Профиль из композитного материала

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И СА И,И, Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ (ii)766951

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 22.08.78 (2l ) 2660317/27-11 (5I)M. Кл.

;Э

В 63 В 5/24 с присоединением заявки М

Гаоударствоиный комитет (23) Приоритет

N0 делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.09.80. Бктллетеиь М 36

Дата опубликования описаиия,30.09.80. (53) УДК629.12. .011.7(088.8) (72) Авторы изобретения

Г. E. Мишензников и В. А. Мусатов (71) Заявитель (54) ПРОФИЛЬ ИЗ КОМПОЗИТНОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к судостроению, а именно к профилям из композит ных материалов.

Известен профиль, содержащий полки и стенки P1)

Недостатками указанного профиля являются невысокая жесткость и малая устойчивость при работе на сжатие; закручивание при действии осевых нагрузок.

Наиболее близким техническим решением из известных является профиль и." композитного материала, преимущественно из стеклопластика, для подкрепления длинномерных оболочек, содержащий пол ку и стенку 2

Введение в конструкцию профиля сердечника из пластика, охваченного осевым армированием и стеклотканевой рубашкой, позволяет повысить только прочность, при этом устойчивость и жесткость профиля остаются незначительными. Это приводит к тому, что не в полной мере

2 реализуется прочность балки в случае ее большой длины, так как при действии осевой сжимающей нагрузки йроисходит закручивание, профиля с последующей общей потерей устойчивости и разруше-, нием.

Белью изобретения является повышение жесткости, устойчивости и несущей способности профиля.

Бель достигается тем, что полка и стенка с внутренней стороны подкреплены секторными вкладышами из материала низкой плотности, усиленными с внешней стороны обмоткой из волокна, пропитанного связующим, с перекрестным армированием под уголм 45 к оси действия нагрузки и расположенными с шагом а по длине профиля, при этом шаг С1 рассчитывается по. формуле: 0=y, ф где К -статистический коэффициент, учитывающий материал профиля и техн ологикь

Ь -ширина полки профиля.

695» 4 повышает в целом устойчивость, жесткость, а такие несущую способность профиля.

На фиг, 3 показана работа профиля беэ подкреплений. В данном случае

S профиль теряет общую устойчивость и закручивается относительно оси действия нагрузки при меньших нагрузках, чем предлагаемый, т. е. его устойчивость, жесткость и несущая способность значительно ниже (Ъ, ).

Применение предлагаемой конструкции профиля позволяет повысить жесткость, устойчивость и несущую способность профиля и снизить вес.

3 76

Кроме того, вкладыши выполнены иэ пенопласта, а связующее — из эпоксид ного клея.

На фиг. 1 изображен профиль из компоэитного материала; на фиг. 2 — схема работы профиля при действии осевой сжимающей нагрузки Р; на фиг. 3 — то же т беэ подкреплений, Профиль состоит из полки 1 и стенки

2. К полке и стенке с внутренней стороны приклеиваются секторные вкладыши {подкрепления) 3 из материла низкой плотности, например из пенопласта.

Секторные вкладыши с внешней стороны усиливаются обмоткой 4 волокна, пропитанного связующим, например эпоксидным клеем, с перекрестным армированием под углом 45, В качестве волокна о применяется органическое волокно. Волокно пропитывается связующим на специальном приспособлении в процессе обмотки. Применяют связующее, обладающее хорошей адгезией, выполняющее роль клея и обеспечивающее надежное исрепление обмотки к вкладышам. Перекрестное армирование под углом 45" к оси действия нагрузки позволяет получить высокие характеристики обмотки из волокна на сдвиг при действии крутящего момента.

На фиг. 2 показана работа профиля при действии осевой сжимающей нагрузки Т . При осевом сжатии за счет исполвзования подкреплений 3 в виде секторных вкладышей с обмоткой иэ волокна происходит местная потеря устойчивости профиля ъ.ежду подкреплениями (образуется одна полуволна) с последущим разрушением профиля. При этом местная устойчивость и жесткость профиля с подкреплениями значительно выше устойчивости и жесткости профиля без подкреплений, т. е. выше разрушающая нагрузка профиля, Кроме того, применение обмотки 4 волокна с перекрестным армированием под углом 4У относительно оси действия обеспечивает лучшую работоспособность подкреплений (секторных вкладышей) и позволяет получить их в виде замкнутого контура, что исключает, закручивание

В открытого профиля при осевом сжатии и

Формула изобретения

1.Профиль из композитного материала, преимущественно из стеклопластика, для подкрепления длинномерных оболочек, со- держащий полку и стенку, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения д жесткости, устойчивости и несущей способности, полка и стенка с внутренней стороны подкреплены секторными вкладышами из материала низкой плотности, усиленными с внешней стороны обмоткой из волокна, пропитанного связующим, с перекрестным армированием под углом 4 к оси действия нагрузки и расположенными с шагом а по длине профиля, при этом шаг Q рассчитывается по формуле: Я=К- о, где К -статистический коэффициент, учитывающий материал профиля и технологию - ширина полки профиля.

2, Профиль по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что вкладыши выполнены

49 из пенопласта.

3. Профиль по и. 1, î т л и ч а ю— шийся тем, что связующее выполнено из эпоксидного клея.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США М. 3830180, кл. 9-5, опублик. 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Мо 508435, кл. B 63 В 5/24, 17.07.73 (прототип) .. 766951

О

Составитель В. Трофимов

РедактооМ„Кузненова Тех е . К зыка Ко е т Л Иван

Заказ 7115/15 Тираж 497 Подписиое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035 Моск а Ж35 Ра скаящ б g 5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4