Способ изготовления отверстий в изделиях из композиционных материалов
Изобретение касается изготовления изделий из композиционных материалов с отверстиями. Целью изобретения является повышение прочности зоны отверстия. Для этого отверстие в полуотвержденном композиционно-волокнистом материале прокалыват и калибруют при отверждении связующего стержнями, диаметры которых превышают диаметр заданного отверстия на величину упругих деформаций армирующих волокон заданного отверстия при прокалывании и на величину усадки материала при отверждении. 1 табл. 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
SU„„1599219
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4437567/23-05 (22) 06.06.88 (46) 15.10.90. Бюл. № 38 (72) В. И. Колганов, Е. П. Либерт и В. М. Сахоненко (53) 678.057.94 (088.8) (56) Булонский П. И. и др. Механическая обработка стеклопластиков. Л.: Машиностроение, 1969, с. 133.
Изобретение относится к технологии производства изделий из композиционно-волокнистых материалов с отверстиями и может быть использовано для выполнения отверстий при изготовлении труб, емкостей, контейнеров и т. п.
Цель изобретения — повышение прочности зоны отверстия.
На фиг. показано изделие; на фиг. 2 и 3 — последовательность формования отверстия.
Пример. Стержень переменного сечения (фиг. 2), нижняя часть 1 которого имеет диаметр d, больше d, а верхняя часть 2 — диаметр d» больше d, но меньше д„подводят заостренной частью к слою полуотвержденного композиционно-волокнистого материала и к противоположной части стержня прикладывают силу Р, под действием которой стержень углубляется в указанный материал, и, пронизав его насквозь, оформляют отверстие d,. Под действием этой же силы Р (51)5 В 29 С 43 20 В 29 1. 9:00 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТВЕРСТИИ В ИЗДЕЛИЯХ ИЗ КОМПОЗИЦИOHHbIX МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение касается изготовления изделий из композиционных материалов с отверстиями. Целью изобретения является повышение прочности зоны отверстия. Для этого отверстие в полуотвержденном композиционно-волокнистом материале прокалывают и калибруют при отверждени и связующего стержнями, диаметры которых превышают диаметр заданного отверстия на величину упругих деформаций армирующих волокон при прокалывании и на величину усадки материала при отверждении.
1 табл.,3 ил. стержень продолжает движение, затем силу Р снимают и фиксируют стержень в положении, показанном на фиг. 3. Образовавшийся зазор (d»(d,) заполняется полуотвержденным материалом, так как вследствие упругих деформаций отверстие уменьшается в диаметре до d». Затем композиционноволокнистый материал отверждают, например, посредством термообработки, а стержень выполняет функцию калибрующего инструмента на диаметре d». После завершения отверждения связующее фиксирует материал, стержень извлекают. В результате усадки (упругого последействия) отверстие уменьшается в диаметре до d.
При проектировании стержня принимают д,= 4+ Л;, где d — диа метр стержня;
d —; Л
У.Д величина упругих деформаций армирующих волокон в полуотвержденном материале после снятия нагрузки; а d»=d+4ye, где d»вЂ”
1599219
Формула изобретения
Напряжение разрушения, кг/мм
Образец образца образца с просвер- образца с прокосплошного ленным отверстием лотым отверстием
57 — 137 — 14 (фиг . 2) по патенту Японии Р
d от вер стия 8 мм
35,9
33,7
31,3
32,7
34,7
Отверстие проколото
43,3
42,7
42,4
41,9
43,7
44,8
43,4
45,3
42,8
45,4
2
4
5 (в данном случае Ду = О)
Отверстие проколото предлагаемым способом
d отверстия Я мм, d< = 10 мм
51,3
50,4
51 5
47,8
48,3
4
8
7 е Ь, = 2 мм) с1 = 10 мм
35, 36, 34, 33, 37, случа
9 мм, 1
3
43,8
42,1
39,7
40,5
42,7 (в данном
d отверстия
42,0
49„1
47,2
48,9
44,5
34,3
35,0
36,5
32,2
33,3 данном случае Ь „= 1 мм) 37,4
45,6
43,4
44,8
38,9 (в диаметр калибрования; h„, — величина усадки (упругого последействия) отвержденного материала.
В образцах из стеклопластика на основе стеклоткани Т-10-80 и эпоксидного связующего ЭП-5122 выполнены отверстия соответственно сверлением стержнем с диаметром отверстия и предлагаемым способом.
Результаты испытаний представлены в таб, .лице.
Предлагаемый способ обеспечивает rioвышение прочности зоны вокруг отверстия вследствие значительного снижения внутренних напряжений. Экономический эффект достигается за счет снижения толщины стенок в изделиях с отверстиями и, соответственно, экономии материала. При сохранении толщины стенок неизменно повышается несущая способность изделий.
Способ изготовления отверстий в изделиях из композиционных материалов путем прокалывания частично отвержденной заготовки стержневым знаком, полного ее от10 верждения и извлечения знака, отличак щийся тем, что, с целью повышения прочности зоны отверстия, предварительно осуществляют прокалывание стержневым знаком, диаметр. которого превышает диаметр знака для окончательного отверждения изделия.
1599219
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
Редактор А. Огар
Заказ 3112
Составитель М. Осипова
Техред А. Кравчук Корректор Л. Пилипенко
Тираж 541 Подписное
