RU2288842C2 - Method of manufacture of the volumetric structure made out of the composite materials and the volumetric structure produced by this method - Google Patents

Method of manufacture of the volumetric structure made out of the composite materials and the volumetric structure produced by this method Download PDF

Info

Publication number
RU2288842C2
RU2288842C2 RU2004126628/11A RU2004126628A RU2288842C2 RU 2288842 C2 RU2288842 C2 RU 2288842C2 RU 2004126628/11 A RU2004126628/11 A RU 2004126628/11A RU 2004126628 A RU2004126628 A RU 2004126628A RU 2288842 C2 RU2288842 C2 RU 2288842C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
longitudinal tubular
tubular elements
assembly
volumetric
manufacture
Prior art date
Application number
RU2004126628/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004126628A (en
Inventor
Александр Викторович Евдокимов (RU)
Александр Викторович Евдокимов
Original Assignee
Александр Викторович Евдокимов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Викторович Евдокимов filed Critical Александр Викторович Евдокимов
Priority to RU2004126628/11A priority Critical patent/RU2288842C2/en
Publication of RU2004126628A publication Critical patent/RU2004126628A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2288842C2 publication Critical patent/RU2288842C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: building industry; methods of manufacture of the volumetric structures made out of the composite materials and the volumetric structures produced by these methods.
SUBSTANCE: the invention is pertaining to the field of manufacture of the volumetric structures made out of the composite materials. The method of manufacture of the volumetric structure is characterized by manufacture of the longitudinal tubular components by the method of coiling, connection of the longitudinal tubular components among themselves in the assemblage, forming of the outer sheathing, curing of the assemblage of the longitudinal tubular components and the outer sheathing. Preliminary manufacture the longitudinal tubular components, bridge them among themselves in the assemblage. Forming of the sheathing, connection of the assemblage of the longitudinal tubular components and the sheathing is conducted simultaneously. Curing of the sheathing is conducted simultaneously with the curing of the assemblage of the longitudinal tubular components. The volumetric structure contains the longitudinal tubular components connected with one another in the assemblage, and the outer sheathing. The outer sheathing is made in the form of a pipe enveloping the assemblage of the longitudinal tubular components and connected to the indicated assemblage along the surface of touching. The technical result of the invention is improvement of the operational characteristics of the volumetric structure.
EFFECT: the invention ensures improvement of the operational characteristics of the volumetric structure.
6 cl, 6 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области изготовления объемных конструкций из композитных материалов, таких как крыло и элементы оперения летательных аппаратов. Другой областью применения описываемого ниже технического решения могут быть строительные элементы сооружений, ангаров, промышленных зданий, а также пролетные конструкции мостов, понтоны.The present invention relates to the field of manufacturing volumetric structures made of composite materials, such as a wing and feathering elements of aircraft. Another area of application of the technical solution described below can be building elements of structures, hangars, industrial buildings, as well as span structures of bridges, pontoons.

Известна технология изготовления элементов конструкций самолетов из композитных материалов (см. Г.И.Житомирский, Конструкция самолетов. М., Машиностроение, 1991, с.67).Known technology for the manufacture of structural elements of aircraft from composite materials (see G.I.Zhitomirsky, Aircraft Design. M., Mechanical Engineering, 1991, p.67).

Наиболее близок к предлагаемому способ изготовления аэродинамических поверхностей, которые также являются, по сути, объемными конструкциями, путем выполнения продольных трубчатых элементов методом намотки, соединения их между собой в сборку, отверждения сборки, формирования внешней обшивки и ее отверждения (см. патент США №4662587, НКМ 244/117 R, МКИ В 64 С 003/18, зарегистрированный 10 июня 1985).Closest to the proposed method for the manufacture of aerodynamic surfaces, which are also, in fact, volumetric structures, by performing longitudinal tubular elements by winding, connecting them to the assembly, curing the assembly, forming the outer skin and curing it (see US patent No. 4662587 , NKM 244/117 R, MKI B 64 C 003/18, registered June 10, 1985).

В этом известном способе внешняя обшивка состоит из двух раздельных элементов, присоединенных к поверхности трубчатых элементов через сотовый заполнитель и Т-образные силовые элементы, вставляемые между смежными трубчатыми элементами и обшивкой.In this known method, the outer skin consists of two separate elements attached to the surface of the tubular elements through a honeycomb core and T-shaped force elements inserted between adjacent tubular elements and the skin.

