Способ изготовления сетчатых оболочек из композиционных материалов

Способ изготовления сетчатых оболочек из композиционных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к переработке композиционных материалов методом намотки и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства при изготовлении высоконагруженных конструкций с сетчатым несущим слоем. Целью изобретения является повышение несущей способности оболочек за счет увеличения реализуемой величины натяжения армирующего материала. Для этого перед объемным уплотнением намотанной заготовки осуществляют полимеризацию армирующего материала на формообразующих штифтах. 1 ил.

ОФ 023

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗСИ ТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4697201/05 (22) 26.05,89 (46) 23.04.91. Бюл. N - 15 (71) Московский авиационный технологический институт им. К.Э.Циолковского (72) А.Н.Норкин, В.С.Пичугин, Е.И.Степанычев и А.Г.Коробейников (53) 678.057.94(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1548069, кл. В 29 С 53/82, 1988. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕТЧАТЫХ

ОБОЛОЧЕК ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к переработке композиционных материалов методом намотки и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства при изготовлении высоконагружен" ных сетчатых оболочек.

Целью изобретения является повышечие несущей способности оболочек за счет увеличения реализуемой величи.ны натяжения армирующего материала.

На чертеже представлена схема устройства для полимеризации армирующих волокон на формообразующих штифтах.

После намотки армирующих нитей на формообразующую оправку 1 с огибанием ограничительных штифтов,2 осуществляют выравнивание натяжения этих уложенных армирующих нитей по слоям, образующим ребра оболочечной конструкции, путем перемещения фор(51)5 В 29 С 53/56// В 29 К 105:08 (57) Изобретение относится к переработке композиционных материалов методом намотки и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства при изготовлении высоконагруженных конструкций с сетчатым.. несущим слоем. Целью изобретения является повышение несущей способности оболочек за счет увеличения реализуемой величины натяжения армирующего материала. Для этого перед объеиным уплотнением намотанной заготовки осуществляют полимеризацию армирующего материала на формообразующих штифтах. 1 ил. мообразующих штифтов 2, расположенных на подвижных штоках 3, в осевом ф направлении. Перемещение штоков 3 в ., Ф®® осевом направлении производится завин- чиванием или отвинчиванием гаек 4. Затем,. Д » производят полимеризацию армирующих фф нитей в зоне формообразующих HITHAтах 2. Для этого помещают источники

5 излучения в торцовые части оправки

1 и придают ей равномерное вращение.

Температуру и время нагрева полимериэуемого участка выбирают исходя из геометрических и теплофиэических характеристик армирующего материала и типа связующего. После отверждения «Ъ@ армирующих нитей на формообразующих Ъ. штифтах ? осуществляют объемное уплотнение намотанной заготовки, перемещая подвижный диск б оправки 1 относительно неподвижного диска 7 по валу 8 в осевом направлении и контро1643171 лируют усилие разжатия посредством тензодатчиков,,наклеенных на силоиэмеритель 9 и подсоединенных к регистрирующему прибору. Далее производят термообработку заготовки и цикл повторяют.

Пример 1. Изготавливают сетчатую оболочку с внутренним диаметром 372 мм и длиной 400 мм методом 10 непрерывной намотки углеволокна УКН5000 линейной плотностью 360 тэкс, пропитанного связующим ЭХД-МК. Намотку сетчатой структуры ведут с натяжением 10 Н/жгут. Объемное содержание связующего в полуфабрикате составляет 0,43. После намотки пакета необходимой толцины ограничительные штифты диаметром 6 мм перемещают в осевом направлении, прикладывая к 20 гайкам 4 штоков 3 момент в 0,25 Н м.

Для полимеризации композита в зоне ограничительных штифтов 2 источники

5 излучения устанавливают в торцовых частях оправки 1 и вращают ее со ско 25 ростью 2 об/мин. При этом нагрев ведут до 70-SO С с последуюцей выдержкой в течение 2,5 ч. Затем к намотанному полуфабрикату прикладывают осевое усилие разжатия величиной 78000 H 30 что составляет 55 Н/жгут (число спи-:.. ральных слоев в намотанной заготовке 11 шт.), после чего оправку 1 помещают в термошкаф для полимеризации заготовки. В процессе термообработки регистрируют изменение осевого усилия разжатия посредством тензодатчиков, закрепленных на силоизмерителе, установленном и корпусе оправки. Было. отмечено падение осевого усилия раз- 4 жатия, что объясняется процессом фильтрации связующего на ранних стадиях отверждения полуфабриката. Реализованное натяжение в полимеризованной заготовке составляет 40 Н/жгут.45

При приложении осевого усилия раэжатия к сетчатой оболочке, изготовленной по существующей технологии, разрушение армирующего материала на формообразующих штифтах происходит при усилии 58000 Н, что составило

41 Н/жгут. В аналогичной оболочке, разжатой до 56000 Н (40 Н/жгут), реализованное натяжение после термообработки составляет 27 Н/жгут.

Пример 2. Изготавливают сет-, чатую оболочку с геометрией, идентич-4 ной описанной в примере 1, намоткой стеклонити ВМПС линейной плотностью

576 тэкс, пропитанной связующим ЭПТ10, на такую же оправку. Натяжение при намотке составляет 5 Н/нить, объемное содержание связующего в намотанном полуфабрикате 0,37. Момент, прикладываемый к гайкам 4 штоков 3, равняется 0,45 Н .м. Режим полимеризации композита на формообразующих (штифтах 2 аналогичен режиму, описанному в примере 1. Приложенное осевое усилие разжатия составляет 33 Н/нить. :

Реализованное напряжение в полимериэованной заготовке равняется 20 Н/нить.

Максимальное реализованное натяжение наполнителя при намотке по известному способу составляет после намотки

25 Н/нить, после термообработки

14 Н/нить.

Пример 3. Изготавливают сетча; тую оболочку, аналогичную описанной в примере 1, намоткой бороволокна

КБСР линейной плотностью ЗЯО тзкс, пропитанного связующим УП-2218, на уже известную оправку. Натяжение при намотке составляет 20 Н/жгут, объемное содержание связующего в намотанном полуфабрикате составляет

0,40. Момент, прикладываемый к гайкам штоков, равняется 0,2 Н ° ì.Ðåæèì поли меризации композита на формообразующих штифтах производят как в приие-I ре 1. Приложенное осевое усилие раз+ жатия составляет 87000 Н (61 Н/жгут);

Реализованное натяжение в полимеризованной заготовке составляет 48 Н/жгут. а максимальное реализованное натяже- ние по известному способу — 32 H/æãóò.

Использование способа изготовления сетчатых оболочек обеспечивает повьппение величины реализуемого натяжения в полимеризованном полуфабрикате и увеличение несуцей способности сетчатых оболочечных конструкций. Это повьпнает качество сетчатых оболочек и снижает процент бракованных изделий.

Формула изобретения

Способ изготовления сетчатых оболочек иэ композиционных материалов, включаюций намотку предварительно пропитанного полимерным связующим армирующего материала на оправку с огибанием ограничительных штифтов, выравнивание натяжения по слоям ребер сетчатой оболочки, ее объемное уплотнение и термообработку, о т—

16431

Составитель М.Осипова

Техред М.Дидык Корректор Т,Палий

Редактор Н.Лазаренко

Заказ 1200 Тираж 394 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 личающийся тем, что, с целью повышения несущей способности оболочек за счет увеличения реализуемой величины натяжения армирующе5

71 го материала, перед объемным уплотнением намотанной оболочки осуществляют полимеризацию армирующего материала в зоне ограни жительных штифтов.