Опорный шпангоут из композиционного материала Советский патент 1987 года по МПК F16L9/12 E04C2/24 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве силового элемента для подкрепления шахтных колодцев, цилиндрических контейнеров, секций силосных башен и т. п.

Цель изобретения - упрош,ение технологии изготовления с обеспечением высокой удельной прочности и жесткости.

На фиг. 1 изображен предлагаемый шпангоут, сечение; на фиг. 2 - оправка с кольцевыми канавками; на фиг. 3 - ветвь сплющенного рукава; на фиг. 4 - Г-образный профиль торца шпангоута; на фиг. 5 - фрагмент сплюшенного рукава с расположенным внутри него слоем эластичного материала; на фиг. 6 - профиль шпангоута с кольцевыми полостями между разнесенными по высоте сплющенными рукавами корытообразного профиля.

Торовый опорный шпангоут состоит из чередующихся концентрических слоев сплющенных корытообразных кольцевых рукавов 1 из непрерывных армирующих волокон 2 спиральной намотки с непрерывными кольцевыми армирующими волокнами 3 внутри кромок 4 каждого слоя сплющенного рукава и срединными слоями 5 кольцевой намотки по днищам корытообразных кольцевых рукавов 1. Кромки 4 сплющенных рукавов каждого слоя расположены в кольцевых выступах 6 шпангоута, имеющих Г-образный профиль, на его торцах. Внутри каждого слоя сплющенного рукава может быть размещен слой 7 эластичного материала. Шпангоут может иметь разнесенные по его высоте слои сплю- .щенных рукавов. Днища разнесенных по высоте слоев сплющенных рукавов образуют дополнительные кольцевые полки и между собой замкнутые кольцевые полости 8.

Шпангоут изготавливается следующим образом.

Диски 9 оправки соединяют между собой винтами 10. С помощью винтов 11 к дискам 9 крепят кольца 12, разрезанные на секторы. Таким образом, собранная оправка образует кольцевую канавку 13 корытообразного профиля и кольцевые канавки 14. В кольцевых канавках 13 и 14 оправки фиксируют соответственно волокна слоя 5 кольцевой намотки (фиг. 1) и волокна 3, расположенные внутри кромок 4 сплющенного рукава 1. При вращении оправки кольцевые волокна 5 и 3 деформируют сплющенный рукав из непрерывно армирующих спиральных волокон и утягивают в кольцевые канавки 13 и 14

оправки соответственно срединные и кромочные участки сплющенного рукава. При этом ширина сплющенного рукава должна быть равна периметру профиля шпангоута.

Наматывая требуемое количество пропитанных связующим составом чередующихся слоев сплющенной ленты из волокон спиральной и кольцевой намоток формируют шпангоут. Проводят термообработку и разбирают оправку. При формировании шпангоута непосредственно на изделии оправки не применяют. В этом случае кольцевую канавку 13 корытообразного профиля и кольцевые канавки 14 выполняют непосредственно на изделии.

5 Применяя высокомодульные волокна кольцевого армирования и высокопрочные волокна спирального армирования получают шпангоут с высокими удельными жесткост- ными и прочностными характеристиками. Предлагаемая конструкция позволяет

0 упростить технологию изготовления и снизить стоимость шпангоута за счет исключения технологических отходов и обеспечить получение высоких жесткостных и прочностных характеристик.

25

Формула изобретения

1.Опорный шпангоут из композиционного материала с кольцевыми выступами, образованный чередующимися слоями непреQ рывных армирующих волокон спиральной и кольцевой намоток, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления с обеспечением высокой удельной прочности и жесткости, слои спиральной намотки выполнены в виде кольцевых сплющенных ко5 рытообразных рукавов, а слои кольцевых армирующих волокон включают кромочные участки, расположенные внутри кромок каждого слоя сплющенного рукава в местах перегиба его ветвей, и срединные участки - по днищам кольцевых корытообразных ру0 кавов, причем кольцевые выступы образованы кромками сплющенных рукавов каждого слоя и имеют Г-образный профиль.

2.Шпангоут по п. 1, отличающийся тем, что внутри концентрических слоев сплющен, ных рукавов помещен эластичный материал.

3.Шпангоут по п. 1, отличающийся тем, что днища корытообразных рукавов разнесены по высоте щпангоута и образуют дополнительные кольцевые полки и замкнутые кольцевые полости между ними.

Фиг.2

Фиг.З

ФигМ

Фиг.5

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в качестве силового элемента для подкрепления шахтных колодцев, цилиндрических контейнеров, секций силосных башен. Цель изобретения - упрощение технологии изготовления с обеспечением высокой удельной прочности и жесткости. Торовый опорный шпангоут состоит из чередуюш,ихся концентрических CvioeB сплюш.енных корытообразных кольцевых рукавов 1, из непрерывных армирующих волокон 2 спиральной намотки с непрерывными кольцевыми армирующими волокнами 3 внутри кромок 4 каждого слоя сплющенного рукава и срединными слоями 5 кольцевой намотки по днищам корытообразных кольцевых рукавов 1. Кромки 4 сплющенных рукавов каждого слоя расположены в кольцевых выступах шпангоута, имеющих Г-образный профиль, на его торцах. Внутри каждого слоя сплющенного рукава может быть размещен слой эластичного материала. Днища разнесенных по высоте слоев сплющенных рукавов образуют дополнительные кольцевые полки и замкнутые кольцевые полости между ними. 2 з. п. ф-лы, 6 ил. сл со 00 О5

Фиг, 6

Составитель Е. Чернявская

Редактор И. ГорнаяТехред И. ВересКорректор М. Демчик

Заказ 2494/30Тираж 811Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4