Опорный шпангоут из композиционного материала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1717896 А 19) .ъЖ. 5 Р 169/12, Е 04 СЗ/29 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 2 на фиг, 6 - шпангоут вумя балками, располо вариант общего вида; н вальной формы с двумя нными по хордам, варишпангоут формы с по хордам шпангоутрасположго вида. овдльнои женными а фиг. 7 - балками, ант общеК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения(56) Авторское свидетельство СССР%1318760, кл, Р 16 3 9/12, 1987. Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве силового элемента для подкрепления шахтных колодцев, контейнеров, а также в самолетостроении, судостроении и т.пявляется усовершенствованием известного устройства по авт.св. М 1318760.Цель изобретения - повышение прочности при упрощении технологии изготовления, снижение веса и расширение области применения шпангоутов.На фиг, 1 изображен шпангоут с одной балкой, расположенной по хорде, общий вид; на фиг. 2 - дугообразная часть периметра дополнительных кольцевых корытообразных рукавов меньшей длины, скрепленная со слоями основного шпангоута; на фиг. 3 - сечение балки шпангоута; на фиг, 4 - шпангоут с одной балкой, вариант общего вида; на фиг. 5 - сечение балки(54) ОПОРНЫЙ ШПАНГОУТ ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГОО МАТЕРИАЛА(57) Изобретение относится к строительству, а именно к силовым элементам. Цель изобретения - повышение прочности при упрощении технологии изготовления и снижение веса и расширение области и рименения, Опорный шпангоут образован из чередующихся концентрических слоев сплющенных корытообразных рукавов и нитей кольцевого армирования, располОженных по днищам корытообразных рукавов. Шпангоут представляет собой многоконтурную конструкцию с перемычками в виде хорд. 7 ил,Ш пан гоут 1 (фиг. 1), образованный чередующимися концентрическими слоями сплющенных кольцевых рукавов корытообразного профиля 2 (фиг, 2) с непрерывными кольцевыми армирующими волокнами 3, расположенными по днищам корытообразных рукавов 2, снабжен скрепленными между собой чередующимися до пол нител ьн ыми кольцевыми корытообразными рукавами меньшей длины и нитей 5 кольцевого армирования, расположенных по днищам корытообразных рукавов 4, Часть периметра чередующихся кольцевых рукавов меньшей1717896 50 55 длины и нитей 5 кольцевого армирования образуют балку 6 (фиг. 1 - 3) в виде хорды,Другая дугообразная часть периметра чередующихся кольцевых рукавов 4 меньшей длины скреплена чередующимися концентрическими слоями сплющенных кольцевых рукавов корытообразного профиля 2 шпангоута 1.Шпангоут с одной балкой в виде хорды по варианту(фиг. 4) содержит второй контур из скрепленных между собой чередующихся дополнительных кольцевых корытообразных рукавов меньшей длины, при этом часть периметра чередующихся кольцевых рукавов меньшей длины образует балку 7 (фиг, 4). Другая дугообразная часть периметра чередующихся кольцевых рукавов 8 меньшей длины скреплена с чередующимися концентрическими слоями сплющенных кольцевых рукавов корытообразного профиля шпангоута 1.Таким образом, шпангоут имеет балку коробчатого замкнутого профиля (фиг. 5), образованную балкой 6 первого контура, которые скреплены между собой,Шпангоут 1 (фиг. 6) содержит скрепленные между собой чередующиеся дополнительные кольцевые корытообразные рукава меньшей длины, аналогичные слоям шпангоута с одной балкой, показанных на фиг. 1, При этом часть периметра слоев меньшей длины образует две балки 9 и 10 в виде хорд, а другие части 11 периметра скреплены с основным шпангоутом.По сравнению со шпангоутом, изображенным на фиг, 6, шпангоут 1 (фиг. 7) содержит два дополнительных контура из кольцевых слоев меньшей длины, При этом части периметра обоих контуров соответственно, образуют балки 12 и 13, скрепленные с балками 9 и 10, а дугообразные части 14 и 15 скреплены со шпангоутом 1.Изготовление предлагаемых конструкций производят в следующей последовательности. Сначала формируют поочередно путем намотки чередующихся слоев корытообразных рукавов и нитей кольцевого армирования меньшей длины один, два или триконтура,5 После этого оправки с намотанными заготовками контуров скрепляют в одной плоскости между собой или с дополнительнымиэлементами оправки так, чтобы образовалсякольцевой паз для намотки шпангоута.10 Снизить опасные для полимерных композитов изгибные напряжения можно путемувеличения толщины стенок опорногошпангоута по прототипу или прямым подкреплением шпангоута балками. Очевидно,15 что подкрепление шпангоута балками с точки зрения веса, является более предпочтительным, так как композиционный материалв балке работает в выгодных для себя условиях - на растяжения (сжатие).Конечно, решить задачу снижения мас 20 сы основного шпангоута по прототипу можно и за счет установки в нем отдельноизготовленных балок. Но обеспечение надежных узлов крепления отдельно изготовленных балок со шпангоутом неизбежно25 приведет к увеличению веса шпангоута посравнению с предлагаемым решением, гдебалки получаются методом намотки за одноцелое с опорным шпангоутом в едином технологическом процессе,30 Формула изобретенияОпорный шпангоут из композиционного материала по авт.св. М 1318760, о т л и ча ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияпрочности при упрощении технологии изго 35 товления, снижения веса и расширения области применения, он снабжендополнительными кольцевыми сплющенными рукавами меньшей чем шпангоут длиныс нитями кольцевого армирования в их дни 40 щах, выполненных на одной части их периметра в виде, по крайней мере одной балки,расположенной по хорде, закрепленныхдругой дугообразной частью их периметрана корытообразных рукавах шпангоута.451717896 5 Составитель Е.Черня вскТехред М,Моргентал Корр Редактор Н.Химч ксимишинец 866 Тираж ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101