Способ изготовления предварительно напряженных изделий из композиционных материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХ кцал паепэ СПУЬЛИН/В 29 К 105/06 51) В 29 С ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСНОМУ СВЩЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРГ 1 О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЮ(56) . Цыплаков О.Г. Основы формования стеклопластиковых оболочек. Л., Машиностроение, 1968, с. 50-52.2. Патент США В 3784732, кл. В 29 0 23/13, 1974(прототип). (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЪХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий приложение нагрузки к отвержденному изделию при температуре размягчения полимерного связующего и охлаждение иэделия под нагрузкой, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения устойчивости композиционного материала к растрескиванию иувеличения давлений разгерметизацииизделий, нагружение изделия осуществляют при температуре на 0-20 С вышетемпературы замораживания свяэующе74 чения полимерного связующего и охлаж дение изделия под нагрузкой,нагружение изделия осуществляют при температуреона 0-20 С выше температуры замораживания связующего.Способ осуществляют следующимобразом.формуют заготовку изделия, например, намоткой композиционного матери 1 р 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. 3 1343Изобретение относится к переработке композиционных материалов и можетбыть использовано в различных отраслях народного хозяйства при изготовлении конструкций, к которым предьявляются повышенные требования поустойчивости к растрескиванию игерметичности.Известен способ изготовления изделий из композиционных материалов,включащий намотку на оправку слоевпропитанного связующим композиционйого материала с заданным натяжениеми отверждением намотанной заготовка Щ,Однако в процессе полимеризацииполимерного связующего в изделиивозникают внутренние напряжения,снижающие в значительной мере устойчивость изделия к растрескиванию испособность к сохранению герметичности.Наиболее близким к предлагаемомуспособ изготовления предварительнонапряженных изделий из композиционных материалов, включающий приложение нагрузки к отвержденному иэделиюпри температуре размягчения полимерного связующего и охлаждение изделияоод нагрузкой 2 .однако этот способ не обеспечиваетстабильного повышения устойчивостикомпозиционного материала к растрескиванию и большого по величине давления разгерметизации изделий.Цель изобретения - повышениеустойчивости композиционного матери-,ала к растрескиванию и повышениедавлений разгерметизации иэделий.Эта цель достигается тем, чтосогласно способу изготовления пред Оварительно напряженных изделий изкомпозиционных 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 изделиясм.таблицу).1134374 Давление разгерметизации, МПа Смола Отвержд.системана 100 Армирующий Способ изготовлеакси альния ная среднее тдельныхбразцов темматериал мас.ч пряже"ний,ИПа Предлагаемый ЭДТЭА Ровинг 20 95 53 54,3 80 Х 10 .РБНмас.ч 420-76 58 52 ТГЭ 203 45 Змас.ч. РБНО 105 42 420-76 44,7 НК.мас. ч. 47 Без предваригельных напряжений РМ АГНС 27 24 28,0 33 РМ АГНС Предлагаемый 15 05 45 49,0 49 52 15 125 49 4348,0 3715 135 41 38,0 36 315 953341 35,0 ура замораживания,температ ВВЮПИ Знкаэ 10011/13 Филвал ППП тент, г.Уззород, уа.йроекзмаа, 4 Предлагаемый ПНГПК , . Ровинг Давле-. ние задания предва ритель ных на пературапридействии давления, оС1