Способ изготовления фитинга из слоистого композиционного материала.

Изобретение относится к области космической техники, в частности к составным частям летательного аппарата и оборудования, установленного на нем или внутри, и направлено на повышение прочности соединения. Способ изготовления фитинга из слоистого композиционного материала включает послойную укладку слоев углепластика, каждый слой для трубчатых элементов располагается по спирали встык, причем каждый последующий слой трубчатых элементов смещен относительно предыдущего в плоскости, перпендикулярной оси трубчатых элементов, на 180° и имеет противоположное направление вращения, а укладка слоев углепластика зоны утолщения состоит из чередующихся слоев трубчатых элементов и слоев зоны утолщения, причем каждый слой зоны утолщения смещен относительно предыдущего слоя зоны утолщения в плоскости, проходящей через оси трубчатых элементов, на 180°. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области космической техники, в частности к составным частям летательного аппарата и оборудования, устанавливаемого на нем или внутри него и способам их изготовления, и может быть использовано при изготовлении прецизионных размеростабильных изделий сложной геометрической формы, например фитингов для соединения стержневых элементов ферменных конструкций.

Известна конструкция фитингов и способ их изготовления в составе каркаса, выполненного из слоистого композиционного материала (патент РФ 2352024, H01L 31/18, 2007). Указанный способ и конструкция реализуется в каркасах створок солнечных батарей и элементах космических платформ. Фитинги выполняются из слоистого композиционного материала и являются монолитными. Для увеличения прочности и жесткости конструкция фитинга содержит угловые усиления - косынки.

Недостатками указанной конструкции является большой вес, вызванный дополнительными угловыми усилениями - косынками, низкая прочность конструкции в угловых усилениях при межслоевом сдвиге, а также низкая прочность соединения фитинг-стержень при осевом нагружении ферменной конструкции вследствие наличия только клеевого соединения.

Известный способ изготовления фитингов предусматривает их совместное формование с каркасом солнечной батареи путем укладки слоев препрега углеленты в пресс-формы сборочного стапеля с установкой трубчатых элементов каркаса.

Недостатком указанного способа изготовления фитингов является наличие технологического стыка слоев препрега - косынки. В этом случае косынка должна быть достаточных размеров для обеспечения высокого уровня прочности и жесткости, что увеличивает вес конструкции и ее габаритные размеры.

Технической задачей является создание конструкции и способа ее изготовления, позволяющих добиться увеличения прочности и жесткости конструкции во всех направлениях при обеспечении минимального веса и габаритов фитинга и угловых усилений, а также увеличение прочности соединения фитинг - стержень. Решение данной задачи позволяет признать предложенную совокупность объектов как удовлетворяющую требованию единства изобретения.

Задача решается следующим образом.

Фитинг из слоистого композиционного материала состоит из трубчатых элементов, выполненных из углепластика. Трубчатые элементы пересекаются между собой и имеют усиления в угловых пересечениях - угловые усиления. Новым является то, что стенки трубчатых элементов имеют равную толщину, а угловые пересечения элементов имеют зону утолщения, образующую механические упоры для стержней или труб.

Решение задачи в способе достигается тем, что фитинг из слоистого композиционного материала изготавливается послойной укладкой слоев углепластика. Новым является то, что каждый слой для трубчатых элементов располагается по спирали встык. Каждый последующий слой трубчатых элементов смещен относительно предыдущего в плоскости, перпендикулярной оси трубчатых элементов, на 180° и имеет противоположное направление вращения. Укладка слоев углепластика зоны утолщения состоит из чередующихся слоев трубчатых элементов и слоев зоны утолщения. Каждый слой зоны утолщения смещен относительно предыдущего слоя зоны утолщения в плоскости, проходящей через оси трубчатых элементов, на 180°.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является уменьшение веса конструкции фитинга, увеличение ее прочности за счет наличия внутренней зоны утолщения и увеличение прочности соединения фитинг-стержень за счет наличия механического упора, а также устранение технологических ограничений по созданию усилений конструкции, ведущих к увеличению габаритных размеров и веса конструкции.

