревают до температуры на 0-20 С выше температуры замораживания используемого связующего. При этой температуре ее нагружают. Тип внешней нагрузки(внутреннее давление, осевое растягивающее усилие, кручение и т.п.) и ее величину выбирают в зависимости от конфигурации изделия, схемы армирования и условий.! 1!343

Изобретение относится к переработке композиционных материалов и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства при изготовлении конструкций., к которым предьявляются повышенные требования по устойчивости к растрескиванию и герметичности.

Известен способ изготовления изделий из композиционных материалов, включащий намотку на оправку слоев пропитанного связующим композиционного материала с заданным натяжением и отверждением намотанной заготовка (1) .

Однако в процессе полимеризации полимерного связующего в изделии возникают внутренние напряжения, снижающие в значительной мере устойчивость изделия к растрескиванию и способность к сохранению герметичности.

Наиболее близким к предлагаемому способ изготовления предварительно напряженных изделий из композиционных материалов, включающий приложение нагрузки к отвержденному иэделию при температуре размягчения полимерного связующего и охлаждение изделия оод нагрузкой (2) . однако этот способ не обеспечивает стабильного повышения устойчивости композиционного материала к растрескиванию и большого по величине давления разгерметизации изделий.

Цель изобретения — повышение устойчивости композиционного матери-. ала к растрескиванию и повышение давлений разгерметизации иэделий.

Эта цель достигается тем, что согласно способу изготовления пред- 4О варительно напряженных изделий из композиционных материалов, включающему приложение нагрузки к отвержден- ному иэделию при температуре размягВ процессе нагружения изделия полимерное связующее испытывает растягивающие деформации. В результате охлаждения нагруженного изделия эти деформации замораживаются.

После охлаждения изделия снимают приложенную нагрузку. При этом армирующие волокна, стремясь вернуться в исходное состояние, создают предварительные напряжения сжатия в слое полимера. Именно такое направленное создание предварительных напряжений способствует увеличению устойчивости композиционного материала к растрес- киванию и повышению давления его разгерметизации.

Причем приложение нагрузки к изделию в довольно узком температурном интервале наиболее эффективно повышает устойчивость компоэита к растрескиванию и величину давления разгерметизации изделия(см.таблицу).

1134374

Давление разгерметизации, МПа

Смола Отвержд. система на 100

АрмиряО щий

Способ изготовлеакси альния ная среднее тдельных бразцов темматериал мас.ч пряже" ний, ИПа

I

Предлагаемый ЭД-! 6 ТЭА Ровинг 20 95 53

54,3

80Х

10 .РБН-10мас.ч 420-76

52

ТГЭ20Х

Змас.ч. РБН-10- 20 105 42

420-76

44,7

НК-18 . мас. ч.

Без предвари гельных напряжений P-2М

АГ-4НС

24

28,0

Р-2М

АГ-4НС

Предлагаемый

15 105 45 49,0

52

15 125 49

48,0

15 135 41

38,0

3!

15 95 33

35,0 ура замораживания. температ

BHHHHH Знавав 10011/13

Филвал ППП тент, г.Уиз ород, уп.йроекчмал, 4

Предлагаемый ПН-16 ГПК, . Ровинг

Давление задания предва ритель, ных на пература при дейст вии давления, ОС