Подкрепленная оболочка вращения из полимерных композиционных материалов



Подкрепленная оболочка вращения из полимерных композиционных материалов
Подкрепленная оболочка вращения из полимерных композиционных материалов
Подкрепленная оболочка вращения из полимерных композиционных материалов
Подкрепленная оболочка вращения из полимерных композиционных материалов
Подкрепленная оболочка вращения из полимерных композиционных материалов

 


Владельцы патента RU 2486101:

Открытое акционерное общество "Пластик" (RU)

Изобретение относится к оболочечным конструкциям корпусных деталей из полимерных композиционных материалов, применяемых в ракетной и авиационной технике, работающих в условиях повышенных нагрузок. Подкрепленная оболочка вращения состоит из обшивки и набора ребер. Ребра располагаются с внешней стороны обшивки. В конструкцию профиля ребер входят отбортовка и округление угла между вертикальной частью и отбортовкой. До режима формирования изделия в узлах пересечения ребер устанавливаются закладные металлические элементы в виде втулки. В конструкцию крайних кольцевых ребер введены отверстия и закладные металлические элементы в виде втулки, устанавливаемые в отверстия. Достигается повышение прочности, жесткости, устойчивости, размерной стабильности и снижение массы оболочки. 5 ил.

 

Изобретение относится к оболочечным конструкциям корпусных деталей из полимерных композиционных материалов, в том числе размеростабильных, применяемых в ракетной и авиационной технике, работающих в условиях повышенных нагрузок.

Известна слоистая цилиндрическая оболочка по патенту на изобретение SU №1751939 A1, B32B 1/08, B29D 9/00 от 16.04.1990 г. Слоистая цилиндрическая оболочка содержит несущие наружные и внутренние слои, между которыми расположен продольно-гофрированный слой с подложкой, соединенный с несущими слоями по вершинам гофр, и связи между этими гофрами, при этом с целью повышения прочности в поперечном направлении связи между стенками гофр образованы отгибами подложки продольно-гофрированного слоя, расположенными перпендикулярно ей между торцами гофр.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности является сетчатая оболочка в виде тела вращения из композиционных материалов по патенту на изобретение RU №2384460 С2, МПК В64С 1/00 (2006/01), B32B 1/08 (2006.01), В32В 3/12 (2006.01), F16L 9/12 (2006.01) с приоритетом от 15.05.2008 г.

Сетчатая оболочка вращения содержит обшивку, спиральные и кольцевые ребра, образованные из повторяющихся по толщине стенки оболочки слоев систем перекрещивающихся спиральных и кольцевых лент. Ленточные наклонные переходы между кольцевыми лентами равномерно смещены друг относительно друга в окружном и спиральном направлениях и выполнены в виде одного семейства конгруэнтных непрерывных кольцевых зигзагообразных спиралей, расположенных по кольцевым поверхностям, общим с кольцевыми поверхностями слоев систем перекрещивающихся спиральных и кольцевых лент. Вершины зигов примыкают к кольцевым лентам кольцевых ребер, перекрещивающихся в промежутке между ними со спиральными или со спиральными и кольцевыми лентами соответственно спиральных и кольцевых ребер, с образованием кольцевых зигзагообразных ребер, размещенных преимущественно на концах оболочки.

К недостаткам известного технического решения следует отнести:

- расположение ребер с внутренней стороны обшивки усложняет монтаж навесного оборудования, монтаж конструкций, стыкуемых с оболочкой по торцам, установку закладных элементов под места крепления навесного оборудования и их последующую механическую обработку, а также формирование на базе данной конструкции изделий типа оптических телескопов;

- отсутствие в конструкции профиля ребер отбортовки и округления угла между вертикальной частью и отбортовкой, характерных для ребер с тавровым профилем поперечного сечения, не обеспечивает равномерное распределение напряжений, повышение устойчивости конструкции и снижение массы изделия;

- отсутствие в узлах пересечения ребер закладных металлических элементов, устанавливаемых до режима формования изделия, не обеспечивает сохранение целостности ребер и обшивки, а также надежного соединения навесного оборудования с подкрепленной оболочкой в условиях эксплуатации, особенно под воздействием вырывающих и перерезающих усилий;

- отсутствие в крайних кольцевых ребрах отверстий и металлических закладных элементов, устанавливаемых в отверстия, не обеспечивает надежного соединения подкрепленной оболочки и стыкуемых с ней конструкций, особенно под воздействием вырывающих и перерезающих усилий.

Задачей нового технического решения является повышение прочности, жесткости, устойчивости конструкции, размерной стабильности, а также снижение массы.

