RU182601U1 - Крепежный элемент для соединения деталей из слоистых полимерных композиционных материалов на основе стеклотканей и матриц из синтетических смол с металлическими частями конструкции - Google Patents
Крепежный элемент для соединения деталей из слоистых полимерных композиционных материалов на основе стеклотканей и матриц из синтетических смол с металлическими частями конструкции Download PDFInfo
- Publication number
- RU182601U1 RU182601U1 RU2017116511U RU2017116511U RU182601U1 RU 182601 U1 RU182601 U1 RU 182601U1 RU 2017116511 U RU2017116511 U RU 2017116511U RU 2017116511 U RU2017116511 U RU 2017116511U RU 182601 U1 RU182601 U1 RU 182601U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thickened
- spear
- synthetic resin
- fastener
- expanding
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 13
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 title claims abstract description 13
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 title abstract description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 title 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000001788 irregular Effects 0.000 abstract description 3
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
- F16B5/12—Fastening strips or bars to sheets or plates, e.g. rubber strips, decorative strips for motor vehicles, by means of clips
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B19/00—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Insertion Pins And Rivets (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для соединения деталей из слоистых (ламинатных) полимерных композиционных материалов (на основе стеклотканей и матриц из синтетических смол) с металлическими частями конструкций, без нарушения целостности волокон основы композиционного материала. Крепежный элемент представляет собой цилиндрический штифт, переходящий с одного конца в копьеобразную законцовку, состоящую из расширяющейся (утолщенной) и сужающейся (заостренной) частей, расширяющаяся (утолщенная) часть примыкает к цилиндрической части крепежного элемента. Крепежный элемент имеет переход от расширяющейся (утолщенной) части на сужающуюся часть копьеобразной законцовки, оформленный радиусом. Внутренние углы между пластиной расширяющейся части копьеобразной законцовки и ее утолщенными краями выполнены на основе радиусного перехода.
Предлагаемый крепежный элемент при его вырыве из тела детали позволяет: минимизировать сползание полимерного композиционного материала вдоль поверхности утолщенной части копьеобразной законцовки; уменьшить нерегулярную зону композиционного материала с преобладанием синтетической смолы в местах перехода пластины законцовки в утолщенную часть; уменьшить вероятность нарушения целостности волокон основы композиционного материала и возникновения микротрещин в матрице при вибрационных нагрузках; упростить технологию изготовления крепежного элемента.
Description
Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для соединения деталей из слоистых (ламинатных) полимерных композиционных материалов (на основе стеклотканей и матриц из синтетических смол) с металлическими частями конструкций, без нарушения целостности волокон основы композиционного материала.
Известен крепежный, элемент для соединения деталей из слоистых полимерных композиционных материалов на основе стеклотканей и матриц из синтетических смол с металлическими частями конструкции [1], который выполнен в виде металлического цилиндрического штифта (иглы). Недостатком данного технического решения является сползание полимерного композиционного материала с крепежного элемента при его вырыве из тела детали. Прочность такого соединения недостаточно высока и определяется в основном адгезионной составляющей.
Известны крепежные элементы для соединения деталей из слоистых полимерных композиционных материалов на основе стеклотканей и матриц из синтетических смол с металлическими частями конструкции [2], которые выполнены в виде металлических стержней с различными наконечниками: игольчатым, треугольным пластинчатым и лопатообразным пластинчатым. Недостатками данных технических решений являются: сползание полимерного композиционного материала с крепежного элемента при его вырыве из тела детали; наличие резьбы на стержне; расслоение композиционного материала при вырыве крепежного элемента. Прочность такого соединения недостаточно высока и определяется в основном адгезионной составляющей. На металлическом стержне крепежных элементов нарезана резьба (для крепления в гнездах металлических пластин), что увеличивает трудоемкость изготовления крепежного элемента.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому эффекту является крепежный элемент для соединения деталей из слоистых полимерных композиционных материалов на основе стеклотканей и матриц из синтетических смол с металлическими частями конструкции [3], который выполнен в виде цилиндрического штифта с наконечником лопатообразной формы с утолщенными плечиками. Недостатками данного технического решения являются: образование значительной нерегулярной зоны композиционного материала с преобладанием синтетической смолы в местах внутреннего перехода от пластины к утолщенным краям расширяющейся части законцовки; наличие острых углов при переходе от расширяющейся (утолщенной) части на сужающуюся часть лопатообразной законцовки, являющихся концентраторами напряжений, что вызывает зарождение микротрещин в матрице и нарушение волокон основы композиционного материала, снижает прочность соединения, усложняет технологию изготовления крепежного элемента.
Задача полезной модели - повышение прочности соединения и упрощение технологии изготовления крепежного элемента.
