Узел соединения деталей конструкций из композиционного материала слоистой структуры с волокнистым наполнителем

 

УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА СЛОИСТОЙ СТРУКТУРЫ СВОЛОКНИСТЫМ НАПОЛНИТЕЛЕМ, содержащий собственно стыкуемые детали, например, обшивки панелей, металлические накладки и элементы крепежа, отличающийся тем, что, с целью увеличения его несущей способности и уменьшения веса, в месте соединения у стыкуемых деталей наполнитель выполнен в виде листов, переходящих за пределы соединения в волокна.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК уц В 64 С 3/2 F 16 В 5/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 1906293/23 (22) 03,04.73 (46) 30.10.91. Бюл, N.. 40 (72) В.А,Захаров, Б.И,Зорин, Б.Я.Колесников, Г.В.Никитин и В.А.Шириняц (53) 629.7.023.2(088.8) (54)(57) УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

КОНСТРУКЦИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО

МАТЕРИАЛА СЛОИСТОЙ СТРУКТУРЫ С

Изобретение относится к машиностроению и может быть применено в самолетах и ракетах, при соединении элементов конструкций, например, обшивок панелей, выполненных из композиционного материала слоистой структуры с волокнистым наполнителем.

Известны соединения деталей из композиционного материала слоистой структуры, армированные в местах соединения металлической фольгой, Несущая способность армированных соединений повышается за счет увеличения прочности композиционного материала на смятие, но она все же ограничена сдвиговой прочностью материала матрицы, так как в этом случае часть нагрузки, воспринимаемой фольгой, должна передаваться сдвигом матрицы на наполнитель композиционного материала. Для получения требуемой несущей способности необходимо увеличивать площадь склеивания с фольгой, что влечет за собой увеличение веса соединения.

Цель изобретения — уменьшение веса и повышение несущей способности соединений деталей из слоистых композиционных материалов с волокнистым наполнителем.

„„5U „„458177 А1

ВОЛОКНИСТЫМ НАПОЛНИТЕЛЕМ, содержащий собственно стыкуемые детали, например, обшивки панелей, металлические накладки и элементы крепежа, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения его несущей способности и уменьшения веса, в месте соединения у стыкуемых деталей наполнитель выполнен в виде листов, переходящих за пределы соединения в волокна, Для осуществления этой цели в местах соединения у стыкуемых деталей наполнитель во всех слоях или в части слоев выполнен в виде листов, переходящих за пределами соединения в волокнистый наполнитель, причем материал листа-волокнистого наполнителя один и тот же.

На чертеже изображено соединение обшивок панелей из слоистого композиционного материала, у которого наполнителем могут быть металлическая проволока, капроновая нить и др„ а матрицей — смола.

Обшивки 1 и 2 соединены между собой через металлические накладки 3 болтами 4.

В обшивке 1 условно изображена слоистая структура композиционного материала, причем одна часть слоев обшивки 1 имеет в качестве наполнителя волокна 6, а другая часть 7 — такой же волокнистый наполнитель, но выполненный в месте соединения в виде сплошного листа 8. За пределами соединения обшивок 1, 2 лист постепенно переходит в волокна 9, при этом все слои связаны между собой смолой 10.

Передача нагрузки в плоскости обшивок 1 и 2 от одной к другой осуществляешься

458177

Корректор О.Кундрик

Редактор Т.Шарганова Техред М.Моргентал

Заказ 4631 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 через накладки 3 и болты 4 смятием.боковых поверхностей отверстий 11 обшивок. Далее нагрузка в каждой обшивке распределяется между слоями 5 и 7 в соответствии с их несущей способностью. Силовыми элементами слоев в местах соединения деталей являются волокна 6 и лист 8. В слоях 5 по отверстиям 11 волокна 6 композиционного материала перерезаны, поэтому нагрузка воспринимается, в основном, смятием смолы и передается сдвигом смолы на волокна.

В слоях 7 нагрузка воспринимается смятием материала листа, а затем передается сдвигом материала листа непосредственно на

5 волокна, минуя смолу композиционного материала. Прочность листа значительно выше прочности смолы. Это и обусловливает повышение несущей способности предлагаемого соединения и уменьшение его веса по

10 сравнению с известными.