RU194220U1 - HOLLOW ROD FROM COMPOSITE MATERIAL OF THE TORQUE DESIGN - Google Patents
HOLLOW ROD FROM COMPOSITE MATERIAL OF THE TORQUE DESIGN Download PDFInfo
- Publication number
- RU194220U1 RU194220U1 RU2019122360U RU2019122360U RU194220U1 RU 194220 U1 RU194220 U1 RU 194220U1 RU 2019122360 U RU2019122360 U RU 2019122360U RU 2019122360 U RU2019122360 U RU 2019122360U RU 194220 U1 RU194220 U1 RU 194220U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- tubular elements
- hollow rod
- composite material
- hollow
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000009941 weaving Methods 0.000 abstract description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 abstract description 2
- 238000001802 infusion Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 abstract 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B1/00—Layered products having a non-planar shape
- B32B1/08—Tubular products
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к стержневым и, в частности, ферменным конструкциям с высоким массовым совершенством для применения в строительстве, космических аппаратах и транспортных средствах.Полый стержень из композиционного материала ферменной конструкции включает трубу 1 и расположенные внутри трубчатые элементы 2. Труба 1 и трубчатые элементы 2 объединены боковыми поверхностями и образуют конструкцию интегрального типа (монолитную). Труба и трубчатые элементы выполнены из композиционных материалов (угле- и стеклопластика) с би- и триаксиальной схемой армирования. Преформы трубы 1 и трубчатых элементов 2 с би- и триаксиальным армированием изготавливаются методом радиального плетения на оправках соответствующей формы, а сухая преформа пропитывается связующим методом инфузии.Внешняя труба 1 имеет существенно большую толщину, чем внутренние трубчатые элементы 2. Она воспринимает основную нагрузку, работая в составе фермы. Тонкостенные трубчатые элементы 2 подкрепляют трубу 1, увеличивая сопротивление местной потере устойчивости и тем самым повышая массовую эффективность полых стержней в составе фермы.Би- и триаксиальная структура армирования позволяет осуществить укладку волокон с различным углом наклона к оси полого стержня. Это дает возможность оптимизировать композит по параметрам механических характеристик или термостабильности.Таким образом, повышению несущей способности и массовой эффективности способствует то, что труба и трубчатые элементы, образующие полый стержень, имеют интегральную конструкцию. 1 ил.The utility model relates to rod and, in particular, truss structures with high mass excellence for use in construction, spacecraft and vehicles. A hollow rod made of composite truss structure includes a pipe 1 and tubular elements located inside 2. Pipe 1 and tubular elements 2 united by side surfaces and form an integral type construction (monolithic). The pipe and tubular elements are made of composite materials (carbon and fiberglass) with a bi- and triaxial reinforcement scheme. The preforms of pipe 1 and tubular elements 2 with bi- and triaxial reinforcement are made by radial weaving on mandrels of the corresponding shape, and the dry preform is impregnated with a binder method of infusion. The outer pipe 1 has a significantly greater thickness than the inner tubular elements 2. It takes up the main load while working as part of a farm. Thin-walled tubular elements 2 reinforce pipe 1, increasing resistance to local buckling and thereby increasing the mass efficiency of hollow rods in the truss structure. The bi- and triaxial reinforcement structure allows laying fibers with different angles of inclination to the axis of the hollow rod. This makes it possible to optimize the composite according to the parameters of mechanical characteristics or thermal stability. Thus, the increase in the bearing capacity and mass efficiency is facilitated by the fact that the pipe and tubular elements forming a hollow rod have an integral structure. 1 ill.
Description
Полезная модель относится к стержневым и, в частности, ферменным конструкциям с высоким массовым совершенством для применения в строительстве, космических аппаратах и транспортных средствах.The utility model relates to rod and, in particular, truss structures with high mass excellence for use in construction, spacecraft and vehicles.