Недостатки этого известного способа заключаются в том, что технология изготовления объемной конструкции сложна за счет необходимости изготовления Т-образных силовых элементов и их установки и подгонки в процессе сборки объемной конструкции. Усложняет процесс ее изготовления также необходимость разметки обшивки, ее разрезания и подгонки частей обшивки при сборке.The disadvantages of this known method are that the manufacturing technology of the three-dimensional structure is complicated due to the need to manufacture T-shaped power elements and their installation and fitting during the assembly of the three-dimensional structure. Complicating the process of its manufacture is also the need for marking the casing, its cutting and fitting parts of the casing during assembly.

Кроме того, объемная конструкция, получаемая известным способом, имеет низкие эксплуатационные характеристики. Продольные трубчатые элементы слабо связаны между собой. Они не образуют монолитной конструкции, т.к. обшивка не обеспечивает их стягивания и надежной фиксации.In addition, the three-dimensional structure obtained in a known manner, has low performance. Longitudinal tubular elements are weakly interconnected. They do not form a monolithic structure, because sheathing does not provide their constriction and reliable fixation.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационных характеристик путем повышения механической прочности и надежности за счет более надежной связи трубчатых элементов между собой и с обшивкой. Техническим результатом предлагаемого способа является также повышение технологичности за счет упрощения процесса изготовления объемной конструкции.The technical result of the invention is to increase operational characteristics by increasing mechanical strength and reliability due to a more reliable connection of the tubular elements with each other and with the skin. The technical result of the proposed method is also to increase manufacturability by simplifying the manufacturing process of the three-dimensional structure.

Для достижения указанного технического результата выполняют продольные трубчатые элементы методом намотки, соединяют продольные трубчатые элементы между собой в сборку, формируют внешнюю обшивку, отверждают сборку продольных трубчатых элементов и внешнюю обшивку. Причем предварительно выполняют продольные трубчатые элементы, соединяют их между собой в сборку, а формирование обшивки, соединение сборки продольных трубчатых элементов и обшивки производят одновременно. При этом отверждение обшивки производят одновременно с отверждением сборки продольных трубчатых элементов.To achieve the technical result, longitudinal tubular elements are wound, the longitudinal tubular elements are connected to each other in an assembly, the outer skin is formed, and the longitudinal tubular member assembly and the outer skin are cured. Moreover, longitudinal tubular elements are preliminarily performed, they are interconnected into an assembly, and the skin formation, the assembly of the longitudinal tubular elements assembly and the skin are connected simultaneously. In this case, curing of the casing is carried out simultaneously with the curing of the assembly of the longitudinal tubular elements.

Предлагаемый способ иллюстрируется фигурами:The proposed method is illustrated by the figures:

Фиг.1 - сечение объемной конструкции, изготовленной по известному способу.Figure 1 - cross section of a three-dimensional structure made by a known method.

Фиг.2 - сечение объемной конструкции, изготовленной предлагаемым способом, без легкого заполнителя.Figure 2 - cross section of a three-dimensional structure made by the proposed method, without lightweight aggregate.

Фиг.3 - сечение объемной конструкции, изготовленной предлагаемым способом, с легким заполнителем между смежными стенками соседних продольных трубчатых элементов.Figure 3 is a cross section of a three-dimensional structure made by the proposed method, with a light filler between adjacent walls of adjacent longitudinal tubular elements.

Фиг.4 - сечение объемной конструкции, изготовленной предлагаемым способом, с легким заполнителем между смежными стенками соседних продольных трубчатых элементов и между внешней обшивкой в области кромки сборки продольных трубчатых элементов и стенкой продольного трубчатого элемента.Figure 4 is a cross section of a three-dimensional structure made by the proposed method, with a light filler between adjacent walls of adjacent longitudinal tubular elements and between the outer skin in the region of the assembly edge of the longitudinal tubular elements and the wall of the longitudinal tubular element.

Фиг.5 - сечение объемной конструкции, изготовленной предлагаемым способом, в которой внешняя обшивка выполнена трехслойной, причем один из слоев выполнен в виде легкого заполнителя между наружным и внутренним слоями обшивки на участке вне кромок сборки продольных трубчатых элементов.Figure 5 is a cross section of a three-dimensional structure made by the proposed method, in which the outer skin is three-layer, and one of the layers is made in the form of a light filler between the outer and inner layers of the skin in a section outside the edges of the assembly of longitudinal tubular elements.

