Опорный шпангоут из композиционного материала Советский патент 1992 года по МПК E04C3/29 F16L9/12 

сл

С

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для подкрепления цилиндрических сооружений. Цель изобретения состоит в повышении прочности и надежности шпангоута. Опорный шпангоут имеет в поперечном сечении форму двутавра. На наружной поверхности имеются открытый кольцевой паз и проемы для размещения стрингеров с продольными пазами. В местах перекрещивания кольцевых и продольных пазов установлены крестообразные скрепляющие элементы из перекре- щивающихся армирующих волокон, препятствующие перемещению шпангоутов относительно стрингеров. 5 ил.

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 - повышение прочности и надежности шпангоута.

На фиг. 1 изображен шпангоут, общий вид; на фиг. 2 - шпангоут с крестообразным элементом, вид сверху; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - часть шпангоута с крестообразным элементом в аксонометрической проекции; на . 5 - часть штангоу- та в комбинации со стрингером в аксонометрической проекции.

Опорный шпангоут 1 содержит наружный кольцевой паз 2 и пересекающиеся с ним проемы 3 для размещения стрингеров 4. В каждом сечении кольцевого паза 2 с проемами 3 установлены с зазором 5 для размещения стрингеров 4 крестообразные

элементы 6, скрепленные со шпангоутом 1 по ветвям 7 крестообразных элементов 6, направленных вдоль кольцевого паза 2 шпангоута. Ветви 8 крестообразных элементов направлены вдоль проемов 3 шпангоута 1, Крестообразные элементы 6 изготовлены из перекрещивающихся армирующих волокон 9 и 10. Стрингеры 4, размещаемые в проемах 3 шпангоута 1, имеют продольные пазы 11, аналогичные кольце- вым пазам 2 шпангоута 1.

Формообразование предлагаемой конструкции опорного шпангоута из композиционного материала осуществляется следующим образом. Шпа нгоут изготавливают методом формования углеродной ткани марки УТ-900, предварительно пропитанной связующим составом, с последующей подпрессовкой заготовки формообразующими элементами и термообработкой в печи. Полученный шпангоут имеет замкнуVI

ГО |О iO 1ЧЭ

тую кольцевую конструкцию с поперечным сечением двутаврового профиля. На наружном диаметре шпангоута выполнены: открытый кольцевой паз 2 и проемы 3 для размещения стрингеров, пересекающиеся с пазом 2. Форма и величина поперечного сечения паза 2 и количество проемов 3 определяются расчетным путем.

В проемы 3 шпангоута вставляют заранее изготовленные стрингеры 4 из компози- ционного материала. Таким образом формируется каркас, содержащий продольные 11 и кольцевые 2 пазы, перекрещивающиеся между собой. И, наконец, совершают заполнение пазов армирующими волокна- ми 9 и 10 из углеволокна марки УКН-5000, пропитанного связующим составом. Заполнение проводят методом продольно-поперечной намотки, чередуя укладку продольных волокон 9 с кольцевыми 10, по- следовательно заполняя все пазы. По окончаниизаполненияпроводяттермообработку. В результате этого в местах пересечения пазов образуются крестообразные элементы 6, выполненные из перекрещивающихся армирующих волокон 9 и 10. Ветви 7 крестообразных элементов 6

направлены вдоль кольцевого паза 2 шпангоута 1 и скреплены с ним посредством связующего состава, а ветви 8 направлены вдоль продольного паза 11 стрингера 4.

Полученная в результате предлагаемого технического решения конструкция позволяет повысить прочность и надежность шпангоута за счет скрепления его со стрингером с помощью крестообразных элементов, препятствующих смещению стрингера относительно шпангоута при воздействии нагрузок, направленных вдоль стрингера.

Формула изобретения Опорный шпангоут из композиционного материала, содержащий наружный открытый кольцевой паз и пересекающиеся с ним проемы для размещения стрингеров, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и надежности, в каждом пересечении кольцевого паза с проемами установлены с зазором для размещения стрингеров крестообразные элементы из армирующих волокон, скрепленные со шпангоутом и ветвями направленные соответственно вдоль кольцевого паза и проемов.

Фиг-i

Фиг. 4