Известны полые стержни в виде труб из композитов со стенкой трехслойной конструкции с легким заполнителем, например, сотовым [Технология сборки и испытаний космических аппаратов: Учебник для высших технических учебных заведений / И.Т. Беляков, И.А. Зернов, Е.Г. Антонов и др.; Под общ. ред. И.Т. Белякова и И.А. Зернова. - М.: Машиностроение, 1990. - 352 с.]. Недостатком является невозможность изготовления полого стержня-трубы при малом его диаметре, т.к. соты не укладываются на поверхность малого радиуса.Known hollow rods in the form of pipes made of composites with a wall of a three-layer structure with a light filler, for example, cellular [Technology for assembly and testing of spacecraft: Textbook for higher technical educational institutions / I.T. Belyakov, I.A. Zernov, E.G. Antonov et al .; Under the total. ed. I.T. Belyakova and I.A. Grain. - M.: Mechanical Engineering, 1990. - 352 p.]. The disadvantage is the impossibility of manufacturing a hollow rod-pipe with a small diameter, because cells do not stack on a surface of small radius.
Известны полые стержни сетчатой конструкции из композитов типа isotruss, изготовленные методом плетения [Isotruss Industries: http://www.isotruss.com; патент RU 156084 U1 «Каркас для панелей солнечных батарей», авторы Белоглазов А.П., Кузоро В.И., Асочаков С.Г., Сорокин В.Н. и др., заявл. 15.05.2015, опубл. 27.10.2015, бюл. №30].Known hollow rods of a mesh structure from isotruss composites made by weaving [Isotruss Industries: http://www.isotruss.com; patent RU 156084 U1 "Frame for solar panels", authors Beloglazov AP, Kuzoro VI, Asochakov SG, Sorokin V.N. et al. 05/15/2015, publ. 10/27/2015, bull. No. 30].
Недостатком является малое сопротивление потере устойчивости при работе на продольное сжатие, а также низкая надежность в работе ввиду уязвимости работы тонких стержней при случайном локальном нагружении.The disadvantage is the low resistance to buckling during longitudinal compression, as well as low reliability due to the vulnerability of thin rods under random local loading.
Известны полые стержни в виде трубы из композитов с би или триаксиальной схемой армирования для ферменных конструкций космических аппаратов [Патент RU 183461 U1 «Биаксиальная сетчатая конструкция из композиционного материала», авторы Самипур С.А., Батраков В.В., Халиулин В.И., заявл. 25.06.2018, опубл. 24.09.2018 бюл. 27; патент RU 183464 «Триаксиальная сетчатая конструкция из композиционного материала», авторы Самипур С.А., Батраков В.В., Халиулин В.И., заявл. 25.06.2018, опубл. 24.09.2018, бюл. 27].Known hollow rods in the form of a pipe made of composites with a bi or triaxial reinforcement scheme for truss structures of spacecraft [Patent RU 183461 U1 "Biaxial mesh structure of composite material", authors Samipur SA, Batrakov VV, Haliulin V.I. ., declared. 06/25/2018, publ. 09/24/2018 bull. 27; patent RU 183464 "Triaxial mesh construction of composite material", authors Samipur SA, Batrakov VV, Haliulin V.I., decl. 06/25/2018, publ. 09/24/2018, bull. 27].
Недостатком является низкое сопротивление местной потере устойчивости трубы при работе на продольное сжатие или изгиб.The disadvantage is the low resistance to local loss of pipe stability during longitudinal compression or bending.
Данная конструкция принята за прототип.This design is taken as a prototype.
Проблемой при создании авиационной и космической техники является необходимость использования конструкций с высоким массовым совершенством и одновременно устойчивых к воздействию.The problem in the creation of aviation and space technology is the need to use structures with high mass excellence and at the same time resistant to impact.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении удельной прочности с одновременным повышением массового совершенства полого стержня из композиционного материала за счет повышения сопротивления местной потере устойчивости конструкции.The technical result, which is achieved by the claimed utility model, is to increase the specific strength while increasing the mass excellence of a hollow core made of composite material by increasing the local resistance to loss of structural stability.
Технический результат достигается тем, что в полом стержне из композиционного материала ферменной конструкции, включающем трубу из композиционного материала с би- или триаксиальной структурой армирования, новым является то, внутри трубы расположены полые элементы, объединенные между собой и с внутренней поверхностью трубы боковыми поверхностями с образованием интегральной (монолитной) конструкции.The technical result is achieved by the fact that in a hollow rod made of composite truss material, including a pipe made of composite material with a bi- or triaxial reinforcement structure, it is new that hollow elements are located inside the pipe, which are interconnected with each other and with the pipe’s inner surface by side surfaces to form integral (monolithic) design.
Сущность полезной модели показана на Фиг. 1, где Фиг. 1, а - полый стержень, включающий трубу из композиционного материала и трубчатые элементы; Фиг. 1, б и Фиг. 1, в - биаксиальная и триаксиальная структуры армирования композиционного материала; Фиг. 1, г - возможные варианты полых стержней с различным заполнением трубчатых элементов.The essence of the utility model is shown in FIG. 1, where FIG. 1, a - a hollow rod, including a pipe made of composite material and tubular elements; FIG. 1b and FIG. 1, c - biaxial and triaxial structures for reinforcing composite material; FIG. 1, d - possible options for hollow rods with different filling of tubular elements.
Здесь: 1 - труба из композиционного материала с би- или триаксиальной структурой армирования; 2 - трубчатые элементы из композиционного материала.Here: 1 - a pipe made of composite material with a bi- or triaxial reinforcement structure; 2 - tubular elements made of composite material.
Полый стержень из композиционного материала ферменной конструкции (Фиг. 1а) включает трубу 1 и расположенные внутри трубчатые элементы 2. Труба 1 и трубчатые элементы 2 объединены боковыми поверхностями и образуют конструкцию интегрального типа (монолитную), т.е. клеевые или какие-либо другие соединения между структурными элементами отсутствуют. Труба и трубчатые элементы выполнены из композиционных материалов (угле- или стеклопластика) с би- или триаксиальной схемой армирования (Фиг. 1б, в). Внешняя труба 1 имеет существенно большую толщину, чем внутренние трубчатые элементы 2. Она воспринимает основную нагрузку, работая в составе фермы. Тонкостенные трубчатые элементы 2 подкрепляют трубу 1, предотвращая местную потерю устойчивости.The hollow rod of the truss composite material (Fig. 1a) includes a pipe 1 and
Конструктивные решения труб и трубчатых элементов могут быть разнообразными. На Фиг. 1г показаны некоторые варианты.Structural solutions of pipes and tubular elements can be varied. In FIG. 1g shows some options.
Труба 1 и трубчатые элементы 2 с би- или триаксиальным армированием изготавливаются методом радиального плетения на оправках с соответствующей формой сечения: вначале изготавливаются сухие преформы трубчатых элементов 2, каждая по отдельности, затем они объединяются в блок, соответствующий по форме внутреннему сечению трубы 1. Затем блок из сухих преформ трубчатых элементов 2 оплетается в несколько слоев, образуя преформу трубы 1. Полученная таким образом армирующая сухая преформа пропитывается связующим методом инфузии. Результатом является полый стержень интегральной конструкции из композиционного материала.Pipe 1 and
Би- и триаксиальная структура армирования позволяет осуществить укладку волокон с различным углом наклона к оси полого стержня. Это дает возможность оптимизировать композит по параметрам механических характеристик или термостабильности.The bi- and triaxial reinforcement structure allows laying fibers with different angles of inclination to the axis of the hollow core. This makes it possible to optimize the composite according to the parameters of mechanical characteristics or thermal stability.