Фитинг из слоистого композиционного материала и способ его изготовления представлены на фиг. 1, 2 и 3.

На фиг. 1 изображен общий вид конструкции фитинга из слоистого композиционного материала (углепластика).

На фиг. 2 показан способ укладки слоев углепластика.

На фиг. 3 показано возможное чередование слоев углепластика трубчатых элементов и зоны утолщения.

Фитинг из слоистого композиционного материала (фиг. 1) содержит трубчатые элементы 1, выполненные из углепластика. Стенки трубчатых элементов 1 выполнены равной толщины и имеют усиления в угловых пересечениях в виде зоны утолщения 2, образующие механические упоры 3 для установки стержней.

Способ изготовления фитинга из слоистого композиционного материала (фиг. 2) включает послойную укладку слоев 4 (фиг. 3) углепластика. При этом каждый слой для трубчатых элементов располагается по спирали встык. Каждый последующий слой 4 трубчатых элементов 1 смещен относительно предыдущего в плоскости, перпендикулярной оси трубчатых элементов 1, на 180° и имеет противоположное направление вращения. Укладка слоев 4 углепластика материала зоны утолщения 2 состоит из чередующихся слоев 4 трубчатых элементов 1 и слоев зоны утолщения 2. Каждый слой 4 зоны утолщения 2 смещен относительно предыдущего слоя 4 зоны утолщения 2 в плоскости, проходящей через оси трубчатых элементов 1, на 180°.

Конструкция работает следующим образом. Фитинг из слоистого композиционного материала в конструкции антенного рефлектора соединяется со стержнями ферменной конструкции и выступает в роли узла их сочленения. Стержни ферменной конструкции устанавливаются непосредственно в трубчатые элементы 1 до их присоединения к механическим упорам 3, образованным разностью толщины трубчатых элементов 1 и зоны утолщения 2, и фиксируются при помощи клеевых, механических или клеемеханических соединений. Механические упоры 3 ограничивают ход стержней ферменной конструкции при их установке в фитинг, а зона утолщения придает дополнительную прочность и жесткость конструкции фитинга.

Способ реализуется следующим образом. На оправку для формования (на фиг не показано) последовательно укладываются слои углепластика (в данном случае - сухой армирующий материал 4). При этом каждый слой 4 для трубчатых элементов 1 располагается по спирали встык. Укладка каждого последующего слоя 4 трубчатых элементов 1 смещена относительно предыдущего в плоскости, перпендикулярной оси трубчатых элементов 1, на 180° и имеет противоположное направление вращения. Укладка слоев 4 армирующего материала зоны утолщения 2 осуществляется чередованием слоев 4 трубчатых элементов 1 и слоев 4 зоны утолщения 2, например два к двум и два к четырем (в зависимости от конструкторских требований). Укладка каждого слоя 4 зоны утолщения 2 смещается относительно предыдущего слоя 4 зоны утолщения 2 в плоскости, проходящей через оси трубчатых элементов 1, на 180°. После завершения процесса укладки оправку с армирующим материалом помещают в технологическую оснастку для формования и пропитывают органическим связующим под давлением. Отверждают связующее по заданному температурному режиму, вынимают из технологической оснастки оправку, снимают с оправки изделие и проводят его механическую доводку.