Технический результат достигается тем, что подкрепленная оболочка вращения из полимерных композиционных материалов, состоящая из обшивки и ребер, имеет следующие отличительные признаки:

- ребра располагаются с внешней стороны обшивки, что упрощает монтаж навесного оборудования, монтаж конструкций, стыкуемых с оболочкой по торцам, установку закладных элементов под места крепления навесного оборудования и их последующую механическую обработку, а также позволяет формировать на базе данной конструкции изделия типа оптических телескопов космического базирования;

- в конструкцию ребер входят отбортовка и округление угла между вертикальной частью и отбортовкой, характерные для ребер с тавровым профилем поперечного сечения, обеспечивая при этом более равномерное распределение напряжений, повышение прочности, жесткости и устойчивости конструкции;

- в узлах пересечения ребер устанавливаются до режима формования изделия закладные металлические элементы в виде втулки, обеспечивающие сохранение целостности ребер и обшивок, а также надежное соединение навесного оборудования с подкрепленной оболочкой в условиях эксплуатации, особенно под воздействием вырывающих и перерезающих усилий;

- в конструкцию крайних кольцевых ребер вводятся отверстия и металлические закладные элементы в виде втулки, устанавливаемые в отверстия, обеспечивающие надежное соединение подкрепленной оболочки и стыкуемых с ней конструкций по торцам, особенно под воздействием вырывающих и перерезающих усилий.

Графические изображения: фиг.1 - вид на подкрепленную оболочку вращения с указанием основных конструктивных элементов; фиг.2 - выносной элемент А (расположение указано на фиг.1) с показом конструкции места расположения закладного металлического элемента в виде втулки в местах пересечения ребер; фиг.3 - сечение по Б-Б (направление взгляда указано на фиг.1) с показом профиля поперечного сечения ребер подкрепления; фиг.4 - разрез по В-В (направление взгляда указано на фиг.1) с показом конструкции мест крайних кольцевых ребер, где введены отверстия и устанавливаемые в них закладные металлические элементы в виде втулки; фиг.5 - разрез по Г-Г (направление взгляда указано на фиг.2) с показом конструкции закладного металлического элемента в виде втулки в местах пересечения ребер.

Подкрепленная оболочка вращения из полимерных композиционных материалов состоит из обшивки 1 и силового (подкрепляющего) набора ребер 2 с тавровым профилем поперечного сечения, расположенных с внешней стороны обшивки. В местах пересечения ребер жесткости устанавливаются закладные металлические элементы 3 в виде втулки. В крайних кольцевых ребрах 4 предусмотрены отверстия, в которые устанавливаются закладные металлические элементы 5 в виде втулки. Геометрические параметры ребер и их расположение выбираются расчетом исходя из обеспечения повышенной прочности, жесткости, устойчивости и минимальной массы.

При нагружении оболочки вращения из полимерных композиционных материалов осевыми, изгибающими, тепловыми нагрузками ребра 2, 4 и внутренняя обшивка 1 работают совместно в пределах допустимого напряженно-деформированного состояния за счет внутреннего расположения обшивки, оптимальных углов укладки основы наполнителя полимерных композиционных материалов, расположения ребер, конструкции профиля ребра, конструкции и расположения закладных металлических элементов.

Осуществимость изобретения подтверждена положительными результатами испытаний фрагментов конструкции и расчетами по методу конечных элементов. Разработка и изготовление фрагментов полностью основывалось на представленном описании.

Подкрепленная оболочка вращения из полимерных композиционных материалов, состоящая из обшивки и набора ребер, отличающаяся тем, что ребра располагаются с внешней стороны обшивки, в конструкцию профиля ребер входят отбортовка и округление угла между вертикальной частью и отбортовкой, в узлах пересечения ребер устанавливаются до режима формирования изделия закладные металлические элементы в виде втулки, в конструкцию крайних кольцевых ребер введены отверстия и закладные металлические элементы в виде втулки, устанавливаемые в отверстия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к космической технике. .

Изобретение относится к авиастроению. .

Изобретение относится к космической технике, в частности к орбитальным тросовым системам. .

Изобретение относится к авиации, а именно к соединительным участкам фюзеляжа самолета. .

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано в космических аппаратах (КА) для юстировки и калибровки комплексов наземного и космического базирования.

Изобретение относится к форменным стержневым трансформируемым конструкциям и может быть использовано в составе крупногабаритного (напр., параболического) рефлектора космической антенны.

Изобретение относится к машиностроению. .

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам управления аэродинамическими поверхностями самолета. .

Изобретение относится к способу соединения компонентов с большой площадью поверхности, используемых в транспортном машиностроении, путем склеивания, в частности при строительстве фюзеляжей крупногабаритных воздушных судов, в соответствии с преамбулой п.1 формулы изобретения, и соответствующего устройства в соответствии с преамбулой п.10 формулы.

Изобретение относится к следящим электрогидравлическим системам управления, а именно к электрогидростатическому приводу с взводимым гидрокомпенсатором и клапаном демпфирования.

Изобретение относится к следящим электрогидравлическим системам управления, а именно к автономному электрогидравлическому приводу с комбинированным регулированием скорости выходного звена и клапаном демпфирования.

Изобретение относится к следящим электрогидравлическим системам управления, а именно к двухрежимному электрогидравлическому приводу с дополнительными режимами кольцевания и демпфирования выходного звена.

Самолет // 2483975
Изобретение относится к авиации, в частности к средствам спасения летательного аппарата в аварийной ситуации. .

Изобретение относится к окну для транспортного средства, в частности для самолета. .

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам управления перекачкой топлива между топливными баками воздушного судна. .
Изобретение относится к производству труб и может быть использовано при изготовлении труб из композиционных материалов. .
Наверх