Поставленная задача достигается тем, что: переход от расширяющейся (утолщенной) части на сужающуюся часть копьеобразной законцовки оформлен радиусом; внутренние углы между пластиной расширяющейся части копьеобразной законцовки и ее утолщенными краями выполнены на основе радиусного перехода; остальная часть крепежного элемента выполнена в виде цилиндрического штифта.
На фиг. 1 изображен крепежный элемент;
На фиг. 2 изображено сечение А-А фиг. 1.
На фиг. 3 изображено сечение Б-Б фиг. 1.
Крепежный элемент для соединения деталей из слоистых полимерных композиционных материалов на основе стеклотканей и матриц из синтетических смол с металлическими частями конструкции представляет собой цилиндрический штифт, переходящий с одного конца в копьеобразную законцовку, состоящую из расширяющейся (утолщенной) и сужающейся (заостренной) частей, расширяющаяся (утолщенная) часть примыкает к цилиндрической части крепежного элемента. Переход от расширяющейся (утолщенной) части на сужающуюся часть копьеобразной законцовки оформлен радиусом R. Внутренние углы между пластиной расширяющейся части копьеобразной законцовки и ее утолщенными краями выполнены на основе радиусного перехода r.
Применение предложенного технического решения позволяет: уменьшить сползание полимерного композиционного материала при вырыве крепежного элемента за счет утолщенной части; уменьшить нерегулярную зону композиционного материала с преобладанием синтетической смолы в местах перехода пластины законцовки в расширяющуюся (утолщенную) часть; уменьшить вероятность нарушения целостности волокон основы композиционного материала и возникновения микротрещин в матрице при вибрационных нагрузках в местах перехода от расширяющейся (утолщенной) части на сужающуюся часть копьеобразной законцовки. Повышение прочности соединения достигается за счет увеличения площади контакта тела крепежного элементам композиционным материалом в зоне утолщенной части копьеобразной законцовки и определяется не только адгезионной составляющей, но и податливостью композиционного материала. Трудоемкость изготовления уменьшается за счет исключения операций, связанных с нарезанием резьбы на цилиндрической части крепежного элемента.
Применение предложенного технического решения позволяет упростить технологию изготовления крепежного элемента.
Техническим результатом данного решения является уменьшение вероятности нарушения целостности волокон основы композиционного материала и возникновения микротрещин в матрице при вибрационных нагрузках в местах перехода от расширяющейся части на сужающуюся часть копьеобразной законцовки.
Источники информации
1. В2 8455074 US. Metal/composite joint with selective interlaminar reinforcement / Steven P. Wanthal / The Boeing Company. №019910/12. Filed. 25.01.2008.
2. Астахов, M.B. Экспериментальное исследование прочности соединений «сталь-композит» / М.В. Астахов, Т.В. Таганцев // Труды МГТУ «Математическое моделирование сложных технических систем». - М,: Изд - во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. - №593. - С. 125-130
3. Сорокина, И.И. Исследование влияния формы крепежного элемента на прочность соединения «металл-композит» [Электронный ресурс] / И.И. Сорокина, М.В. Астахов // Наука и образование: электронное научно-техническое Издание. - 2012. - №02. URL: http://techhomag.edu.ru/doc/308514.html. (дата обращения 30 сентября 2014).
Claims (2)
1. Крепежный элемент для соединения деталей из слоистых полимерных композиционных материалов на основе стеклотканей и матриц из синтетических смол с металлическими частями конструкции, характеризующийся тем, что выполнен в виде цилиндрического штифта, переходящего с одного конца в копьеобразную законцовку, для соединения слоистых полимерных композиционных материалов на основе стеклотканей и матриц из синтетических смол с металлическими частями конструкций, без нарушения целостности волокон основы композита, отличающийся тем, что переход от расширяющейся части на сужающуюся часть копьеобразной законцовки оформлен радиусом.
