RU2595692C1 - Узел соединения конструкций из композиционных материалов - Google Patents
Узел соединения конструкций из композиционных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2595692C1 RU2595692C1 RU2015118547/05A RU2015118547A RU2595692C1 RU 2595692 C1 RU2595692 C1 RU 2595692C1 RU 2015118547/05 A RU2015118547/05 A RU 2015118547/05A RU 2015118547 A RU2015118547 A RU 2015118547A RU 2595692 C1 RU2595692 C1 RU 2595692C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composite materials
- reinforcing element
- core
- shell
- spatially
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Woven Fabrics (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к высоконагруженным конструкциям из полимерных композиционных материалов и может применяться в области авиастроения и космической техники, а также в судостроении и др. Узел соединения конструкций из композиционных материалов содержит усиливающий элемент, состоящий из сердечника и оболочки, выполненной из пространственно-армированного материала, и имеющий треугольную форму с плоским основанием и двумя боковыми дугообразными сторонами. Сердечник выполнен в виде заготовки продольного элемента трапециевидного сечения из слоев клеевой пленки, наложенных друг на друга. Пространственно-армированный материал оболочки в зоне основания включает волокна вдоль продольной оси усиливающего элемента. Технический результат заключается в упрощении и удешевлении создания конструкции узла соединения из композиционных материалов методом препреговой технологии, а также увеличении прочности конструкции узла. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к высоконагруженным конструкциям из полимерных композиционных материалов и может применяться в области авиастроения и космической техники, а также в судостроении и др.
Аналогом изобретения является патент RU 2514747, В29С 70/86, опубл. 27.06.2012. Изобретение относится к композитному элементу жесткости, изготовленному с использованием заготовки из слоистой однонаправленной композитной ленты. Элемент жесткости содержит полость, которую усиливают вставкой, оборачиваемой монтажным клеем. Поверхности заготовок, окружающих полость, содержат слой композитной ткани, которую соединяют со вставкой посредством клеящего слоя и таким образом увеличивают прочность элементов жесткости в районе полости и повышают прочность на отрыв элемента жесткости.
Недостатком известного изобретения является необходимость изготовления новой оснастки для любого иного типоразмера вставки, а также то, что усиливающий элемент (вставку) необходимо изготавливать заранее, что влечет за собой повышенную трудоемкость всего процесса.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является узел соединения элементов конструкций из композиционных материалов по патенту SU 1751941, В64С 1/06, опубл. 10.06.1998 - прототип.
Узел соединения элементов конструкций из композиционных материалов содержит усиливающий элемент, состоящий из сердечника и оболочки и имеющий в сечении треугольную форму с плоским основанием и двумя боковыми дугообразными сторонами. Оболочка непрерывна, покрывает сердечник и выполнена из пространственно-армированного материала - тканого, плетеного или вязаного. Усиливающий элемент представляет собой единое целое сердечника и оболочки и расположен между обшивкой панели и слоями стенки ребра в зоне их перехода в лапки. Сердечник усиливающего элемента выполнен из высокомодульных длинномерных волокон, ориентированных вдоль длины усиливающего элемента, либо из пеноматериала, армированного короткорубленым волокном или микросферами.
Недостатками известного узла является необходимость изготовления сложной оснастки для формования сердечника. Для пултрузионных профилей - фильеры, либо высокоточная оснастка для формования вспененной композиции, армированной короткорубленым волокном или микросферами.
Все указанные выше недостатки ведут к высокой себестоимости усиливающего элемента и повышению трудоемкости изготовления конструкции из композиционного материала.
Задачей настоящего изобретения является упрощение и удешевление создания конструкции узла соединения из композиционных материалов методом препреговой технологии за счет исключения изготовления дополнительной оснастки для изготовления сердечника, а также увеличение прочности конструкции узла.
Задача решается тем, что:
1. Узел соединения конструкций из композиционных материалов, содержащий усиливающий элемент, состоящий из сердечника и оболочки, выполненной из пространственно-армированного материала, и имеющий треугольную форму с плоским основанием и двумя боковыми дугообразными сторонами, отличающийся тем, что сердечник выполнен в виде заготовки продольного элемента трапециевидного сечения из слоев клеевой пленки, наложенных друг на друга, а пространственно-армированный материал оболочки в зоне основания включает волокна вдоль продольной оси усиливающего элемента.