Фиг.6 - сечение объемной конструкции, изготовленной предлагаемым способом, в которой легкий заполнитель помещен между внешней обшивкой в области кромки сборки продольных трубчатых элементов и стенкой продольного трубчатого элемента, между смежными стенками соседних продольных трубчатых элементов, а также между наружным и внутренним слоями трехслойной обшивки на участке вне кромок сборки продольных трубчатых элементов и соединенный с ними.6 is a cross section of a three-dimensional structure made by the proposed method, in which a lightweight aggregate is placed between the outer skin in the region of the assembly edge of the longitudinal tubular elements and the wall of the longitudinal tubular element, between adjacent walls of adjacent longitudinal tubular elements, as well as between the outer and inner layers of the three-layer skin on the site outside the assembly edges of the longitudinal tubular elements and connected with them.

На всех фигурах:In all figures:

1 - продольный трубчатый элемент1 - longitudinal tubular element

2 - внешняя обшивка2 - outer skin

3 - легкий заполнитель3 - lightweight placeholder

4 - наружный слой внешней обшивки4 - the outer layer of the outer skin

5 - внутренний слой внешней обшивки5 - inner layer of the outer skin

6 - Т-образный силовой элемент6 - T-shaped power element

Конкретный пример осуществления способа производится в следующей последовательности операций, см. фиг.2. Предварительно выполняют продольные трубчатые элементы 1 путем намотки углеродной нити с перекрещиванием нитей в разных слоях под углом 45 градусов. Наматывают нить на сборную оправку с одновременной пропиткой наматываемой нити полиэфирной смолой. После этого продольные трубчатые элементы с оправками внутри соединяют между собой в сборку путем фиксации относительно друг друга выступающих концов оправок. Поверх полученной сборки производят намотку нити, формируя внешнюю обшивку 2. Отформованную таким образом заготовку объемной конструкции помещают в автоклав и выдерживают необходимое время при температуре отверждения смолы. Процесс отверждения внешней обшивки 2 и продольных трубчатых элементов 1 происходит таким образом одновременно. После этого из продольных трубчатых элементов 1 удаляют, например, путем последовательного вытягивания составных частей оправки и используют по назначению.A specific example of the method is carried out in the following sequence of operations, see figure 2. Preliminarily perform the longitudinal tubular elements 1 by winding a carbon thread with the crossing of the threads in different layers at an angle of 45 degrees. The thread is wound on a prefabricated mandrel with the simultaneous impregnation of the wound thread with polyester resin. After that, the longitudinal tubular elements with mandrels inside are interconnected into the assembly by fixing the protruding ends of the mandrels relative to each other. On top of the resulting assembly, the yarn is wound, forming the outer casing 2. The preform of the three-dimensional structure thus formed is placed in an autoclave and the required time is maintained at the temperature of the resin curing. The curing process of the outer skin 2 and the longitudinal tubular elements 1 occurs in this way simultaneously. After that, the longitudinal tubular elements 1 are removed, for example, by sequentially pulling the components of the mandrel and used as intended.

При изготовлении объемной конструкции, имеющей легкий заполнитель между смежными стенками соседних продольных трубчатых элементов 3 (см. фиг.3), при соединении продольных трубчатых элементов 1 заполнитель 3 помещают в зазоры между смежными стенками соседних продольных трубчатых элементов и при необходимости на поверхности передней и задней кромок сборки продольных трубчатых элементов. В качестве легкого заполнителя могут быть использованы любой вспененный материал, сотовый заполнитель, гофрированный заполнитель, сотовый или гофрированный заполнитель, пустоты которого заполнены любым вспененным материалом и т.д.In the manufacture of a three-dimensional structure having lightweight aggregate between adjacent walls of adjacent longitudinal tubular elements 3 (see FIG. 3), when connecting longitudinal tubular elements 1, aggregate 3 is placed in the gaps between adjacent walls of adjacent longitudinal tubular elements and, if necessary, on the front and rear surfaces assembly edges of longitudinal tubular elements. As a lightweight aggregate, any foam material, honeycomb core, corrugated core, honeycomb or corrugated core, the voids of which are filled with any foam, etc. can be used.

Предлагаемый способ может быть применен для изготовления объемной конструкции с внешней обшивкой трехслойной конструкции, в которой один из слоев образован легким заполнителем 3, расположенным между наружным слоем 4 и внутренним слоем 5 внешней обшивки (см. фиг.6). Такая объемная конструкция по сравнению с конструкцией, представленной на фиг.4, при той же массе обладает большей жесткостью.The proposed method can be applied for the manufacture of three-dimensional structures with the outer skin of a three-layer structure, in which one of the layers is formed by a lightweight aggregate 3 located between the outer layer 4 and the inner layer 5 of the outer skin (see Fig. 6). Such a three-dimensional structure in comparison with the structure shown in figure 4, with the same mass has greater rigidity.

