Изобретение относится к средствам для исследования и освоения океана и может быть использовано гфи разработке корпусов (контейнеров) для размещения в них. гидрофизической аппаратуры, обеспечива- юидих эффективную ее защиту и эксплуатацию на различных глубинах.
Цель изобретения - по1зышение надежности.
На фиг. 1 представлен корпус гидрофизического прибора; на фиг. 2 -узел неразъемного клеевого соединения цилиндрических секций корпуса гидрофизического прибора; на фиг. 3,- картина напряженного состояния корпуса-прототипа при действии кратковременной внешней нагрузки 1 МПа; на фиг. 4 - картина напряженного состояния корпуса- прототипа в соответствии с изобретением в зоне узла неразъемного клеевого соединения при действии внешней нагрузки 1 МПа.
Корпус (фиг.1) содержит две сфероцилиндрические оконцовки средней толщины 1 и 2, изготовленные из стекла марки МКР-1. Между сфероцилиндрическими оконцозка- ми 1 и 2 расположена цилиндрическая секция 3 из того же материала. Оконцовка 1 и секция 3 соединены при помощи разъемного соединения, включающего стальные кольца-обрамления 4, установленные на торцовых зонах сопрягаемых элементов при помощи клеевого состава - эпоксидного клея Д-9. Опорные поЕ ерхности колец- обрамлений 4 выполнены коническими, конусности их равны. Угол при вершине конуса равен у . Оконцовка 2 и секция 3 соединены при помощи узла неразъемного клеевого соединения (фиг,2), включающего клеевой шов 5, торцы оконцовки 2 и секции 3. Клеевой шов 5 имеет в сечении плоскостью форму трапеции. При этом меньшее основание имеет длину б . Торцовые сопрягаемые поверхности секции 3 и оконцовки 2 выполнены коническими. Причем угол при вершине конуса торцовой поверхности цилиндрической секции 3 равен/ , а сфероцилиндрической оболочки 2 -а . Толщина; стенки корпуса везде одинакова и равна Н. Основные соотношения корпуса гидрофизического прибора следующие; толщина стенки корпуса h 11,0 ± 1 мм; наружная длина корпуса L. 854 ± 3 мм; наружный диаметр корпуса D 200 ± 1 мм; длина цилиндрической секции 3 1 470 ± 1 мм; угол при вершине конических сопрягаемых опорных поверхностей колец-обрамлений 4 у 150°; угол при вершине конической торг цовой поверхности сфероцилиндрической оболочки 2 а 160°; угол при вершине конической торцовой поверхности цилиндриче
0
5
0
5
0
5
0
45
50
55
ской секции 3 / 165°; толщина клеевого
шва 5 у внутренних торцов узла неразъемного клеевого соединения б 0,005 h, (5 0,05 мм; толщина клеевого шва 5 у наружных торцов узла неразъемного клеевого соединения а 0,11 мм.
Корпус кроме того, снабжен элементами, предназначенными для крепления и удержания его на заданной глубине, а также защитным кожухом из полиэтилена (не показаны). Узлы соединения - разъемный и неразъемный - герметизированы снаружи тиоколовым герметиком (не показано).
При нагружении корпуса внешним гидростатическим давлением клеевой шов 5 узла неразъемного клеевого соединения оказывается в состоянии всестороннего практически равномерного сжатия (фиг.4). Соотношения напряжений в зонах оболочек, прилегающих к торцам, и клеевого шва 5 с увеличением, давления изменяется незначительно. Это происходит за счет увеличения опорных поверхностей секции 3 ,и оболочки 2, а также толщины клеевого шва 5 у наружной боковой поверхности корпуса, оптимизации размеров и формы узла неразъемного-клеевого соединения.
На фиг. 3 приведены картины напряженного состояния (сгг - радиальные напряжения; Off) окружные напряжения Ог меридиональное напряжения) только вблизи узла неразъемного клеевого соединения у корпуса гидрофизического прибора, содержащего цилиндрические секции, торцы которых сопряжены по плоскости, перпендикулярной оси корпуса.
