Способ изготовления предварительно напряженных изделий из композиционных материалов

Способ изготовления предварительно напряженных изделий из композиционных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий приложение нагрузки к отвержденному изделию при температуре размягчения полимерного связукнцего и охлаждение изделия под нагрузкой, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости композиционного материалак растрескиванию и увеличения давлений разгерметизации изделий, нагружение изделия осуществляют при температуре на выше температуры замораживания связующего .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОФ Л

РЕСПУЬЛИН

4(51) В 29 С 71/02//B 29 К 105/06

1, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

tC ABTDPCNOMV C TRV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0THPblTl44 (21) 3587797/23-05 (22) 05.05..83 (46) 15.01.85. Бюл. № 2 (72) В.А.Коминар, В.И.Натрусов и Б.Н.Марков (53) 678.057.94(088.8) (56) I. Цыплаков О.Г. Основы формования стеклопластиковых оболочек.

Л., Машиностроение, 1968, с. 50-52.

2. Патент CIA ¹ 3784732, кл. В 29 D 23/13, 1974(прототип). (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЪ|Х ИЗДЕЛИЙ ИЗ (1% (11) е

КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ включающий приложение нагрузки к отвержденному изделию при температуре размягчения полимерного связующего и охлаждение иэделия под нагрузкой, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения устойчивости композиционного материала к растрескиванию и увеличения давлений разгерметизации изделий, нагружение изделия осуществляют при температуре на 0-20 С выше температуры замораживания связующего.

74 чения полимерного связующего и охлаж-дение изделия под нагрузкой,нагружение изделия осуществляют при температуре о на 0-20 С выше температуры замораживания связующего.

Способ осуществляют следующим образом.

Формуют заготовку изделия, например, намоткой композиционного матери)p ала на оправку, отверждают ее по заданному температурно-временному режиму и охлаждают. После охлаждения заготовку снимают с оправки и нагревают до температуры на 0-20 С выше температуры замораживания используемого связующего. При этой температуре ее нагружают. Тип внешней нагрузки(внутреннее давление, осевое растягивающее усилие, кручение и т.п.) и ее величину выбирают в зависимости от конфигурации изделия, схемы армирования и условий.! 1!343

Изобретение относится к переработке композиционных материалов и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства при изготовлении конструкций., к которым предьявляются повышенные требования по устойчивости к растрескиванию и герметичности.

Известен способ изготовления изделий из композиционных материалов, включащий намотку на оправку слоев пропитанного связующим композиционного материала с заданным натяжением и отверждением намотанной заготовка (1) .

Однако в процессе полимеризации полимерного связующего в изделии возникают внутренние напряжения, снижающие в значительной мере устойчивость изделия к растрескиванию и способность к сохранению герметичности.

Наиболее близким к предлагаемому способ изготовления предварительно напряженных изделий из композиционных материалов, включающий приложение нагрузки к отвержденному иэделию при температуре размягчения полимерного связующего и охлаждение изделия оод нагрузкой (2) . однако этот способ не обеспечивает стабильного повышения устойчивости композиционного материала к растрескиванию и большого по величине давления разгерметизации изделий.

Цель изобретения — повышение устойчивости композиционного матери-. ала к растрескиванию и повышение давлений разгерметизации иэделий.

Эта цель достигается тем, что согласно способу изготовления пред- 4О варительно напряженных изделий из композиционных материалов, включающему приложение нагрузки к отвержден- ному иэделию при температуре размягВ процессе нагружения изделия полимерное связующее испытывает растягивающие деформации. В результате охлаждения нагруженного изделия эти деформации замораживаются.

После охлаждения изделия снимают приложенную нагрузку. При этом армирующие волокна, стремясь вернуться в исходное состояние, создают предварительные напряжения сжатия в слое полимера. Именно такое направленное создание предварительных напряжений способствует увеличению устойчивости композиционного материала к растрес- киванию и повышению давления его разгерметизации.

Причем приложение нагрузки к изделию в довольно узком температурном интервале наиболее эффективно повышает устойчивость компоэита к растрескиванию и величину давления разгерметизации изделия(см.таблицу).

1134374

Давление разгерметизации, МПа

Смола Отвержд. система на 100

АрмиряО щий

Способ изготовлеакси альния ная среднее тдельных бразцов темматериал мас.ч пряже" ний, ИПа

I

Предлагаемый ЭД-! 6 ТЭА Ровинг 20 95 53

54,3

80Х

10 .РБН-10мас.ч 420-76

52

ТГЭ20Х

Змас.ч. РБН-10- 20 105 42

420-76

44,7

НК-18 . мас. ч.

Без предвари гельных напряжений P-2М

АГ-4НС

24

28,0

Р-2М

АГ-4НС

Предлагаемый

15 105 45 49,0

52

15 125 49

48,0

15 135 41

38,0

3!

15 95 33

35,0 ура замораживания. температ

BHHHHH Знавав 10011/13

Филвал ППП тент, г.Уиз ород, уп.йроекчмал, 4

Предлагаемый ПН-16 ГПК, . Ровинг

Давление задания предва ритель, ных на пература при дейст вии давления, ОС