Предлагаемый способ более прост, чем известные способы изготовления объемной конструкции из композитных материалов, и позволяет получить более надежную, прочную, устойчивую, легкую и простую объемную конструкцию, широко используемую в авиации.The proposed method is simpler than the known methods of manufacturing a volumetric structure from composite materials, and allows you to get a more reliable, durable, stable, lightweight and simple volumetric structure, widely used in aviation.

Объемная конструкция, изготавливаемая описанным ранее способом, по мнению автора, также может быть квалифицирована как изобретение. Известна объемная конструкция из композитных материалов, изготавливаемая с использованием описанных операций, содержащая продольные трубчатые элементы, соединенные друг с другом в сборку и внешнюю обшивку (см. указанный выше патент США №4662587 на стр.1 настоящего описания). В этой известной объемной конструкции, являющейся крылом самолета, внешняя обшивка выполнена из двух отдельных элементов, покрывающих продольные трубчатые элементы, связанные между собой при помощи Т-образных силовых элементов.The three-dimensional structure made by the method described above, according to the author, can also be qualified as an invention. Known volumetric design of composite materials, manufactured using the described operations, containing longitudinal tubular elements connected to each other in the assembly and the outer skin (see the above US patent No. 4662587 on page 1 of the present description). In this well-known three-dimensional structure, which is the wing of an airplane, the outer skin is made of two separate elements covering longitudinal tubular elements interconnected by T-shaped force elements.

Существенным недостатком известной объемной конструкции являются ее низкие эксплуатационные характеристики, обусловленные малой прочностью конструкции, в которой продольные трубчатые элементы, обуславливающие прочность всей конструкции, слабо связаны друг с другом, так как эта связь реализована, в основном, только в местах расположения Т-образных силовых элементов.A significant drawback of the known volumetric design is its low performance, due to the low strength of the structure, in which the longitudinal tubular elements, which determine the strength of the entire structure, are loosely coupled to each other, since this connection is implemented mainly only at the locations of T-shaped power elements.

Другим недостатком известной конструкции является сложная технология ее изготовления, при осуществлении которой внешнюю обшивку выполняют в виде трубы с последующим ее разрезанием, зачисткой и подгонкой мест разреза. Много материала при этом выбрасывается и остается неиспользованным. Кроме того, изготовление Т-образных силовых элементов и их установка при сборке значительно усложняют как саму объемную конструкцию, так и ее сборку.Another disadvantage of the known design is the complex technology of its manufacture, in the implementation of which the outer skin is made in the form of a pipe with its subsequent cutting, stripping and fitting of the cut points. A lot of material is thrown away and remains unused. In addition, the manufacture of T-shaped power elements and their installation during assembly greatly complicate both the volumetric structure itself and its assembly.

Объемная конструкция, описываемая ниже, предлагается для повышения ее эксплуатационных характеристик (повышение прочности, надежности и т.д.) и технологичности (простота изготовления).The three-dimensional structure described below is proposed to increase its operational characteristics (increasing strength, reliability, etc.) and manufacturability (ease of manufacture).

Для достижения указанного технического результата в объемную конструкцию из композитных материалов, содержащую продольные трубчатые элементы, соединенные друг с другом в сборку и внешнюю обшивку, введены следующие отличия: внешняя обшивка выполнена в виде трубы, облегающей сборку продольных трубчатых элементов и соединенной с ней по поверхности соприкосновения. Здесь под поверхностью соприкосновения понимается условная поверхность продольного трубчатого элемента и внешней обшивки, образующаяся в процессе изготовления этих деталей. При операции отверждения образуется единый монолитный материал и границу между соприкасающимися деталями можно провести условно.To achieve the specified technical result, the following differences are introduced into the three-dimensional composite composite structure containing longitudinal tubular elements connected to each other in the assembly and the outer skin: the outer shell is made in the form of a pipe that facilitates the assembly of the longitudinal tubular elements and connected to it along the contact surface . Here, the contact surface refers to the conditional surface of the longitudinal tubular element and the outer skin formed during the manufacturing of these parts. During the curing operation, a single monolithic material is formed and the boundary between the contacting parts can be conditionally drawn.

Как предпочтительный вариант расположения продольных трубчатых элементов является форма в один ряд. Это позволяет при дешевизне и простоте технологии изготовления обеспечить прочность, легкость и надежность объемной конструкции. Кроме того, такое расположение продольных трубчатых элементов предпочтительнее при изготовлении пространственно изогнутых объемных конструкций.As a preferred arrangement of the longitudinal tubular elements, the shape is in one row. This allows for the cheapness and simplicity of manufacturing technology to provide strength, lightness and reliability of the three-dimensional structure. In addition, this arrangement of longitudinal tubular elements is preferable in the manufacture of spatially curved volumetric structures.