2. Узел соединения конструкций из композиционных материалов по п. 1, отличающийся тем, что пространственно-армированный материал содержит волокна из стекло-, угле-, арамидных нитей.
3. Узел соединения конструкций из композиционных материалов по п. 1, отличающийся тем, что между слоями клеевой пленки расположены армирующие элементы вдоль продольной оси усиливающего элемента.
4. Узел соединения конструкций из композиционных материалов по п. 3, отличающийся тем, что армирующие элементы выполнены в виде стекло-, угле- или арамидных волокон, жгутов, тканей, лент.
Заготовку сердечника усиливающего элемента выполняли путем наложения слоев или сгибания клеевой пленки ВК-36 в виде продольного элемента трапециевидного сечения. Далее заготовку сердечника заключали в оболочку путем оплетания ее, например, углеродными волокнами Toho Тепах IMS65. При этом в оболочку включали дополнительные волокна в зоне основания в направлении продольной оси усиливающего элемента. Для данной цели применялись волокна Toho Тепах IMS65.
Подготовленную таким образом заготовку усиливающего элемента помещали в полость между боковыми стенками и полкой узла соединения и проводили формование. При нагревании клеевая пленка расплавляется, пропитывает оплетку, усиливающий элемент заполняет всю полость и образует адгезионное соединение оболочки с внутренними поверхностями стенок и полки.
Такая конструкция узла соединения исключает необходимость изготовления оснастки для формования усиливающего элемента. За счет этого достигается снижение себестоимости и трудоемкости узла соединения.
Армирование усиливающего элемента волокнами вдоль продольной оси в зоне основания оболочки снижает концентрацию напряжений в зоне контакта оболочки усиливающего элемента с полкой узла соединения, что повышает изгибную прочность узла соединения конструкций из композиционного материала в целом.
Для повышения жесткости усиливающего элемента и изгибной прочности узла соединения конструкций из композиционного материала в целом между слоями клеевой пленки могут быть расположены армирующие элементы, выполненные из углеродных волокон Toho Тепах IMS65, либо из углеродной ткани 3692 фирмы Porcher.
На фиг. 1 изображено сечение конструкции узла соединения с усиливающим элементом.
На фиг. 2 изображено поперечное сечение усиливающего элемента.
На фиг. 3 изображено сечение усиливающего элемента в виде заготовки.
На фиг. 4 изображено сечение сердечника усиливающего элемента, армированного продольными волокнами.
На фиг. 5 изображено сечение сердечника усиливающего элемента, армированного тканью.
Предлагаемый узел соединения состоит из усиливающего элемента, включающего оболочку 1 и сердечник 2, и располагается между полкой 3 и боковыми стенками 4 конструкции. Усиливающий элемент имеет треугольную форму с плоским основанием 5 с двумя прилегающими дугообразными сторонами 6. Оболочка в составе заготовки усиливающего элемента выполнена из пространственно-армированного материала 7, полученного плетением и содержащего волокна 8 в зоне основания вдоль продольной оси усиливающего элемента. Сердечник 2 усиливающего элемента выполнен из клеевой пленки 9 в виде продольного элемента трапециевидного сечения, который может быть получен либо путем выкладки отдельных слоев пленки 9 друг на друга, либо путем перегиба пленки 9. Между слоями клеевой пленки 9 могут быть расположены армирующие элементы в виде ткани 10 либо жгутов 11.
Технический результат заключается в упрощении и удешевлении создания конструкции узла соединения из композиционных материалов методом препреговой технологии, а также увеличении прочности конструкции узла.
Claims (4)
1. Узел соединения конструкций из композиционных материалов, содержащий усиливающий элемент, состоящий из сердечника и оболочки, выполненной из пространственно-армированного материала, и имеющий треугольную форму с плоским основанием и двумя боковыми дугообразными сторонами, отличающийся тем, что сердечник выполнен в виде заготовки продольного элемента трапециевидного сечения из слоев клеевой пленки, наложенных друг на друга, а пространственно-армированный материал оболочки в зоне основания включает волокна вдоль продольной оси усиливающего элемента.
2. Узел соединения конструкций из композиционных материалов по п. 1, отличающийся тем, что пространственно-армированный материал содержит волокна из стекло-, угле-, арамидных нитей.
3. Узел соединения конструкций из композиционных материалов по п. 1, отличающийся тем, что между слоями клеевой пленки расположены армирующие элементы вдоль продольной оси усиливающего элемента.
4. Узел соединения конструкций из композиционных материалов по п. 3, отличающийся тем, что армирующие элементы выполнены в виде стекло-, угле- или арамидных волокон, жгутов, тканей, лент.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015118547/05A RU2595692C1 (ru) | 2015-05-18 | 2015-05-18 | Узел соединения конструкций из композиционных материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015118547/05A RU2595692C1 (ru) | 2015-05-18 | 2015-05-18 | Узел соединения конструкций из композиционных материалов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2595692C1 true RU2595692C1 (ru) | 2016-08-27 |
Family
ID=56892183
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015118547/05A RU2595692C1 (ru) | 2015-05-18 | 2015-05-18 | Узел соединения конструкций из композиционных материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2595692C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4113910A (en) * | 1977-04-27 | 1978-09-12 | Rockwell International Corporation | Composite load coupler for reinforcing composite structural joints |
SU1751941A1 (ru) * | 1989-01-17 | 1998-06-10 | Обнинское научно-производственное объединение "Технология" | Узел соединения элементов конструкций из композиционных материалов |
RU2453436C2 (ru) * | 2006-07-14 | 2012-06-20 | Эйрбас Оперейшнз Лимитед | Способ изготовления многослойного компонента |
RU2514747C2 (ru) * | 2008-05-16 | 2014-05-10 | Зе Боинг Компани | Усиленные элементы жесткости и способ их изготовления |
-
2015
- 2015-05-18 RU RU2015118547/05A patent/RU2595692C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4113910A (en) * | 1977-04-27 | 1978-09-12 | Rockwell International Corporation | Composite load coupler for reinforcing composite structural joints |
SU1751941A1 (ru) * | 1989-01-17 | 1998-06-10 | Обнинское научно-производственное объединение "Технология" | Узел соединения элементов конструкций из композиционных материалов |
RU2453436C2 (ru) * | 2006-07-14 | 2012-06-20 | Эйрбас Оперейшнз Лимитед | Способ изготовления многослойного компонента |
RU2514747C2 (ru) * | 2008-05-16 | 2014-05-10 | Зе Боинг Компани | Усиленные элементы жесткости и способ их изготовления |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107073888B (zh) | 关于风轮机叶片用的加强结构的改进 | |
JP6104541B2 (ja) | スキン及びスティフナーを含む構造体の製造方法 | |
JP5406850B2 (ja) | 交差壁を伴う閉じ構造を織る方法 | |
US4090002A (en) | Reinforced fiber structures and method of making the same | |
RU2686894C2 (ru) | Изготовление пропитанной смолой цельной композитной фермовой конструкции | |
US9382647B2 (en) | Fibrous structure for a part made of a composite material and having a complex shape | |
CA2763113C (en) | Structural component and production method for a structural component | |
CN103269845A (zh) | 由增强纤维束制成且含单向纤维带的纤维预制件以及复合件 | |
ES2839298T3 (es) | Preformas con rellenos de espacios integrados | |
CN108430756A (zh) | 复合网格结构 | |
US9550340B2 (en) | Composite material part comprising fixing means | |
BR112016019538B1 (pt) | Processo de fabricação de peça de material compósito, e peça de estrutura | |
RU2411124C2 (ru) | Трубчатая структура, способ создания принимающего нужную форму плетения и способ упрочнения тканой структуры | |
JP3549271B2 (ja) | 空隙部充填用繊維構造体 | |
EP3070116A1 (en) | Pre-impregnated composite material | |
RU2017131528A (ru) | Армирующая волокнистая структура для деталей из композиционного материала с большим диапазоном толщины | |
JP2023159293A (ja) | オメガ形状補強材の三次元織物プリフォーム | |
RU2595692C1 (ru) | Узел соединения конструкций из композиционных материалов | |
RU2560194C2 (ru) | Композитная конструктивная панель задней кромки элемента летательного аппарата | |
US8623159B2 (en) | Method for producing a continuous, three-dimensional, closed semi-finished product made of fiber composite | |
US20130232938A1 (en) | Modular production device for integral fiber semifinished products and method for producing endless-fiber composite components made from integral fiber composite semifinished products having a hollow body structure | |
JP5132326B2 (ja) | コンクリート補修・補強用炭素繊維テープ材 | |
WO2021006081A1 (ja) | 繊維構造体及び繊維構造体の製造方法 | |
RU2599661C1 (ru) | Способ изготовления композитного элемента жесткости | |
JP2015080944A (ja) | 繊維強化樹脂 |