1. Способ изготовления фитинга из слоистого композиционного материала, включающий послойную укладку слоев углепластика, отличающийся тем, что каждый слой для трубчатых элементов располагается по спирали встык, причем каждый последующий слой трубчатых элементов смещен относительно предыдущего в плоскости, перпендикулярной оси трубчатых элементов, на 180° и имеет противоположное направление вращения, а укладка слоев углепластика зоны утолщения состоит из чередующихся слоев трубчатых элементов и слоев зоны утолщения, причем каждый слой зоны утолщения смещен относительно предыдущего слоя зоны утолщения в плоскости, проходящей через оси трубчатых элементов, на 180°.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что фитинг выполняют из трубчатых элементов, стенки которых имеют равную толщину, а угловые пересечения утолщены и образуют механические упоры.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к соединительному устройству для конического фланцевого соединения. Соединительное устройство для конического фланцевого соединения содержит изогнутое в форме кольца стяжное устройство, внутренний диаметр которого может изменяться, и выступающие от стяжного устройства в радиальном направлении внутрь плечи, между которыми в осевом направлении образовано приемное пространство, при этом плечи выполнены на вставке, которая расположена внутри стяжного устройства и имеет спинку, соединяющую плечи, причем спинка прилегает изнутри к стяжному устройству, а плечи имеют в окружном направлении несколько разрывов и вершинные участки, выступающие в приемное пространство.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях трубопроводов с использованием труб из композиционных материалов, в частности, стеклопластиковых.

Изобретение относится к машиностроению. Устройство соединения грузонесущих элементов по первому варианту содержит стержневой соединительный элемент, пропущенный через отверстия, выполненные в соединяемых грузонесущих элементах и имеющие фаски, обращенные друг к другу.

Изобретение относится к области ракетно-космической техники и предназначено для использования в стержневых конструкциях, например форменных или рамных, выполненных с использованием трубчатых элементов из композиционных материалов.

Изобретение относится к соединительным узлам, предназначенным, например, для соединения стержней, труб, а также для инструментов с использованием разнообразных сменных насадок, установка которых требует точного ориентирования и отсутствия зазоров в соединении.

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано в конструкции разъемных соединений корпусов отсеков летательных аппаратов. .

Изобретение относится к ракетно-космической технике, а именно к неразъемным соединениям стержневых конструкций, выполненных с использованием трубчатых элементов из композиционных материалов.

Изобретение относится к машиностроению, к разъемным соединениям, передающим крутящий момент и осевые силы. .

Изобретение относится к ракетной технике и артиллерии. .

Изобретение относится к области машино- и приборостроения, точнее - к соединениям, передающим крутящий момент, а именно к профильным соединениям вала и ступицы зубчатого колеса, выполненных из пластмасс.

Группа изобретений относится к композитным столбчатым конструкциям и может быть использована в авиакосмической промышленности. Опорная стойка (20) содержит трубчатый стержень (34) из армированного волокнами полимера и гофрированную рукавообразную арматуру (36) вокруг стержня.

Изобретение относится к присадочным материалам для сварки плавлением, которые могут быть использованы для ремонта деталей газотурбинных двигателей, изготовленных из жаропрочных сплавов на основе никеля.

Изобретение относится к термопластичным композитным структурам и касается кессонного узла стабилизатора и способа его изготовления. Элемент упрочнения панели содержит плетеный трубчатый пояс лонжерона из термопласта, одновременно отвержденный с термопластичной панелью обшивки, наружную плетеную трубку из термопласта, внутреннюю плетеную трубку из термопласта, расположенную внутри наружной плетеной трубки из термопласта.

Изобретения относятся к изделию, пригодному для формирования ушной заглушки, и изделию, представляющему собой ушную заглушку. Изделие включает удлиненную сердцевину или основу, содержащую первый материал и имеющую первый и второй концы или основную поверхность, и наружный слой или наружную основную поверхность, содержащие термопластичный второй материал, покрывающий по меньшей мере часть наружной основной поверхности удлиненной сердцевины или основы и включающий неактивированный пенообразователь с расширяющимися сферами и неактивированный химический пенообразователь.
Изобретение относится к футеровочному материалу или препрегу для применения в трубопроводах или трубопроводу. Футеровочный материал или препрег содержит деформируемое кругловязаное изделие, отверждаемое предпочтительно ультрафиолетовым светом и пропитанное синтетической смолой.