Вариантом предлагаемой конструкции является объемная конструкция, в которой сборка продольных трубчатых элементов снабжена слоями легкого заполнителя, размещенными между смежными стенками соседних продольных трубчатых элементов, соединенными с поверхностью этих стенок.A variant of the proposed design is a volumetric design in which the assembly of the longitudinal tubular elements is provided with lightweight aggregate layers placed between adjacent walls of adjacent longitudinal tubular elements connected to the surface of these walls.

Вариантом предлагаемой конструкции является объемная конструкция, в которой сборка продольных трубчатых элементов снабжена слоями легкого заполнителя, размещенными на передней и задней кромках сборки продольных трубчатых элементов, соединенными с поверхностью этих кромок. Здесь под кромкой сборки продольных трубчатых элементов понимается поверхность стенки крайнего в ряду продольного трубчатого элемента, наиболее удаленной от центра сборки.A variant of the proposed design is a three-dimensional structure in which the assembly of longitudinal tubular elements is provided with lightweight aggregate layers located on the front and rear edges of the assembly of longitudinal tubular elements connected to the surface of these edges. Here, by the assembly edge of the longitudinal tubular elements, we mean the wall surface of the outermost tubular element in the row, which is farthest from the center of the assembly.

Вариантом предлагаемой конструкции является объемная конструкция, в которой внешняя обшивка выполнена трехслойной, причем один из слоев выполнен в виде легкого заполнителя между наружным и внутренним слоями обшивки на участке вне кромок сборки продольных трубчатых элементов.A variant of the proposed design is a three-dimensional structure in which the outer skin is three-layer, one of the layers being made as a lightweight filler between the outer and inner skin layers at a site outside the assembly edges of the longitudinal tubular elements.

Вариантом предлагаемой конструкции является объемная конструкция, в которой внешняя обшивка выполнена трехслойной на участках вне кромок сборки продольных трубчатых элементов. Причем один из слоев выполнен в виде легкого заполнителя, размещенного между наружным и внутренним слоями обшивки.A variant of the proposed design is a three-dimensional structure, in which the outer skin is three-layer in areas outside the assembly edges of the longitudinal tubular elements. Moreover, one of the layers is made in the form of a light filler placed between the outer and inner layers of the skin.

Предлагаемая объемная конструкция иллюстрируется фигурами с соответствующими позициями, перечисленными выше на стр.2 настоящего описания.The proposed volumetric design is illustrated by figures with the corresponding positions listed above on page 2 of the present description.

Объемная конструкция, указанная на фиг.2, имеет продольные трубчатые элементы 1, соединенные друг с другом в сборку, и внешнюю обшивку 2. Внешняя обшивка 2 выполнена в виде трубы, облегающей сборку продольных трубчатых элементов и соединенной с ней по поверхности соприкосновения.The three-dimensional structure shown in FIG. 2 has longitudinal tubular elements 1 connected to each other in an assembly and an outer skin 2. The outer skin 2 is made in the form of a pipe that facilitates the assembly of the longitudinal tubular elements and is connected to it along the contact surface.

Расположение продольных трубчатых элементов в один ряд показано на всех фигурах и понятно по их виду. Предлагаемая объемная конструкция возможна в изготовлении, когда продольные трубчатые элементы расположены и в несколько рядов или слоев.The arrangement of the longitudinal tubular elements in one row is shown in all figures and is understandable in their appearance. The proposed volumetric design is possible in the manufacture when the longitudinal tubular elements are located in several rows or layers.

В качестве варианта объемной конструкции на фиг.3 представлена объемная конструкция, в которой сборка продольных трубчатых элементов снабжена слоями легкого заполнителя 3, размещенными между смежными стенками соседних продольных трубчатых элементов 1, соединенными с поверхностью этих стенок.3, a volumetric structure is shown in which the assembly of the longitudinal tubular elements is provided with lightweight aggregate layers 3 placed between adjacent walls of adjacent longitudinal tubular elements 1 connected to the surface of these walls.

В качестве варианта объемной конструкции на фиг.4 представлена объемная конструкция, в которой сборка продольных трубчатых элементов снабжена слоями легкого заполнителя 3, размещенными на передней и задней кромках сборки продольных трубчатых элементов, соединенными с поверхностью этих кромок.As an embodiment of the volumetric structure, FIG. 4 shows the volumetric structure in which the assembly of the longitudinal tubular elements is provided with layers of lightweight aggregate 3 located on the front and rear edges of the assembly of the longitudinal tubular elements connected to the surface of these edges.

