Торовый опорный шпангоут из композиционного материала

 

ТОРОВЫЙ ОПОРНЫЙ ШПАНГОУТ ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА, имеющий прямоугольное поперечное сечение и образованньй чередующимися слоями непрерывных армирующих волокон кольцевой намотки, содержащий оправку-каркас из двух концентрично расположенных колец, зазор между которьал заполнен легким и жестким материалом, отличающийс я тем, что, с целью упрощения технологии изготовления, обеспечения контролируемой сборки с оболочкой по наружной и внутрейней поверхностям , снижения сборочных и эксплуатационных нагрузок в силовых слоях шпангоута, он вьтолнен разъемным из одного или нескольких элементов, а ;концентрические кольца оправкикаркаса вьшолнены в виде бесконечной ленты, имеющей по краям петли с заформованными в них штифтами уз (О ла разъема, причем заполнитель оправки-каркаса расположен между ветвями одной ленты или между двумя лентами с расположенными зазора ветвями.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) Е 04 С 2/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПОДЕ А 3 Б (21) 3677284/23-33, 3677282/29-33 (22) 14.12.83 (46) 15.06.85. Бюл. Ф 22 (72) А.К.Добровольский, В.M.Êóçíåöîâ, В.В,Игнатьев и А.Н.Силаев (71) Научно-исследовательский институт проблем машиностроения при

МВТУ им. Н.Э.Баумана (53) 621.643,4(088.8) (56) Ф.Уилсон. Оснащение самолетного и ракетного производства. M.

Машиностроение, 1967, с ° 350.

Авторское свидетельство СССР

У 870633, кл. E 04 С 2/24, 1979 (прототип) ° (54)(57) ТОРОВЫЙ ОПОРНЫЙ ШПАНГОУТ

ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА, имеющий прямоугольное поперечное сечение и образованный чередующимися слоями непрерывных армирующих волокон кольцевой намотки, содержащий

„„Я0„„1161677 оправку-каркас из двух концентрично расположенных колец, зазор между которьлки заполнен легким и жестким материалом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения технологии изготовления, обеспечения контролируемой сборки с оболочкой по наружной и внутренней поверхностям, снижения сборочных и эксплуатационных нагрузок в силовых слОях шпангоута, он выполнен разъемным из одного или нескольких элементов, а:концентрические. кольца оправкикаркаса выполнены в виде бесконечной ленты, имеющей по краям петли с заформованными в них штифтами узла разъема, причем заполнитель оправки-каркаса расположен между ветвями одной ленты или между двумя лентами с расположенными без зазора ветвями.

1161677

Изобретение относится к переработке композиционных материалов в конструкциях, получаемых методом намотки, и может быть использовано в различных отраслях народного хо- 5 зяйства при производстве шпангоутов, опорных поясов, ложементов, трехслойных оболочек и т.п.

Цель Изобретения — упрощение технологии изготовления шпангоута, обеспечение контролируемой сборки шпангоута с оболочкОй по наружной и внутренней поверхностям, снижение сборочных и эксплуатационных нагрузок в силовых слоях шпангоута. 15

На фиг. 1 изображен разъемный шпангоут с заполнителем между двумя лентами, ветви которых не имеюг зазора на фиг, 2 — шпангоут с заполнителем, расположенным между вет- 29 вями одной ленты фиг. 3 — регулируемый узел разъема шпангоута, на фиг, 4,5 и 6 — последовательность операций по изготовлении шпангоута с заполнителем между двумя лентами. р

Торовый разъемный шпангоут из композиционного материала (KN) выполнен разъемным и включает оправкукаркас, состоящую из одного или более элементов (на фиг. 1 и 2 иэ двух), каждый из которых имеет внутреннюю 1 и внешнюю 2 дуги концентрических колец, которые выполнены в виде бесконечной ленты.

Легкий и жесткой материал 3 запол3S няет пространство между двумя лентами с расположенными без зазора ветвями (фиг. 1) или между ветвями одной ленты (фиг. 2). Элементы каркаса обмотаны слоями КМ 4 с поперечным расположением волокон.

Дуги концентрических колец оправки каркаса, выполненные из бесконечной ленты с продольной ориентацией волокон KN имеют по концам петли с заформованными в них закладными элементами 5 со штифтами 6 узла разъема.

Отдельные сегменты соединены между собой в зонах стыка накладка- у ми 7.

Регулируемый узел разъема может иметь устройство (фиг. 3). Он содержит штифт 6, заформованный в петлевое отверстие соединения, силовую у пластину 7, цилиндрическую накладку 8, передающую штифту 6 нагрузку сжатия, винт 9, регулирующий с помощью сухаря 10 величину зазора между торцами разъема. В этом соединении изгибающие моменты, нагрузки растяжения, сжатия и сдвига воспринимаются элементами 6,7, 8 и 10, а винты 9 выполняют регулировочную функцию. В остальных узлах разъема сегменты могут быть соединены накладками в виде пластин с отверстиями в них под штифты.

Последовательность операций по изготовлению оправки-каркаса разъемного шпангоута следующая.

На цилиндрическую оправку 11 а (см. фиг. 4) устанавливают ограничительные кольца 12 с расстоянием между ними, равным ширине оправкикаркаса, причем диаметр цилиндрической оправки может быть определен из формулы где d — диаметр кольца оправки-каркаса шпангоут໠— количество сегментов оправки-каркаса — величина зазора между сегментами оправки.