На фиг. 4- картина напряженного состояния вблизи узла неразъемного клеевого соединения, цилиндрические участки которых сопряжены по коническим поверхностям в соответствии с предлагаемым устройством. При этом (7г, О(р , Oi соответственно радиальные, окружные и меридиональные напряжения. Приведенные картины полей напряжений показывают, что при внешнем гидростатическом давлении, составляющем 1 МПа, уровень радиальных растягивающих напряжений, окружных и меридиональных сжимающих напряжений в хрупких элементах предлагаемого устройства оказываются существенно ниже (0,2; - 7,0 и - 7,0 р против 0,8; - 9,2 и - 9,2 р), чем в решении с сопряжением торцов цилиндрических участков по плоскости. .
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция корпуса гидрофизического прибора является более надежной за счет увеличения его прочности, создания в конструкции напряженного состояния, близкого к однородному, и поддержания стабильного соотношения уровней напряжений в процессе нагружения.
Формула изобретения Корпус гидрофизического прибора, содержащий изготовленные из хрупкого неметаллического материала соосно расположенные цилиндрическую и сфероцилиндрические секции, герметично соединенные между собой посредством узла неразъемного клеевого соединения, опорные торцовые поверхности сопряженных цилиндрических участков которого выполнены в форме конусов с вершинами конусов на продольной геометрической оси секций,
0
5
образующих внутренний объем, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, вершины конусов сопряженных опорных торцовых поверхностей узла неразъемного клеевого соединения направлены в одну сторону, величины углов аи/З при вершине каждого конуса равны 160-165°, а разность величин углов -а 5°, причем толщина клеевого шва д между внутренними кромками торцов сопряженных конических поверхностей узла неразъемного клеевого соединения выбирается из соотношения д (0,004,...,0,006) -h, где h - толщина стенки цилиндрической секции, м, при этом точка пересечения образующих конусов расположена во внутреннем объеме.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| Корпус гидрофизического прибора | 1989 |
|
SU1684955A2 |
| Способ испытания кольцевых образцов при повторных нагрузках | 1990 |
|
SU1739258A1 |
| Узел неразъемного клеевого соединения корпуса гидрофизического прибора | 1988 |
|
SU1497401A1 |
| Способ изготовления узла разьема корпуса гидрофизического прибора | 1988 |
|
SU1743806A1 |
| Способ термической обработки изделий | 1988 |
|
SU1565901A1 |
| Корпус подводного гидрофизического прибора | 1983 |
|
SU1143641A1 |
| Корпус для подводного комплекса гидрофизических приборов | 1982 |
|
SU1074761A1 |
| Неразъемное клеевое соединение деталей | 1990 |
|
SU1751466A1 |
| Паяное телескопическое соединение | 1980 |
|
SU946860A1 |
| Стойка из композитного материала | 2021 |
|
RU2772070C1 |
Изобретение относится к средствам для исследования и освоения океана и может быть использовано при разработке корпусов для размещения в них гидрофизической аппаратуры, обеспечивающих эффективную ее защиту и эксплуатацию на различных глубинах. Цель изобретения - повышение надежности обеспечивается тем, что корпус содержит две сфероцилиндрические оконцовки средней толщины 1 и 2, между которыми размещена цилиндрическая секция 3. Все секции изготовлены из стекла, например, марки МКР-1. Секции 1 и 3 соединены с помощью узла разъемного соединения, включающего стальные кольца-обрамления 4. Опорные поверхности колец-обрамлений 4 выполнены коническими с углом при вершине γ. Секции 2 и 3 соединены при помощи узла неразъемного клеевого соединения, включающего клеевой шов, который имеет в сечении форму трапеции. Меньшее основание сечения клеевого шва имеет длину δ=(0,004,...,0,006) .H, где H - толщина стенки цилиндрической секции. Угол при вершине конуса торцовой поверхности секции 3 равен β, а сфероцилиндрической оболочки 2 равен α. Величины углов α и β выбирают из диапазона 160-165°, при этом разность величин углов β-α≤5°. Такая конструкция узла неразъемного соединения обеспечивает создание в конструкции напряженного состояния, близкого к однородному, что повышает надежность корпуса.
Фиг.1
ФигМ