Изобретение относится к авиации и касается созданий конструкций для летательных аппаратов (ЛА). При изготовлении отсека ЛА в виде оболочки вращения на оправку укладывают разделительный слой из резиноподобного материала со спиральными обоих направлений канавками одинаковой ширины, слоями из высокомодульных нитей вматывают в эти канавки спиральные ребра, затем наматывают обжимающую облицовку из термоусаживающего материала, термообрабатывают, удаляют облицовку, снимают с оправки и удаляют разделительный слой.

Изобретение относится к авиации и касается изготовления конструкций отсеков летательных аппаратов (ЛА). При изготовлении отсека в виде оболочки вращения ячеистой структуры на оправку укладывают разделительный слой из резиноподобного материала с кольцевыми и спиральными канавками, затем слоями из высокомодульных нитей вматывают в эти канавки кольцевые и спиральные ребра, с натяжением наматывают наружную оболочку, термообрабатывают, снимают с оправки и удаляют разделительный слой.

Изобретение относится к способу изготовления биметаллических насосно-компрессорных труб и может использоваться при получении трубной продукции или ремонте насосно-компрессорных труб (НКТ).
Изобретение относится к полиолефиновой композиции, предназначенной для изготовления систем для труб и листов. Композиция имеет индекс текучести расплава от 0,05 до 10 дг/мин и содержит от 1 мас.% до 9,5 мас.% сополимера пропилена и 1-гексена и от 80,5 мас.% до 99 мас.% гетерофазной полипропиленовой композиции.

Изобретение относится к области авиации и касается разработки силовых авиационных конструкций крыла и фюзеляжа из полимерных композиционных материалов (КМ) и их защите.
Изобретение относится к технологии полимерных материалов и касается непрерывного изготовления изолированной трубы. Способ включает внутреннюю трубу, трубу-оболочку, слой по меньшей мере из одного полиуретана между по меньшей мере одной внутренней трубой и трубой-оболочкой и пленочный рукав между по меньшей мере одним полиуретаном и трубой-оболочкой, включающего в себя стадии: (А) подготовки по меньшей мере одной внутренней трубы и непрерывно образующегося из пленки пленочного рукава на ленточном транспортере с зажимами, причем по меньшей мере одна внутренняя труба расположена внутри пленочного рукава таким образом, что между этой по меньшей мере одной внутренней трубой и пленочным рукавом образуется зазор, (В) введения в этот зазор полиуретановой системы, включающей в себя по меньшей мере один изоцианатный компонент (а) и по меньшей мере один полиол (b), (С) вспенивания и предоставления возможности отверждения этой полиуретановой системы и (D) нанесения слоя по меньшей мере из одного материала на пленочный рукав, чтобы образовать трубу-оболочку, причем эта полиуретановая система имеет тиксотропные свойства. Изобретение обеспечивает создание непрерывного способа изготовления изолированных труб, обладающих равномерно распределенной объемной плотностью на протяжении всей длины трубы и однородной структурой пеноматериала на протяжении поперечного сечения трубы. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 пр.

Изобретение относится к области космической техники, в частности к составным частям летательного аппарата и оборудования, установленного на нем или внутри, и направлено на повышение прочности соединения. Способ изготовления фитинга из слоистого композиционного материала включает послойную укладку слоев углепластика, каждый слой для трубчатых элементов располагается по спирали встык, причем каждый последующий слой трубчатых элементов смещен относительно предыдущего в плоскости, перпендикулярной оси трубчатых элементов, на 180° и имеет противоположное направление вращения, а укладка слоев углепластика зоны утолщения состоит из чередующихся слоев трубчатых элементов и слоев зоны утолщения, причем каждый слой зоны утолщения смещен относительно предыдущего слоя зоны утолщения в плоскости, проходящей через оси трубчатых элементов, на 180°. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх