Стеклопластиковая труба-оболочка Советский патент 1985 года по МПК F16L9/12 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано при изготовлении коробчатых емкостей, бункеров контейнерного типа для размещения, крепления, транспортирования и эксплуатации аппаратуры и оборудования, работающих в условиях вибрационно-динамических нагрузок. По основному авт. св. № 688755 известна стеклопластиковая труба-оболочка, состоящая из наружного и внутреннего слоев стеклопластика с промежуточным слоем между ними, выполненным, например, из пенопласта. В промежуточном слое имеются кольцевые канавки, в которых установлены кольцевые щпангоуты с торцевыми выступами, соединенными между собой их концами внахлест и скрепленными со слоями стеклопластика и тонкостенными панелями по внутреннему контуру оболочки через промежуточные вставки-анкеры 1. Недостатком известной стеклопластиковой конструкции является ограниченная работоспособность в условиях мгновенных вибрационно-динамических нагрузок при ее использовании в качестве контейнера для транспортировки и эксплуатации аппаратуры и оборудования. Работоспособность конструкции оказывается недостаточной для предотвращения разрушения трубы-оболочки по местам закрепления ее на несущей платформе и для надежной защиты расположенных внутри аппаратуры и оборудоЦелью изобретения является повышение прочности и устойчивости трубы-оболочки к воздействию мгновенных вибрационнодинамических нагрузок. Поставленная цель достигается тем, что в трубе-оболочке, состоящей из наружных и внутренних слоев стеклопластика с промежуточным слоем между ними,, в кольцевых канавках которого установлены кольцевые щпангоуты с торцевыми кольцевыми выступами, соединенными между собой внахлест и скрепленными со слоями стеклопластика и тонкостенными стеклопластиковыми панелями через промежуточные вставки-анкеры, по местам расположения которых в зоне опор закреплены ориентированные демпферно-поглощающие слои ячеистой структуры из сетчатых лент на основе перекрещивающихся по взаимно перпендикулярным направлениям стеклянных или синтетических нитей, расположенных нитями основы по линиям размещения вставок-анкеров, ячейки вибропоглощающих слоев заполнены вязкоупругим материалом и суммарная толщина вибропоглощающих слоев выполнена ступенями от промежуточных зон с возрастанием к местам расположения вставок-анкеров от 1:1 до 3:1 по отношению к толщине наружных и внутренних слоев стеклопластика оболочки, а сами вставки-анкеры выполнены со сквозными отверстиями, через которые труба-оболочка закреплена стержневыми элементами на несущей платформе. На фиг. 1 изображена предлагаемая стеклопластиковая труба-оболочка; на фиг. 2- узел I на фиг. 1. Между наружным 1 и внутренним 2 слоями стеклопластика размещен промежуточный средний слой 3, выполненный, например, из пенопласта. В промежуточном слое 3 имеются кольцевые канавки 4 и 5, в которых установлены кольцевые щпангоуты 6 и 7, снабженные торцевыми кольцевыми выступами 8 и 9, которые рвоими концевыми частями соединены между собой внахлест по месту 10, а со слоями стею опластика 1 и 2 - при помощи клея. По внутреннему контуру 11 оболочки установлены тонкостенные стеклопластиковые панели 12, скрепленные со шпангоутами 6 и стеклопластиковыми слоями 1 и 2 через промежуточные вставки-анкеры 13 при помощи винтов 14 и клея. На внутренней и наружной стороне слоев 1 и 2 расположены демпферно-поглощающие слои 15 переменного сечения с максимальной толщиной в зоне расположения шпангоутов и опор крепления оболочки с платформой 16 через сквозные отверстия вставок-анкеров 13 винтами 14, а со слоями 1 и 2 - клеем. Введение демпферно-поглощающих слоев переменной толщиной, возрастающей к местам опор, повыщает прочность конструкции в местах наибольщей концентрации напряжений (в местах опор) и повыщает ее устойчивость за счет высоких демпфернопоглощающих характеристик трубы-оболочки между опорами (в местах крепления приборов). Оптимальное отношение максимальной и минимальной толщины несущих слоев, установленное экспериментально, лежит в пределах 1:1-3:1, дальнейщее увеличение данного отношения повышает вес конструкции без заметного увеличения вибропоглощающих свойств. Оптимальный размер ячейки вибропоглощающего слоя установлен экспериментально и равен диаметру армирующих стеклянных или синтетических нитей по основе и двум диаметрам по утку. Такая геометрия наполнителя обеспечивает при достаточных прочностных характеристиках слоев высокие демпфирующие свойства за счет повыщенного содержания (50-80%) вязко-упругого материала, заполняющего данные ячейки. Выполнение трубы-оболочки согласно изобретению позволяет добиться повышения ее надежности практически без увеличения веса. Повышенная прочность и устойчивость конструкции при минимизации ее веса обеспечивается снижением концентрации напряжения в наиболее нагруженных местах опор, возникающего от действия вибрационнодинамических нагрузок за счет введения демпферно-поглощающих слоев, поглощением мгновенных внбрационно-динамических нагрузок за счет высоких демпфирующих свойств сетчатых слоев, логарифмический

декремент колебания которых больще, чем например, у металла, на порядок и эффективность которых повышена переменностью толщины поглощающих слоев. Кроме того, прочность и устойчивость конструкции достигается ориентированной направленностью армирующих сетчатых поясов.

СТЕКЛОПЛАСТИКОВАЯ ТРУБАОБОЛОЧКА по авт. св. № 688755, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности и устойчивости к воздействию мгновенных вибрационно-динамических нагрузок на наружных и внутренних поверхностях слоев оболочки по местам установки промежуточных вставок-анкеров в зоне расположения опор закреплены демпферно-поглощающие слои ячеистой структуры из сетчатых лент на основе перекрещивающихся по взаимно перпендикулярным направлениям стеклянных или синтетических нитей, расположенных нитями основы по линиям размещения вставок-анкеров, ячейки вибропоглощающих слоев заполнены вязкоупругим материалом и суммарная толщина вибропоглощающих слоев выполнена ступенями от промежуточных зон с возрастанием к местам расположения вставок-анкеров от 1:1 до 3:1 по отношению к толщине наружных и внутренних слоев стеклопластика оболочки, а сами вставки-анкеры выполнены со сквозными отверстиями, через которые труба-оболочка закреплена стержневыми элементами на несущей платформе.