В качестве варианта объемной конструкции на фиг.5 представлена объемная конструкция, в которой внешняя обшивка 2 выполнена трехслойной, причем один из слоев выполнен в виде легкого заполнителя 3 между наружным слоем 4 и внутренним слоем 5 внешней обшивки 2 на участке вне кромок сборки продольных трубчатых элементов.As an embodiment of the three-dimensional structure, Fig. 5 shows the three-dimensional structure in which the outer skin 2 is made of three layers, one of the layers being a lightweight filler 3 between the outer layer 4 and the inner layer 5 of the outer skin 2 in a portion outside the edges of the assembly of longitudinal tubular elements .

В качестве варианта объемной конструкции на фиг.6 представлена объемная конструкция, в которой сборка продольных трубчатых элементов снабжена слоями легкого заполнителя 3, размещенными на передней и задней кромках сборки продольных трубчатых элементов между смежными стенками соседних продольных трубчатых элементов 1, а также между наружным 4 и внутренним 5 слоями трехслойной обшивки на участке вне кромок сборки продольных трубчатых элементов, и соединенными с ними.As an embodiment of the three-dimensional structure, Fig. 6 shows the three-dimensional structure in which the assembly of longitudinal tubular elements is provided with lightweight aggregate layers 3 located on the front and rear edges of the assembly of longitudinal tubular elements between adjacent walls of adjacent longitudinal tubular elements 1, as well as between the outer 4 and the inner 5 layers of a three-layer sheathing on the site outside the edges of the Assembly of longitudinal tubular elements, and connected with them.

Работает предлагаемая объемная конструкция следующим образом. Основным видом нагрузок, испытываемых объемной конструкцией, является продольный изгиб. При этом часть внешней обшивки 2 и стенки продольных трубчатых элементов 1, лежащие в плоскости, перпендикулярной направлению действия изгибающей нагрузки, работают на сжатие или растяжение. Часть внешней обшивки 2 и стенки продольных трубчатых элементов 1, лежащие в плоскости, параллельной направлению действия изгибающей нагрузки, работают на сдвиг.The proposed three-dimensional structure works as follows. The main type of load experienced by the volumetric design is longitudinal bending. In this case, a part of the outer skin 2 and the walls of the longitudinal tubular elements 1 lying in a plane perpendicular to the direction of action of the bending load work for compression or tension. Part of the outer skin 2 and the walls of the longitudinal tubular elements 1, lying in a plane parallel to the direction of action of the bending load, operate in shear.

Благодаря тому, что в предлагаемой объемной конструкции продольные трубчатые элементы 1 более прочно связаны друг с другом и более надежно зафиксированы внешней обшивкой 2, испытываемые ими нагрузки более равномерно распределены между ними, что увеличивает надежность объемной конструкции. Указанное обстоятельство обеспечивает также более высокую надежность при возникновении локальных нагрузок.Due to the fact that in the proposed three-dimensional structure, the longitudinal tubular elements 1 are more firmly connected to each other and more securely fixed by the outer casing 2, the loads experienced by them are more evenly distributed between them, which increases the reliability of the three-dimensional structure. This circumstance also provides higher reliability in the event of local loads.

Форма расположения продольных трубчатых элементов 1 в один ряд наиболее часто применяется на практике тогда, когда основная изгибающая нагрузка, действующая на объемную конструкцию, направлена перпендикулярно плоскости, в которой расположены продольные трубчатые элементы 1.The arrangement of the longitudinal tubular elements 1 in a row is most often applied in practice when the main bending load acting on the volumetric structure is directed perpendicular to the plane in which the longitudinal tubular elements 1 are located.

Слой легкого заполнителя 3 (см. фиг.3), расположенный между смежными стенками соседних продольных трубчатых элементов 1, при возникновении изгибающих нагрузок обеспечивает механическую устойчивость стенок продольных трубчатых элементов 1, с которыми он соединен. Тем самым повышается предельная нагрузка, испытываемая этими стенками.A layer of lightweight aggregate 3 (see FIG. 3) located between adjacent walls of adjacent longitudinal tubular elements 1, when bending loads occur, provides mechanical stability to the walls of the longitudinal tubular elements 1 with which it is connected. This increases the ultimate load experienced by these walls.

