Стержневой переходник из волокнистого композита Советский патент 1981 года по МПК E04C5/07 E04C2/24 

(54) СТЕРЖНЕВОЙ ПЕРЕХОДНИК ИЗ ВОЛОКНИСТОГО КОШОЗИТА

Изобретение относится к строитель ству и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для стержневых частей ферменных конструкций и в качестве несущих переходников, имеюищх осесимметричную форму. Известны стержневые переходники из волокнистого композита, состоящие из чередующихся продольных и кольцевых слоев волокон 11. Наиболее близким к предлагаемому является стержневой переходник из волокнистого композита, боковая поверхность которого образована тюлярно ориентированными волокнами, т.е. последние проходят через наиболее удаленные друг от друга области цилиндрической оправки. Переходник им ет законцовки . Недостатком этого стержневого пер ходника является искривление волокон, что объясняется тем, что дажз при полярной намотке волокна укладываются не строго по прямолинейным образующим цилиндрической оправки, а по винтовым линиям малой кривизны. При гагружении композита в искривленных волокнах кроме осевого сжатия Или растяжения возникают нормальные напряжения отрыва на поверхности раздела волокно-матрица. Нормальные напряжения на поверхности раздела приводят к нарушению монолитности композита задолго до момента разрыва волокон. При сжатии это приводит к потери устойчивости волокон и, как реузльтат, к снижению несущей способности композита в целом. При растяжении происходит истирание поверхности волокон за счет фрикционного взаимодействия волокна и матрицы при передаче касательных усилий на границе раздела, .что приводит к снижению исходной прочности волокон и в итоге к снижению прочности композита. Частичная потеря несущей способности материала за счет искривления волокна кo meнcиpyeтcя увеличением толщины стенки композитной конструкции, что приводит к повышению веса. Этот эффект усиливается в условиях малоциклового дайствия переменных нагружений. Цель изобретения повьыиение проч ности стержневого переходника за сче расположения волокон, которое создает наиболее благоприятные условия для работы волокон при знакоперемен.ных нагрузках, и следовательно, снижение веса стержневого переходника. Поставленная цель достигается тем, что в стержневом переходнике из волокнистого композита, боковая поверхность которого образована поля но ориентированными волокнами, и име ющим законцовки, волокна расположены по прямолинейным образу1адим однополостиого гиперболоида и наклонены в противоположные стороны относитель но оси переходника. На чертеже показан стержневой переходник . Стержневой переходник содержит за концовки 1 и 2. Боковая поверхность его образована волокна ш 3, имеющими одно направление относительно оси из делия (угол d) , и волокнами 4, имею щими противоположное направление (угол (i). Стержневой переходник при помощи законцовок 1 и 2 включается в работу конструкции, например фермы. При этом переходник может воспринимать знакопеременные нагрузки как осевые, так и изгибные. Так как волокна 3 и 74 4 расположены по прямолинейным образующим .однополостного гиперболоида, то они работают только на расстояние или сжатие и не искривлены, Нагружение волокон 3 и 4 растяже1даем или сжатием является оптимальньш с точки зрения .микромеханнки волокниЙтого композита, что позволяет повысить прочность конструкции и-снизить расход материала и вес от 10-20%. Для того, чтобы волокна при полярной намотке плотно прилегали друг к другу, 01-ш .наматываются на технологическую оправку 5, наружная поверхность которой ,гмеет форму однополостного гиперболоида. Формула изобретения Стержневой переходник из волокнистого композита, боковая поверхность которого образована полярно ориентированныг-ш волокнами, имею1ций законцовки, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и снижения веса, волокна расположены по прямолинейным образующим однополостного гиперболоида и наклонены в противоположные стороны относительно оси переходника. Источники информации, принятые во BHHMairae при экспертизе 1.Авторское свродетельство СССР № 186231, кл. F 16 L 9/12, 1965. 2.Авторское свидетельство СССР - 301416, кд.,Е 04 С 5/07, 1971.