Способ изготовления трубчатых изделий из композиционных материалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) Я 4151) В 21 Р0 Фомин,ев ство СССР 00, 1980. за;= В. - (1ер слоя,ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОМПОЗИЦИОННЬ ТРУБЧА- Х МАТЕ- послойон маачиная с наружти изделия;армирующих вокна материала нои поверхно- угол локо вивки а вол волоко матрицы наружны толщина жат изделия; рад намо до о н амо что ан ое рудоемкост я качества изготов зделий, ельно н авк жатия;анных сл обжатия ия и повьппе тол на оправ пос саресссс)ю е сп фас,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(46) 23.06.85. Бюл. У 23 (72) А. И. Тараканов, Б. Б. А. Попов и П. А. Зино (53) 621,774.5.02(088.8) (56) Авторское свидетель Мф 867488, кл. В 21 Г 19/(54) (57) СПОСОБ ТЫХ ИЗДЕЛИИ ИЗ РИАЛОВ, включаю ной намотки на териала матрицы нагрева их и по отлич ающ целью снижения щии операции оправку воло и армирующи следующего о ийся те мирующие волокна предвари вивают по винтовой линии на волокна материала матрицы, полученный пакет наматывают на оправку, при этом угол навивки армирующих волокон на матричные волокна в каждом слое определяют по зависимости1162537 Изобретение относится к технологииизготовления иэделийиз композиционных материалов и может быть использовано при изготовлении труб, колец идругих подобных деталей.Цель изобретения - снижение трудоемкости изготовления путем совмещения операций и повышение качестваизделий из композиционных материаловс металлической матрицей,На фиг. 1 представлена схема деформирования слоев заготовки в процессе спрессовки; на фиг. 2 - схеманавивки ариирующего волокна вокругволокон материала матрицы.Толщина слоя в пакете слоев взаготовке 1 до обжатия д", После обжа 1тия наружный диаметр не изменяется,так как обжатие производят в жесткойпресс-форме 2 , а толщина пакетаслоев за счет уплотнения заготовкиуменьшается до значения Ь - толщиныслоя готовой детали 3Расстояние от середины х-го слоязаготовки до оси вращения1к. = К - (д -- -),2 ние. 2 Рк 1 -- 20 К соз с откуда 2 к;50 (с 1 й ) Е 8 сК,к 1 2 3 4 5 6 7 8 9 108 18 9 32 10 35 11 32 2 25 13 16 14 о ЗО 10 5 26 6"56 40 ш. 16 25 34 после спрессовки это расстояние равно 1К. =К - (- - -) Ь.2Для того чтобы исключить при этом деформирование армирующих волокон, их длина в витке вокруг оправки -го слоя заготовки должна быть равной 2 7 К,. Это достигается навивкой армирующих волокон вокруг волокон материала матрицы (фиг. 2) под углом с; таким образом, чтобы длина армирующего элемента 1д"кК- (1- 2)соз сК, 1К - (1 - 2 )ЬПосле обжатия армирующие волокнапринимают равновесное положение иобразуют окружность радиусом К;. П р и м е р, Армированную в окружном направлении заготовку получали иэ стальной (д=.0,1) мм и алюминиевой (д=0,35 мм) проволок. Исхо дя из примерного равенства площадейпоперечных сечений армирующих волокон и волокон матрицы, на одну проволоку алюминия приходится 3 стальных. Объемное содержание армирующих элементов составляет около 507 как наиболее целесообразное значеТолщина одного слоя заготовки У= 2 й+й =0,55 мм,пористость заготовки 4(и +) О 34520 толщина слоя готовой детали йЬ = ----= О 36 мм1э эт.е. для получения толщины стенки готовой трубы 3,6 мм необходимо 1 О слоев. Внутренний радиус готовой трубы равен 120 мм, наружный - 127,2 мм, у заготовки внутренний радиус 116,2 мм ЗО а наружный остается неизменным. Деформация внутреннего слоя при обжатии Е = 0,031, т.е. 37., что превышает допустимый предел деформирования стальной проволоки.35 Для предотвращения разрушенияармирующих элементов применяют предлагаемый способ. Тринадцать стальных проволок навивают вокруг алюминиевой 40 проволоки с помощью специального при-.способления одновременно с намоткой алюминиевой проволки на оправКу,45 Значения углов навивки и числовитков навивки ш на один оборот оправки приведен в таблице 50 55 58 62 6562537 4ное значение предельной нагрузки хорошо согласуется с расчетным. з 11После намотки заготовку подвергай ют обжатию при давлении 400 кгс/см и температуре 500 С. Внутренних и наружных дефектов (пустот, расслоений, разрывов волокон ) не обнаружено. Готовую трубу нагружают внутренним давлением до раэрушения. ЭкспериментальПо сравнению с известным способомиспользование предлагаемого позволяет 5снизить трудоемкость намотки заготовки и повысить качество изделия. Фиг. Составитель Т оловач Техред Л.МартаКорректор И л а ова едактор 0 Подписнокомитета СССРи открытийская наб., д. 4/5 аз 3991/8 Тираж 64 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рауш