Таким образом, повышению несущей способности и массовой эффективности способствует то, что труба и трубчатые элементы, образующие полый стержень, имеют интегральную конструкцию.Thus, the increase in the bearing capacity and mass efficiency is facilitated by the fact that the pipe and the tubular elements forming the hollow rod have an integral structure.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019122360U RU194220U1 (en) | 2019-07-12 | 2019-07-12 | HOLLOW ROD FROM COMPOSITE MATERIAL OF THE TORQUE DESIGN |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019122360U RU194220U1 (en) | 2019-07-12 | 2019-07-12 | HOLLOW ROD FROM COMPOSITE MATERIAL OF THE TORQUE DESIGN |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU194220U1 true RU194220U1 (en) | 2019-12-03 |
Family
ID=68834448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019122360U RU194220U1 (en) | 2019-07-12 | 2019-07-12 | HOLLOW ROD FROM COMPOSITE MATERIAL OF THE TORQUE DESIGN |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU194220U1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2256840C2 (en) * | 2000-04-13 | 2005-07-20 | Герхард РОЗЕНБЕРГ | Extruded connecting pipe |
| RU2392122C1 (en) * | 2008-11-05 | 2010-06-20 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения | Net-like rotational shell out of composite materials |
| RU2615705C2 (en) * | 2011-12-14 | 2017-04-10 | Зе Боинг Компани | Composite column structure with glued handling fixture and method of production |
| RU183464U1 (en) * | 2018-06-25 | 2018-09-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | TRIAXIAL NET DESIGN FROM COMPOSITE MATERIAL |
-
2019
- 2019-07-12 RU RU2019122360U patent/RU194220U1/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2256840C2 (en) * | 2000-04-13 | 2005-07-20 | Герхард РОЗЕНБЕРГ | Extruded connecting pipe |
| RU2392122C1 (en) * | 2008-11-05 | 2010-06-20 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения | Net-like rotational shell out of composite materials |
| RU2615705C2 (en) * | 2011-12-14 | 2017-04-10 | Зе Боинг Компани | Composite column structure with glued handling fixture and method of production |
| RU183464U1 (en) * | 2018-06-25 | 2018-09-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | TRIAXIAL NET DESIGN FROM COMPOSITE MATERIAL |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ma et al. | Elastic buckling of bionic cylindrical shells based on bamboo | |
| US6155450A (en) | Composite shell shaped as a body of revolution | |
| US20100323181A1 (en) | Rigid carbon fiber cores for sandwich composite structures | |
| Qi et al. | Experimental investigation of composite pyramidal truss core sandwich panels with lightweight inserts | |
| CN102884309B (en) | The airfoil body strengthened | |
| US20120135180A1 (en) | Structural component and method for producing a structural component | |
| CN103913099B (en) | Integral hollow composite material launching box cover | |
| CN113833792B (en) | Star-triangle negative Poisson ratio structure capable of self-adjusting thickness gradient | |
| RU196827U1 (en) | POWER STRUCTURE OF SPACE VEHICLE HOUSING | |
| RU194220U1 (en) | HOLLOW ROD FROM COMPOSITE MATERIAL OF THE TORQUE DESIGN | |
| CN105333296A (en) | Negative poisson ratio honeycomb structure based on bistable composite material expandable cylindrical shell | |
| Neje et al. | Comparative analysis of mechanical behavior of 3D woven spacer sandwich composites with single and double level structures | |
| Darooka et al. | Advanced space structure concepts and their development | |
| CN103243711A (en) | Composite pipe pile with inner ribs | |
| RU183461U1 (en) | BIAXIAL NET DESIGN FROM COMPOSITE MATERIAL | |
| ECSP23064490A (en) | INTEGRAL MULTIAXIAL GEOMETRIC WITH CELLULAR STRUCTURE IN LAYERS, AND METHODS OF MANUFACTURING AND USE OF THIS | |
| CN104234948A (en) | Wind tower structure composed of composite columns and bracings, and wind tower construction method using the same | |
| RU2434748C2 (en) | Tubular shell from composite material | |
| US20160177920A1 (en) | Blade for a Wind Turbine and Wind Turbine Comprising Said Blade | |
| CN106049952A (en) | Buckling control support with bidirectional pyramid-shaped energy dissipation units at ends | |
| CN105507133A (en) | Buckling restrained brace of steel pipe filling concrete type flat plate core material with holes | |
| RU183464U1 (en) | TRIAXIAL NET DESIGN FROM COMPOSITE MATERIAL | |
| RU2641867C2 (en) | Method of manufacture of composite structural element, composite structural element and wind-driven power plant | |
| RU89070U1 (en) | BEAM FLOOR BEAM FROM POLYMERIC COMPOSITION MATERIALS WITH SPIRAL RIBS IN THE FORM OF ANTI-OTHER SWISS | |
| CN211285955U (en) | Steel tube fabric reinforced concrete member |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC91 | Official registration of the transfer of exclusive right (utility model) |
Effective date: 20210210 |
|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20210713 |
|
| NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20220310 |