Работа легкого заполнителя 3, расположенного между внешней обшивкой 2 в области кромки сборки продольных трубчатых элементов и стенкой продольного трубчатого элемента 1 (см. фиг.4), происходит таким же, описанным выше образом.The operation of the lightweight aggregate 3 located between the outer skin 2 in the region of the assembly edge of the longitudinal tubular elements and the wall of the longitudinal tubular element 1 (see FIG. 4) occurs in the same manner as described above.

В том случае, когда (см. фиг.5) внешняя обшивка 2 выполнена трехслойной, причем один из слоев выполнен в виде легкого заполнителя 3 между наружным слоем 4 и внутренним слоем 5 внешней обшивки 2 на участке вне кромок сборки продольных трубчатых элементов, легкий заполнитель 3 повышает механическую устойчивость соединенных с ним поверхностей и тем самым повышается предельная нагрузка, испытываемая этими поверхностями.In the case when (see Fig. 5) the outer skin 2 is made of three layers, one of the layers being made in the form of a lightweight aggregate 3 between the outer layer 4 and the inner layer 5 of the outer skin 2 in a section outside the assembly edges of the longitudinal tubular elements, lightweight aggregate 3 increases the mechanical stability of the surfaces connected to it and thereby increases the ultimate load experienced by these surfaces.

Предлагаемая объемная конструкция имеет следующие преимущества. Благодаря тому, что в предлагаемой объемной конструкции продольные трубчатые элементы 1 более прочно связаны друг с другом и более надежно зафиксированы внешней обшивкой 2, испытываемые ими нагрузки более равномерно распределены между ними, что увеличивает прочность и надежность объемной конструкции. Указанное обстоятельство обеспечивает также более высокую надежность при возникновении локальных нагрузок. Также существенным преимуществом является простота и дешевизна изготовления объемной конструкции.The proposed volumetric design has the following advantages. Due to the fact that in the proposed three-dimensional structure, the longitudinal tubular elements 1 are more firmly connected to each other and more securely fixed by the outer casing 2, the loads experienced by them are more evenly distributed between them, which increases the strength and reliability of the three-dimensional structure. This circumstance also provides higher reliability in the event of local loads. Also, a significant advantage is the simplicity and low cost of manufacturing a three-dimensional structure.

Claims (6)

1. Способ изготовления объемной конструкции из композитных материалов путем выполнения продольных трубчатых элементов методом намотки, соединения продольных трубчатых элементов между собой в сборку, формирования внешней обшивки, отверждения сборки продольных трубчатых элементов и внешней обшивки, отличающийся тем, что предварительно выполняют продольные трубчатые элементы, соединяют их между собой в сборку, а формирование обшивки, соединение сборки продольных трубчатых элементов и обшивки производят одновременно, при этом отверждение обшивки производят одновременно с отверждением сборки продольных трубчатых элементов.1. A method of manufacturing a three-dimensional structure of composite materials by performing longitudinal tubular elements by winding, joining the longitudinal tubular elements together into an assembly, forming the outer skin, curing the assembly of the longitudinal tubular elements and the outer skin, characterized in that the longitudinal tubular elements are preformed; they are assembled together, and the formation of the casing, the assembly of the assembly of the longitudinal tubular elements and the casing is carried out simultaneously, while curing s skin is made simultaneously with curing the assembly of longitudinal tubular elements. 2. Объемная конструкция из композитных материалов, содержащая продольные трубчатые элементы, соединенные друг с другом в сборку, и внешнюю обшивку, отличающаяся тем, что она изготовлена способом по п.1, при этом внешняя обшивка выполнена в виде трубы, облегающей сборку продольных трубчатых элементов и соединенной с упомянутой сборкой по поверхности соприкосновения.2. Volumetric construction made of composite materials containing longitudinal tubular elements connected to each other in the assembly, and the outer skin, characterized in that it is made by the method according to claim 1, while the outer skin is made in the form of a pipe that facilitates the assembly of longitudinal tubular elements and connected to said assembly over a contact surface. 3. Объемная конструкция по п.2, отличающаяся тем, что продольные трубчатые элементы расположены в один ряд.3. The volumetric structure according to claim 2, characterized in that the longitudinal tubular elements are arranged in one row. 4. Объемная конструкция по п.2 или 3, отличающаяся тем, что сборка продольных трубчатых элементов снабжена слоями легкого заполнителя, размещенными между смежными стенками соседних продольных трубчатых элементов, соединенными с поверхностью упомянутых стенок.4. The three-dimensional structure according to claim 2 or 3, characterized in that the assembly of the longitudinal tubular elements is provided with lightweight aggregate layers placed between adjacent walls of adjacent longitudinal tubular elements connected to the surface of the said walls. 5. Объемная конструкция по п.2 или 3, отличающаяся тем, что сборка продольных трубчатых элементов снабжена слоями легкого заполнителя, размещенными на передней и задней кромках сборки продольных трубчатых элементов, соединенными с поверхностью упомянутых кромок.5. The volumetric design according to claim 2 or 3, characterized in that the assembly of the longitudinal tubular elements is provided with lightweight aggregate layers located on the front and rear edges of the longitudinal tubular elements assembly connected to the surface of said edges. 6. Объемная конструкция по п.2 или 3, отличающаяся тем, что внешняя обшивка выполнена трехслойной на участках вне кромок сборки продольных трубчатых элементов, причем один из слоев выполнен в виде легкого заполнителя, размещенного между наружным и внутренним слоями обшивки.6. The volumetric structure according to claim 2 or 3, characterized in that the outer skin is made of three layers in areas outside the edges of the assembly of longitudinal tubular elements, one of the layers being made in the form of a lightweight filler placed between the outer and inner layers of the skin.
RU2004126628/11A 2004-09-06 2004-09-06 Method of manufacture of the volumetric structure made out of the composite materials and the volumetric structure produced by this method RU2288842C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004126628/11A RU2288842C2 (en) 2004-09-06 2004-09-06 Method of manufacture of the volumetric structure made out of the composite materials and the volumetric structure produced by this method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004126628/11A RU2288842C2 (en) 2004-09-06 2004-09-06 Method of manufacture of the volumetric structure made out of the composite materials and the volumetric structure produced by this method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004126628A RU2004126628A (en) 2006-02-27
RU2288842C2 true RU2288842C2 (en) 2006-12-10

