Опорный шпангоут из композиционного материала Советский патент 1991 года по МПК F16L9/12 E04C3/29 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве силового элемента для подкрепления шахтных колодцев, цилиндрических контейнеров, секций силовых башен и т. п. и является дополнительным к основному авт. св. СССР N 1318760.

Цель изобретения - повышение прочности и надежности конструкции за счет обеспечения возможности размещения поперечного набора стрингеров.

На фиг. 1 изображен шпангоут, общий вид; на фиг. 2 - поперечное сечение А-А на фиг. 1; на фиг.З - шпангоут в аксонометрической проекции с проемом под стрингер; на фиг, 4 - шпангоут со стрингером, размещенным в проеме шпангоута, поперечное сечение; на фиг. 5 - оправка для изготовления шпангоута, поперечное сечение; на фиг. 6 - вид Б на фиг. 5.

Опорный шпангоут 1 (фиг. 1) состоит из чередующихся слоев сплющенных кольцевых рукавов 2 (фиг. 2), корытообразного профиля из непрерывных армирующих волокон 3 (фиг. 3), спиральной намотки с непрерывными кольцевыми армирующими волокнами 4 по днищам 5 кольцевых корытообразных рукавов 2 и кромочными кольцевыми волокнами 6. Шпангоут в слоях корытообразных рукавов 2 выполнен с пучками V-образных армирующих волокон 3 с общей вершиной, обращенной к днищам 5 рукавов 2. Пучки 7 и 8 имеют ветви 9, закрепленные на Г-образных кольцевых выступах 10 шпангоута 1 с образованием проемов 11, необходимых для размещения стрингеров 12, причем концы 13 V-образных пучков скреплены кромочными кольцевыми волокнами 6.

Формообразование предлагаемой конструкции опорного шпангоута из композиционного материала осуществляется на оправке (фиг. 5 и 6). содержащий бандаж 14 и секции 15. В кольцевых канавках 16 секЁ

г

01

VI го го

ю

ций 15 фиксируют кромочные кольцевые волокна 6, расположенные внутри кромок сплющенных рукавов 2 из непрерывных армирующих спиральных волокон 3 (фиг. 3) и придают оправке вращательное движение. При этом кольцевые волокна деформируют сплющенный рукав и утягивают его во внутреннюю полость 17 (фиг. 5) оправки, образуя днище 5 (фиг. 3) и кольцевые выступы 10 шпангоута 1. На наружной поверхнос и сек- ций 15(фиг. 5, 6) в местах, предусмотренных конструкцией шпангоута, расположены формирующие знаки 18, имеющие конфигурацию трехугольника со скругленной вершиной. Формирующие знаки 18 пред- назначены для образования V-образных пучков 7.

В процессе намотки на оправку армирующие волокна 3, оформляющие Г-образный кольцевой выступ 10, соприкасаются со скругленными вершинами знакоз 18 и соскальзывают по их боковым сторонам к основаниям. В результате этого армирующие волокна 3 перераспределяются по наружному диаметру секций 15 таким образом, что у оснований формирующих знаков 18 образуются утолщения в виде V-образных пучков 7 из армирующих волокон 3. Пучки 7 располагаются на боковых стенках шпангоута и направлены своей вершиной 9 к днищам 5 корытообразных рукавов. Части пучков, расположенные на Г-образном выступе, и концы 13 пучков 7, скреплены кольцевыми

волокнами 6 Наматывая требуемое количество слоев корытообразных рукавов 2 получают заготовку шпангоута с проемами 11, необходимыми для размещения стрингеров 12.

Полученную заготовку пропитывают связующим и помещают в термопечь для термообработки. Затем производят демонтаж оправки и извлечение готового шпангоута.

В качестве армирующего материала при изготовлении шпангоутов используют угле- волокно, органоволокно и другие высокомодульные волокна, пропитанные эпоксидным связующим.

Формула изобретения Опорный шпангоут из композиционного материала по авт. св. № 1318760, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и надежности конструкции за счет обеспечения возможности размещения поперечного набора стрингеров, шпангоут в слоях непрерывных армирующих волокон спиральной намотки выполнен с пучками V-образных армирующих волокон с общей вершиной, обращенной к днищам сплющенных рукавов, и с ветвями, закрепленными на Г-образных кольцевых выступах с образованием проемов для размещения стрингеров, причем концы V-образных армирующих волокон скреплены кольцевыми армирующими волокнами кромок сплющенных рукавов.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве силового элемента для подкрепления цилиндрических сооружений. Цель изобретения повышение прочности и надежности конструкции за счет обеспечения возможности размещения поперечного набора стрингеров. Опорный шпангоут образован чередующимися слоями сплющенных корытообразных рукавов из волокон спиральной намотки и непрерывных волокон кольцевого армирования. На боковых стенках шпангоута расположены проемы для размещения стрингеров, образованные У/образными пучками армирующих волокон шпангоута. Пучки своими вершинами обращены к днищам корытообразных рукавов и своими ветвями закреплены на Г-образных выступах шпангоута. 6 ил.

фиг1

11

Фиг.З

Фиг

17

фиг.5 BudS

16

16