Оболочка из композиционных материалов Советский патент 1992 года по МПК F16L9/12 

Изобретение относится к строительству и может найти применение в магистральных трубопроводах, тепловых и водных сетях коммунального хозяйства.

Известна конструкция резинокордной оболочки, корд которой образован меридиональными или перекрестно-меридиональными нитями, огибающими размещенные в буртах закладные элементы, выполненные в виде уложенных витков непрерывного жгута.

Указанная конструкция оболочки сложна в изготовлении и недостаточно надежна при изготовлении конструкций с криволинейной осью симметрии путем стыковки отдельных оболочек под углом друг к другу.

Цель изобретения - упрощение технологии изготовления и повышение надежности.

Оболочка из композиционных материалов содержит каркас из нитей, намотанных по пересекающимся спиралям, и стыковочные законцовки. Каркас оболочки выполнен с криволинейной в одной плоскости осью симметрии и снабжен криволинейной полосой ленты из высокомодульного композиционного материала, установленной вдоль криволинейной образующей оболочки по минимальному радиусу кривизны. Полоса ленты закреплена на законцовках кольцевой намоткой нитей. Нити спиралей намотки каркаса уложены под углом 55-86° к оси симметрии оболочки.

На фиг. 1 показана оболочка; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

Оболочка состоит из каркаса 1, полученного намоткой нитей 2 по пересекающимся спиралям под углом 55-86° к криволинейVI

00

чэ

01

ной оси оболочки, и стыковочных законцо- вок 3.

Каркас 1 (фиг. 1, 2) содержит криволинейную полосу ленты 4 из высокомодульного композиционного материала, установленную вдоль криволинейной образующей оболочки по минимальному радиусу кривизны,закрепленную на законцовках 3 кольцевыми нитями 5.

Для намотки каркаса используются нити из высокомодульных волокон, например из стеклянных, органических, угольных, борных, пропитанных связующим.

Криволинейную полосу ленты 4 изготавливают из однонаправленных высокомодульных волокон с минимальной деформацией по длине. Материалы для таких лент могут служить стеклопластиковые, органопластиковые, углепластиковые ткани, жгуты и ленты.

Оболочку из композиционных материалов изготавливают путем укладки вдоль образующей на наружную поверхность надувной оправки, находящейся под избыточным давлением, полосы ленты, пропитанной связующим, с последующей намоткой нитей, также пропитанных связующим по спиралям, пересекающимся под углом 55-86°, и нитей, укладываемых по кольцу. Подачей дополнительного давления в оправку обеспечивают деформацию заготовки оболочки и приобретение ею криволинейной оси симметрии.

Закрепление формы оболочки происходит в результате термообработки.

Изготовление оболочек с криволинейной осью симметрии возможно только при условии укладки нитей спиралей в диапазоне углов 55-86° к оси оболочки.

и

10

15

20

25

30

35

При угле 54°441 (для удобства 55°) оболочка становится устойчивой равновесной системой.

Неосесимметричное деформирование и изгиб цилиндрической сетчатой оболочки происходит при заневоливании осевой деформации с одной стороны с помощью полосы ленты 4.

Укладка нитей под углами больше 86° нецелесообразна ввиду отсутствия перекрещивания спиралей и связей между ними (практически происходит кольцевая намотка), что приводит к радиальному разрыву материала надувной оболочки на стороне, противоположной полосе ленты 4.

Угол укладки нитей для каждого радиуса кривизны оси симметрии оболочки определяется расчетным путем.

Положительный эффект от использования изобретения заключается в упрощении изготовления криволинейных оболочек, повышения их качества и надежности. . Формула изобретения

Оболочка из композиционных материалов, содержащая каркас из нитей, намотанных по пересекающимся спиралям, и стыковочные законцовки, отличающая- с я тем, что, с целью упрощения изготовления и повышения надежности, каркас выполнен с криволинейной в одной плоскости осью симметрии, снабжен криволинейной полосой ленты из высокомодульного композиционного материала, установленной вдоль криволинейной образующей оболочки по минимальному радиусу кривизны, закрепленной на законцовках кольцевой намоткой нитей, а нити спиралей намотки уложены под углом 55...86° к оси симметрии оболочки.

Фиг.1

Изобретение относится к механике, в частности к трубам из пластических масс. Цель изобретения - упрощение изготовления и повышение надежности-достигается тем, что каркас оболочки получен путем намотки нитей, содержит криволинейную полосу жесткой ленты из высокомодульного композиционного материала, которая установлена вдоль криволинейной образующей оболочки и закреплена на законцовках с помощью кольцевой намотки нитей. Угол намотки спиральных пересекающихся нитей находится в интервале 55...86° к оси симметрии оболочки. 2 ил.

ВидА