2. Крепежный элемент для соединения деталей из слоистых полимерных композиционных материалов на основе стеклотканей и матриц из синтетических смол с металлическими частями конструкции по п. 1, отличающийся тем, что внутренние углы между пластиной расширяющейся части копьеобразной законцовки и ее утолщенными краями выполнены на основе радиусного перехода.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017116511U RU182601U1 (ru) | 2017-05-11 | 2017-05-11 | Крепежный элемент для соединения деталей из слоистых полимерных композиционных материалов на основе стеклотканей и матриц из синтетических смол с металлическими частями конструкции |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017116511U RU182601U1 (ru) | 2017-05-11 | 2017-05-11 | Крепежный элемент для соединения деталей из слоистых полимерных композиционных материалов на основе стеклотканей и матриц из синтетических смол с металлическими частями конструкции |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU182601U1 true RU182601U1 (ru) | 2018-08-23 |
Family
ID=63255509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017116511U RU182601U1 (ru) | 2017-05-11 | 2017-05-11 | Крепежный элемент для соединения деталей из слоистых полимерных композиционных материалов на основе стеклотканей и матриц из синтетических смол с металлическими частями конструкции |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU182601U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE7226710U (de) * | 1973-08-16 | Voith Getriebe Kg | Bolzen mit Kopf und Schaft zum Be festigen von Blechen | |
| GB1465896A (en) * | 1974-03-25 | 1977-03-02 | Canada Steel Co | Fastener securing a metal joist layer and a panel layer together |
| US20020187018A1 (en) * | 2001-04-23 | 2002-12-12 | Horst-Detlef Gassmann | Nail-shaped fastening element |
| RU2433317C2 (ru) * | 2006-01-17 | 2011-11-10 | Бёлльхофф Фербиндунгстехник Гмбх | Способ создания гвоздевого соединения (варианты) и гвоздь, предназначенный для создания гвоздевого соединения |
-
2017
- 2017-05-11 RU RU2017116511U patent/RU182601U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE7226710U (de) * | 1973-08-16 | Voith Getriebe Kg | Bolzen mit Kopf und Schaft zum Be festigen von Blechen | |
| GB1465896A (en) * | 1974-03-25 | 1977-03-02 | Canada Steel Co | Fastener securing a metal joist layer and a panel layer together |
| US20020187018A1 (en) * | 2001-04-23 | 2002-12-12 | Horst-Detlef Gassmann | Nail-shaped fastening element |
| RU2433317C2 (ru) * | 2006-01-17 | 2011-11-10 | Бёлльхофф Фербиндунгстехник Гмбх | Способ создания гвоздевого соединения (варианты) и гвоздь, предназначенный для создания гвоздевого соединения |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Сорокина И.И. Исследование влияния формы крепежного элемента на прочность соединения "металл-композит" [Электронный ресурс] / И.И. Сорокина, М.В. Астахов // Наука и образование: электронное научно-техническое издание. - 2012. -. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4206895A (en) | Loop-tension joint | |
| CN103987510B (zh) | 构件的连接方法和连接构造 | |
| JP5462355B2 (ja) | 複合材構造体 | |
| EP2602097A2 (en) | Fiber composite component assembly having at least two plate-shaped composite structures and processes for preparing same | |
| DE102016115121A1 (de) | Verfahren für das Zusammenfügen einer Vielzahl von Komponenten und einer Anordnung davon | |
| US20150003899A1 (en) | Component Connection | |
| EP1223032A3 (de) | Plattenförmiges Leichtbauteil | |
| DE102010042128A1 (de) | Strukturbauteil, Luft- oder Raumfahrzeug sowie Verfahren | |
| DE102013109995B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus einem Faserverbundwerkstoff mit einem Loch | |
| US20160229117A1 (en) | A component with a fastening region for a threaded connection, together with a moulded part and a fastening part | |
| FR2936218B1 (fr) | Structure primaire pour aeronef en materiau composite a tenue au crash amelioree et element structural absorbeur d'energie associe. | |
| JP2020100391A (ja) | 航空機の翼向けのシヤタイ | |
| RU182601U1 (ru) | Крепежный элемент для соединения деталей из слоистых полимерных композиционных материалов на основе стеклотканей и матриц из синтетических смол с металлическими частями конструкции | |
| CN103085363A (zh) | 杆件与面板新型连接的复合材料点阵结构及其制备方法 | |
| EP3326787B1 (de) | Verbindungselement für metallischen werkstoff und faserverstärkten werkstoff | |
| US10717216B2 (en) | Insert designed to be fitted on a support and fixing assembly including one such insert | |
| Kroll et al. | Strength of self-piercing riveted joints for CFRP/aluminium sheets | |
| DE102014001128A1 (de) | Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils mit einem aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellten zweiten Bauteil | |
| CN104724277A (zh) | 轻型飞机复合材料薄蒙皮整体快速连接结构及其制作方法 | |
| EP3887129B1 (de) | Verfahren zum verbinden von thermoplastischen verbundwerkstoffteilen 2 | |
| KR101457469B1 (ko) | 복합 소재와 금속재의 접합 유닛 | |
| CN103633412B (zh) | 一种径向肋天线的肋板尾端与桅杆的连接方法 | |
| JP2017114016A (ja) | 締結具締結方法 | |
| RU2571645C2 (ru) | Технология склейки /варианты/ | |
| US9162419B2 (en) | Composite staple |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180919 |