Family

ID=36114083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004126628/11A RU2288842C2 (en) 2004-09-06 2004-09-06 Method of manufacture of the volumetric structure made out of the composite materials and the volumetric structure produced by this method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2288842C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2498927C2 (en) * 2007-12-10 2013-11-20 Юропиан Аэронотик Дефенс Энд Спейс Компани Эадс Франс Parts from composite electrical structural material
CN104369857A (en) * 2014-10-15 2015-02-25 中航飞机股份有限公司西安飞机分公司 Whole oil tank structure of airplane

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2498927C2 (en) * 2007-12-10 2013-11-20 Юропиан Аэронотик Дефенс Энд Спейс Компани Эадс Франс Parts from composite electrical structural material
CN104369857A (en) * 2014-10-15 2015-02-25 中航飞机股份有限公司西安飞机分公司 Whole oil tank structure of airplane

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004126628A (en) 2006-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2099194C1 (en) Carrying pipe-shell in the form of body of revolution made of composite materials, method and mandrel for its manufacture
US4811540A (en) Fiber reinforced shell structure of synthetic material
RU2715525C2 (en) Aircraft structure to ensure high resistance to pulling off composite stringer
JP2019098749A (en) Deformable auxetic structure and manufacturing process
US5888608A (en) Composite grid/frame structures
US4230293A (en) Composite structure and method of making
EP2139762B1 (en) Methods and systems for composite structural truss
JP2018131194A (en) Efficient sub-structure
BRPI0822480B1 (en) monolithic integrated structural panels especially useful for aircraft structures and methods for producing the same
US20140271217A1 (en) Efficient wind turbine blade design and associated manufacturing methods using rectangular spars and segmented shear web
US20100151189A1 (en) Composite Structure Having Reinforced Core and Method of Making Same
EP2186729A1 (en) Acoustic barrel for aircraft engine nacelle including crack and delamination stoppers
KR20110100192A (en) Wind turbine blade and wind turbine generator using the same
US20120291416A1 (en) Crack and Delamination Stoppers For Aircraft Propulsion System Components
CA2763113A1 (en) Structural component and production method for a structural component
JP2010524770A (en) Aircraft wing-fuselage assembly
KR20150128665A (en) Triaxial fiber-reinforced composite laminate
CN110239200B (en) Preparation method of light grid skin honeycomb structure
US3219123A (en) Airfoil construction and method of making an airfoil
RU2312790C1 (en) Method of manufacture of aircraft airframe components from polymer composite materials and mandrel for realization of this method
RU2288842C2 (en) Method of manufacture of the volumetric structure made out of the composite materials and the volumetric structure produced by this method
RU2628416C1 (en) Wing and fin panel or operation of air vehicle from layer composite materials
EP2524794A1 (en) Foam or honeycomb core, rotor blade with foam or honeycomb cores and method of manufacturing such a rotor blade
JP7242197B2 (en) Central wing box of co-cured girders and stringers
US9266304B2 (en) Grid type element of open polygonal cells