Способ изготовления секций трехслойной конструкции из полимерных композиционных материалов

Способ изготовления секций трехслойной конструкции из полимерных композиционных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к пластмассовому судостроению и касается технологии изготовления секций трехслойной конструкции из полимерных композиционных материалов (ПКМ) со средним слоем из пенопласта, армированного ребрами и наружными несущими слоями. Оно может быть использовано при изготовлении секций переборок, выгородок, стенок рубок и надстроек трехслойной конструкции из ПКМ.

Известен способ изготовления трехслойной конструкции с одноименным названием предлагаемого изобретения (патент RU 2333131 авторы: В.А. Булкин, B.C. Рябкин, Н.Н. Федонюк, А.В. Шляхтенко) - прототип. Согласно этому способу средний слой трехслойной конструкции из ПКМ изготавливается из отдельных панелей, состоящих из ребер жесткости трапециевидной или П-образной формы, объединенных в единый гофрированный элемент (ГЭ), заполненный пенопластом до полок гофр заподлицо. Концы ГЭ остаются незаполненными на длину не менее 2 толщин среднего слоя для стыковки по длине секции (вдоль образующей гофр). Затем из панелей среднего слоя на постели формируется средний слой изготавливаемой секции с разнесением стыков по длине секции не менее чем на 10 толщин среднего слоя.

По ширине секции соединение выполняется по стенкам гофров путем прокладки между ними слоев стекломата, пропитанного связующим, а по длине - односторонней обформовкой по стенкам и внутренней поверхности полок гофр незаполненного пенопластом места стыка ГЭ соседних панелей слоями ПКМ ГЭ с установкой на клеевом составе стыковочных брусков из пенопласта по форме, соответствующей форме гофров.

Технологические стадии способа заключаются в следующем:

- наформовывают несущий слой из ПКМ с требуемой структурой армирования на сформированный средний слой;

- секция перекантовывается;

- производят установку стыковочных брусков из пенопласта на клеевом составе в места стыкового соединения панелей по длине секции;

- наформовывают второй несущий слой из ПКМ с требуемой структурой армирования;

- приформовывают балки набора при необходимости.

Недостатки указанного технического решения - высокая трудоемкость и длительность изготовления секций с применением ручного труда из-за необходимости удаления пенопласта из мест стыка гофрированных элементов в панелях среднего слоя, обформовки по стенкам и внутренней поверхности полок гофр слоем ПКМ с последующей установкой брусков пенопласта.

Цель предлагаемого изобретения - снижение трудоемкости и сокращение времени изготовления секций с сокращением доли ручного труда за счет применения клеевого узла соединения панелей среднего слоя вдоль секций с использованием вкладышей из стеклопластика (ПКМ).

Указанные цели достигаются тем, что способ изготовления секций трехслойной конструкции из полимерного композиционного материала, включающий изготовление среднего слоя трехслойной конструкции из отдельных панелей, состоящих из ребер жесткости трапециевидной или П-образной формы, объединенных в единый гофрированный элемент, заполненный с двух сторон пенопластом до полок гофр заподлицо, соединение панелей по ширине и длине секций вдоль образующей гофрированного элемента с последующей наформовкой одного несущего слоя и после перекантовки секции второго несущего слоя из полимерного композиционного материала. Соединение панелей среднего слоя по длине секций выполняют с помощью вкладышей прямоугольной формы, изготовленных заранее из полимерного композиционного материала, которые вклеивают в предварительно прорезанные пазы между стенками гофр и пенопластом с использованием клеевого состава.

Размеры вкладышей выбирают из следующих соотношений

где δ_в, Н_в, L_B - толщина, ширина и длина вкладыша соответственно; δ_Г, 2h - толщина стенки гофра и толщина среднего слоя трехслойного полимерного композиционного материала соответственно.

Способ поясняется следующими чертежами:

- план секции трехслойной конструкции из ПКМ - фиг. 1;

- продольное (А-А) и поперечное сечение (Б-Б) секции трехслойной конструкции в районе стыка панелей среднего слоя по длине секции (вдоль образующей гофрированного элемента) - фиг. 2:

1 - стеклопластиковые вкладыши;

2 - гофрированный элемент среднего слоя трехслойного полимерного композиционого материала;

3 - пенопласт заполнителя среднего слоя трехслойного полимерного композиционого материала;

4 - несущие слои среднего слоя трехслойного полимерного композиционого материала.

где: δ_В, Н_В, L_В - толщина, ширина и длина вкладыша соответственно; δ_Г, 2h - толщина стенки гофра и толщина среднего слоя трехслойного полимерного композиционного материала соответственно.

Процесс изготовления секции трехслойной конструкции из ПКМ по предлагаемому способу заключается в следующем:

- изготавливаются вкладыши прямоугольной формы 1 из стеклопластика, например, методом инфузии;

- формируется средний слой изготавливаемой секции из заранее изготовленных панелей среднего слоя (ПСС), состоящих из гофрированного элемента среднего слоя 2 с заполнителем из пенопласта 3;

- производится соединение ПСС по стыкам по длине секции с помощью вкладышей прямоугольной формы из стеклопластика, которые вклеиваются с одной стороны ПСС в предварительно прорезанные пазы между стенками гофров и пенопластом районе стыка с использованием клеевого состава или клеящих паст;

- наформовывается несущий слой 4 из ПКМ с требуемой структурой армирования на сформированный средний слой;

- секция перекантовывается;

- производится установка вкладышей на клеевом составе в предварительно прорезанные пазы между стенками гофров и пенопластом в районе стыка;

- наформовывается второй несущий слой из ПКМ с требуемой структурой армирования.

Предлагаемый способ существенно снижает трудоемкость и сокращает время изготовления секций за счет применения клеевого узла соединения ПСС с использованием вкладышей из ПКМ при значительном уменьшении доли ручного труда, по сравнению с прототипом.

1. Способ изготовления секций трехслойной конструкции из полимерного композиционного материала, включающий изготовление среднего слоя трехслойной конструкции из отдельных панелей, состоящих из ребер жесткости трапециевидной или П-образной формы, объединенных в единый гофрированный элемент, заполненный с двух сторон пенопластом до полок гофр заподлицо, соединение панелей по ширине и длине секций вдоль образующей гофрированного элемента с последующей наформовкой одного несущего слоя и после перекантовки секции второго несущего слоя из полимерного композиционного материала, отличающийся тем, что соединение панелей среднего слоя по длине секций выполняют с помощью вкладышей прямоугольной формы, изготовленных заранее из полимерного композиционного материала, которые вклеивают в предварительно прорезанные пазы между стенками гофр и пенопластом с использованием клеевого состава.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что размеры вкладышей выбирают из следующих соотношений

δ_В≥1,5δ_Г, H_В=0,3⋅2h, L_B=4⋅2h,

где δ_В, Н_В, L_В - толщина, ширина и длина вкладыша соответственно; δ_Г, 2h - толщина стенки гофра и толщина среднего слоя трехслойного полимерного композиционного материала соответственно.