Опорный шпангоут из композиционного материала

(19) САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛ ЬСТВ следователь ашинострое ников, В.Н ССС85,МПОЗИ,ОО Ю 100 днищ,На фиг. 1 изображен го шпангоута; на фиг. 2 - 1; на фи г. 3 - фра гмент метрической проекции; для намотки шпангоута нии; на фиг, 5 - оправка общий вид опорно- сечение А - А на фиг, шпангоута в аксонона фиг, 4 - оправка в исходном состоя- в сомкнутом состоГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) ОПОРНЫИ ШПАНГОУ ЦИОННОГО МАТЕРИАЛА Изобретение относится к строительнои технике, в частности к отрасли промышленности, связанной с изготовлением силовых деталей и узлов из композиционных материалов методом намотки, и является усовершенствованием известного опорного . шпангоута из композиционного материала с кольцевыми выступами.Известный шпангоут образован чередующимися слоями непрерывных волокон спиральной и кольцевой намотки, причем слои спиральной намотки выполнены в виде кольцевых сплющенных корытообразных рукавов и в кольцевых выступах.Недостатком известной конструкции является ее ограниченная прочность и надежность. Повышение прочности, а следовательно, и надежности шпангоута должно с неизбежностью привести к общему увеличению слоев сплющенных рукавов, дать ненужное утолщение днища и балластное увеличение толщины стенок по всей их вы(55 Е 04 С 3/29, Е 16 1(57) Использование: в строительнои технике, а именно при изготовлении силовых деталей и узлов. Техническая сущность: опорный шпангоут с кольцевыми выступами образован чередующимися слоями непрерывных волокон спиральной намотки, выполненной в виде кольцевых сплющенных рукавов. В днище шпангоута и его кольцевых выступах размещены волокна кольцевой намотки. Шпангоут выполнен со скрепленными между собой в кольцевой плоскости кольцевыми заплечиками, которые охватывают слои кольцевой намотки в днище шпангоута. 5 ил. соте. Кроме того, шпангоут коробчатой конструкции с отдельно стоящими боковыми стенками требует обязательного подкрепления этих стенок путем введения дополнительных элементов.Целью изобретения является повышение прочности конструкции при сохранении массы.Это достигается тем, что в опорном шпангоуте из композиционного материала кольцевые сплющенные рукава спиральной намотки совмещены в плоскости симметрии сечения шпангоута с охватом по наружной поверхности слоев кольцевой намоткиОпорный шпангоут 1 из композиционного материала с кольцевыми выступами 2 образован чередующимися слоями 3 непрерывных волокон 4 спиральной намотки, выполненной в виде кольцевых сплющенных рукавов. В днищах 5 и кольцевых выступах 2 шпангоута 1 размещена кольцевая намотка 6. Шпангоут 1 снабжен выполненными на боковинах кольцевых сплющенных рукавов спиральной намотки кольцевыми заплечиками 7, которые охватывают слои кольцевой намотки 6 в днищах 5, Заплечики 7 скреплены между собой по кольцу в общей плоскости шпангоута.Изготавливается опорный шпангоут следующим образом.Оправку, содержащую вал 8 и установленные на него кольца 9 большего диаметра и кольцо 10 меньшего диаметра, устанавливают в намоточном станке. Кольца 9 и 10 фиксируют на валу 8 при помощи болтов 11 в последовательности: одно кольцо меньшего диаметра 10 между двух колец бал ьшего диаметра 9. Кольца 9 имеют на одной из своих торцовых поверхностей кольцевые выточки 12, а кольцо 10 на своей образующей поверхности выполнено с прямоугольным кольцевым пазом 13 (фиг. 4),Армирующий материал в виде сплющенного рукава, пропитанный связующим составом, содержащий непрерывные волокна 4 спиральной намотки и волокна кольцевой намотки 6, наматывают на кольца 9 и 10, Одна часть волокон кольцевой намотки 6 расположена по краям сплющенного рукава и фиксирует его в кольцевых выточках 12 колец 9, а другая часть волокон кольцевой намотки 6 расположена посередине сплющенного рукава и утягивает срединную его часть в кольцевой паз 13 кольца 10 меньшего диаметра. Части сплющенного рукава, зафиксированные в кольцевых выточках 12, образуют кольцевые выступы 2 шпангоута, а часть сплющенного рукава, утянутая в кольцевой паз 13, образует днище 5 шпангоута. Наматывая расчетное количество чередующихся слоев 3 непрерывных волокон 4 спиральной намотки, выполненной в виде кольцевых сплющенных рукавов, получают заготовку шпангоута. В качестве материала непрерывных волокон 4 спиральной намот ки и волокон кольцевой намотки 6 используют высокомодульные волокна (углеволокно, органоволокно и т.д.). В качестве связующего состава используют эпоксидное связующее.10 Затем приступают к деформированиюзаготовки с целью получения шпангоута.Для этого освобождают болты 11, фиксирующие кольца 9 относительно вала 1, и сдвигают их вдоль горизонтальной оси вала 15 навстречу друг другу до соприкосновения.После окончания сдвижки кольца 9 вновь фиксируют с помощью болтов 11. В результате деформирования заготовки (методом сдвижки колец 9) части 14 (фиг,5) слоев 20 сплющенных рукавов, расположенные поторцевым поверхностям колец 9, соприкасаются, скрепляются за счет клеевого соединения друг с другом и образуют пару кольцевых заплечиков 7, охватывающих 25 слои кольцевой намотки 6 в днищах 5,Далее проводят полимеризацию заготовки, механическую обработку торцев шпангоута, демонтаж оправки и извлечение готового шпангоута.30 Наличие кольцевых заплечиков позво.лит предотвратить разрушение шпангоут при нагружении его сосредоточенными си лами из его плоскости.Применяя данное техническое реше 35 ние, можно повысить прочность, а следовательно, и надежность шпангоута, н увеличивая его массы.Формула изобретения Опорный шпангоут из композиционно 40 го материала по авт.св. М 1318760, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышени прочности при сохранении массы, кольце вые сплющенные рукава спиральной намот ки совмещены в плоскости симметри 45 сечения шпангоута с охватом по наружноповерхности слоев кольцевой намотк днищ.1761898ИГ Составитель Е. Чернявская Техред М.Моргентал дакт орректор М Максиине Заказ 3240 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 1