С необходимым технологическим натяжением в зазор между ограничительными кольцами наматывают слой продольных волокон 13 толщиной, равной половине толщины дуги оправкикаркаса. Затем намотанный слой в незаполимеризованном виде снимают с оправки (см, фиг. 5) и трансформируют в плоскую ленту, используя для этой цели, например, штифты 6.

Ленте придают форму дуги при помощи цилиндрической оправки 14, диаметр которой равен d . Размещенные на оправке кольцевые стенки 15 обеспечивают получение дуги необходимой ширины, После закрепления ленты на оправке связующее в ней полимеризуют, прикладывая к концам ленты необходимое растягивающее усилие (см. фиг. 6), Таким образом получают как внутреннюю, так и внешнюю дуги сегмвнта оправки-каркаса. Эти дуги с заформованными в них штифтами и закладными элементами устанавливают концентрично, промежуток между ними заполняют легким материалом типа йенопласта, а образованный трехслойный кри««««. «инейль«й брус -«атем обм»тынают поперечными слоями ГК11, и«вЂ” пользуя станки с программным управлением типа СНП-3 либо торопим<это««ное оборудование .

Оправку-каркас шпангоута (фпг.2) получают, наматывая слой ВК11 на цилиндрическую оправку, диаметр которой равен где «з — число сегментов (или число разъемов) н шпангоуте д — диаметр внутреннего кольца оправки-каркаса1

С 2 — диаметр внешнего кольца оправки-каркаса; — ширина зазора между сегментами.

Внешняя 1 и внутренняя 2 дуги сегментов изготавливаются одновременно на цилиндрической оправке диаметром. d с расположенным между ветвями ленты заранее отформованным легким и жестким заполнителем 3 (см . фиг. 2), имеющим по концам закладные элементы 5 с отверстиями под штифты 6.

Обмотанные сегменты шпангоутов подвергают полимеризации и соединяют затем между собой накладками с предусмотренными в них отверстиями под штифты. Одна пара накладок может быть регулировочной и иметь конструкцию (фиг. 3), позволяющую изменять расстояние между торцами соседних сегментов шпангоута, уменьшая или увеличивая зазор разъема.

Сборка шпангоута с оболочкой осуществляется следующим образом.

Зазор разъема регулируемого узла соединения шпангоута с помощью винтов 9 сводится к величине, позволяющей свободно совместить шпангоут» с оболочкой по его внутренней или внешней посадочной поверхности. Затем зазор между посадочными поверхностями шпангоута и оболочки выбирается до его полного исчезновения, а достижение необхо116162 ) лимон« е«с! т я г» носа«тки ««, « «с с тлляется за счет да«тьлейи«его уменьшения (или увеличения) зазора разъема.

Предлагаемая кон« трукция шпангоута обеспечивает полученш следующих технических преимуществ по сравнению с. известными вариантами.

Наличие разъема н кольцах оправки-каркаса шпангоута позволяет

10 измерять и регулировать один нэ важнейших технологических параметров величину натяжения слоев материала колец в процессе иэ полимеризации, а это дает возможность активно вли15 ять на структуру материала и его качество и тем самым повысить прочность изделия.

Разъем в шпангоуте, выполненный конструктивно с сохранением целостности армирующих волокон в его силовых слоях, позволяет добиться высоких удельных прочностных характеристик изделия.

3а счет наличия в конструкции шпангоута разъема с узлом соединения, позволяющим регулировать величину зазора разъема как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения, появляется возможность llpoизводить сборку шпангоута с сЮолочкой как по его внутренней, так и по внешней посадочным поверхностям, значительно упрощая процесс сборки при его высоком качестве.

Поскольку сборка шпангоута с с«болочкой производится со взаимной компенсацией погрешностей их посадочных поверхностей, снижаются требования к точности изготовления

40 этих посадочных поверхностей, что в свою очередь приводит к значительному снижению стоимости всего иэделия в целом.

Членение шпангоутов на отдельные сегменты позволяет использовать при их производстве оборудование и оснастку уменьшенных размеров, значительно упростить конструкцию применяемых торонамоточных станков либо вообще отказаться от них, что упрощает процесс намотки шпангоута.

1161677

У О

iver, уу ю io

ig

4-4

ut.

1161677

Ai

Заказ 3947/37

696 Подписное филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4

Торовый опорный шпангоут из композиционного материала Торовый опорный шпангоут из композиционного материала Торовый опорный шпангоут из композиционного материала Торовый опорный шпангоут из композиционного материала Торовый опорный шпангоут из композиционного материала Торовый опорный шпангоут из композиционного материала 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительству, а именно к строительным элементам из пенополистирола с арматурой, и может быть использовано для защиты оснований при строительстве железных и автомобильных дорог и иных целей

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении несущих наружных стен малоэтажных зданий

Изобретение относится к строительству, а именно к строительным элементам из особо легкого бетона

Изобретение относится к области строительства, преимущественно к таким областям, как мостостроение, резервуаростроение, возведение высотных и большепролетных зданий, башен, дымовых труб, градирен, подземных и подводных объектов и т

Изобретение относится к строительству, в частности к многослойным строительным теплоизоляционным и конструкционно-теплоизоляционным элементам, предназначенным для гражданских и промышленных зданий и сооружений

Изобретение относится к области строительства, в частности к технологии изготовления многослойных конструкций с сотовым заполнителем
Изобретение относится к строительной технике, а именно к материалам для внутренней отделки помещений, то есть облицовки поверхностей плиточными элементами с лицевым покрытием зернистой фактуры

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, в частности облицовочных плит для внутренней и внешней отделки зданий, стеновых блоков, панелей

 

Наверх