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

(61) 1318760 (21)4752737/33 (22)25.10.89 (46)30.09.91. Бюл. №36

(71)Центральный научно-исследовательский институт спецмашиностроения

(72)В.В.Мерзляков, В.Н.Виноградов, В.М.Овчинников, В.И.Охрименко и Н.И.Акульшин (53)621.643.4(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР № 1318760, кл. F 16 L 9/12, 1987.

(54) ОПОРНЫЙ ШПАНГОУТ ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к строительству. Цель изобретения - снижение массы при сохранении прочности и жесткости конструкции. Опорный шпангоут образован чередующимися слоями сплющенных корытообразных рукавов из волокон спиральной и кольцевой намотки и непрерывных волокон кольцевого армирования. На боковых стенках шпангоута расположены дополнительные сплющенные рукава, расположенные между днищем шпангоута и кольцевыми выступами, 5 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве силового элемента для подкрепления шахтных колодцев, цилиндрических контейнеров и является усовершенствованием основного изобретения по авт.ев, № 1318760.

Цель -изобретения - снижение веса шпангоута при сохранении прочности и жесткости.

На фиг.1 изображен шпангоут, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З -фрагмент шпангоута в аксонометрической проекции; на фиг.4 - оправка для изготовления шпангоута; на фиг.5 - поперечное сечение с намотанной заготовкой шпангоута.

Опорный шпангоут 1 (фиг.1) состоит из чередующихся слоев сплющенных кольцевых рукавов 2 (фиг.З) корытообразного профиля из непрерывных армирующих волокон спиральной намотки с непрерывными кольцевыми армирующими волокнами по днищам 3 кольцевых корытообразных рукавов 2 и кромочными кольцевыми нитями 4 (фиг.2).

Опорный шпангоут 1 снабжен дополнительными сплющенными рукавами 5, охватывающими его Г-образные выступы 6 так, что одни их кромки 7 размещены на кромках 8 сплющенных рукавов шпангоута 9, а другие кромки 10 на боковых стенках 11 (фиг.З) между днищем 3 и кольцевыми выступами 6 шпангоута.

Формообразование предлагаемой конструкции опорного шпангоута из композиционного материала осуществляется на оправке 12 (фиг.4), содержащей вал 13, диски 14, к которым крепятся винтами секции 15. В кольцевых канавках 16 секций 15 фиксируют кромочные кольцевые нити 4 (фиг.5), расположенные внутри кромок сплющенных рукавов 2, и придают оправке вращательное движение. При этом непрерывные кольцевые армирующие волокна 17 деформируют сплющенный рукав и утягивают его во внутреннюю полость 18 (фиг.А) оправки, образуя днище 3 и кольцевые выступы 6 шпангоута 1.

(

00

о ю о

ю

Наматывая требуемое количество слоев сплющенных кольцевых рукавов 2 корытообразного профиля, получают заготовку шпангоута.

Далее уменьшают ширину сплющенного рукава и размещают одну из его кромочных кольцевых нитей 19 в кольцевой канавке 16 секций 15, а другую кольцевую кромочную нить 20 (фиг.5) пускают в свободном состоянии по боковой стенке 11 шпан- гоута 1 и производят вращательное движение оправки. Кромочная кольцевая нить 20 (фиг.5) пускают в свободном состоянии по боковой стенке 11 шпангоута 1 и производят вращательное движение оправ- ки. Кромочная кольцевая нить 21, расположенная внутри кромки сплющенного рукава, удерживается на боковой стенке 11 шпангоута за счет натяжения непрерывных армирующих волокон 3 спиральной намот- ки. Наматывая требуемое количество слоев, получают дополнительные сплющенные рукава 5, расположенные между днищем 3 шпангоута и его кольцевыми выступами 6.

Затем приступают к изготовлению до- полнительных смещенных рукавов на второй боковой стенке шпангоута.

Полученную заготовку пропитывают связующим составом и помещают в термопечь для термообработки. Затем произво- дят демонтаж и извлечение готового

Фиг./

шпангоута.

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

Наличие дополнительных сплющенных рукавов предотвращает локальные разрушения.стенки шпангоута при нагружении сосредоточенными силами из его плоскости,

Применение изобретения усиливает боковые стенки шпангоутов по их высоте непосредственно в местах приложения нагрузок, не учитывая массы шпангоута в местах, не подверженных нагружению.

Формула изобретения

Опорный шпангоут из композиционного материала по авт.св. Мг 1318760, отличающийся тем, что, с целью снижения массы при сохранении прочности и жесткости, он снабжен Дополнительными сплющенными рукавами, охватывающими его кольцевые выступы Г-образного профиля с размещением одних кромок дополнительных сплющенных рукавов на кромках сплющенных рукавов шпангоута, а других - на его боковых стенках между днищем и кольцевыми выступами.

А-А

3

/5

Фиг. 5

Фив. 5

18 918

16

П

Фм.4