RU2149761C1 - Reticular sheathing in the form of body of rotation of composite materials and method for its manufacture - Google Patents
Reticular sheathing in the form of body of rotation of composite materials and method for its manufacture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2149761C1 RU2149761C1 RU99112246A RU99112246A RU2149761C1 RU 2149761 C1 RU2149761 C1 RU 2149761C1 RU 99112246 A RU99112246 A RU 99112246A RU 99112246 A RU99112246 A RU 99112246A RU 2149761 C1 RU2149761 C1 RU 2149761C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- annular
- spiral
- ribs
- layers
- transitions
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 49
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 abstract description 3
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 5
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 3
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 210000001525 retina Anatomy 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 102000010410 Nogo Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010077641 Nogo Proteins Proteins 0.000 description 1
- 238000012443 analytical study Methods 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится в целом к оболочечным конструкциям из композиционных материалов и способам их изготовления и может быть использовано, в частности, при производстве корпусов или отсеков летательных аппаратов, применяемых в ракетной и авиационной технике. The invention relates in General to shell structures made of composite materials and methods for their manufacture and can be used, in particular, in the manufacture of bodies or compartments of aircraft used in rocket and aviation technology.
К оболочкам в виде тел вращения из композиционных материалов предъявляются повышенные требования по жесткости, прочности и надежности, качеству их изготовления, при этом изделия должны обладать минимальной массой. Однако при решении вопросов снижения массы возникает опасность преждевременного разрушения изделий. Поэтому в оболочках в виде тел вращения используют различные комбинации структур композиционного материала на основе сочетания армирующих нитей в спиральных и кольцевом направлениях. Особенно актуальной является задача создания жестких и прочных сетчатых оболочек в виде тел вращения, в которых спиральные и кольцевые ребра и обшивка имеют слоистую структуру композиционных материалов. Enclosures in the form of bodies of revolution made of composite materials are subject to increased requirements for stiffness, strength and reliability, the quality of their manufacture, while the products must have a minimum weight. However, when solving issues of weight reduction, there is a danger of premature destruction of products. Therefore, in the shells in the form of bodies of revolution, various combinations of the structures of the composite material are used based on the combination of reinforcing threads in spiral and circular directions. Particularly relevant is the task of creating rigid and durable mesh shells in the form of bodies of revolution, in which spiral and annular ribs and casing have a layered structure of composite materials.
Известна сетчатая оболочка в виде тела вращения из композиционных материалов, содержащая множество пересекающихся, выполненных за одно целое спиральных и кольцевых ребер, образованных из повторяющихся по толщине стенки оболочки слоев систем перекрещивающихся спиральных и кольцевых лент, ленточных наклонных переходов между кольцевыми лентами, равномерно смещенных друг относительно друга в окружном и спиральном направлениях, покрывающие их слои наружной обшивки, с соответственно ориентированными в них однонаправленными нитями, скрепленными полимерным связующим (патент РФ N 2083371, МПК6 B 32 B 3/12, 1996).Known mesh shell in the form of a body of revolution made of composite materials, containing many intersecting, made in one piece spiral and annular ribs formed from repeating along the wall thickness of the shell layers of systems of intersecting spiral and annular tapes, tape inclined transitions between ring tapes, uniformly offset from each other each other in the circumferential and spiral directions, the outer skin layers covering them, with unidirectional filaments oriented accordingly in them, lennymi polymeric binder (Russian Federation Patent N 2083371, IPC 6 B 32
Известна оболочка в виде тела вращения из композиционных материалов, содержащая наружную обшивку и множество пересекающихся, выполненных за одно целое спиральных и кольцевых ребер, образованных перекрещивающимися между собой спиральными и кольцевыми лентами (патент США N 3083864, кл. 220-83, 1963). Known shell in the form of a body of revolution made of composite materials, containing the outer skin and many intersecting, made in one piece spiral and annular ribs formed by intersecting spiral and annular tapes (US patent N 3083864, CL 220-83, 1963).
Известна другая оболочка в виде тела вращения из композиционных материалов, содержащая силовой каркас ячеистой структуры из перекрещивающихся однонаправленных нитей и внешнее защитное покрытие (патент США N 4137354, кл. 428-116, 1979). Another shell in the form of a body of revolution made of composite materials is known, containing a power frame of a cellular structure of intersecting unidirectional filaments and an external protective coating (US patent N 4137354, CL 428-116, 1979).
Известна также оболочка в виде вращения из композиционных материалов, содержащая силовой каркас ячеистой структуры, образованный из повторяющихся по толщине стенки оболочки слоев систем перекрещивающихся спиральных, продольных и кольцевых лент, выполненных из однонаправленных нитей, образующих ребра, и внешнее защитное покрытие (патент США N 4284679, кл. B 32 B 7/02, 1981). Also known is a shell in the form of rotation made of composite materials, containing a cellular honeycomb structure formed from repeating layers of intersecting spiral, longitudinal and annular ribbons made of unidirectional filaments forming ribs repeated along the wall thickness of the shell and an external protective coating (US Pat. No. 4,284,679) Cl. B 32
Оболочки по патентам США созданы с ячеистыми структурами из композиционных материалов. В таких оболочках в узлах перекрытий ребер возникает повышенная концентрация напряжений при силовом нагружении, приводящая к снижению прочности ребер и разрушению конструкций. Shells for US patents are created with cellular structures made of composite materials. In such shells in the nodes of the overlapping ribs there is an increased concentration of stresses under power loading, leading to a decrease in the strength of the ribs and the destruction of structures.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является сетчатая оболочка в виде тела вращения из композиционных материалов по патенту РФ N 2083371. В указанной оболочке имеются спиральные ребра, образованные ленточными наклонными переходами между кольцевыми лентами кольцевых ребер, которые упрочняют конструкцию из пересекающихся спиральных и кольцевых ребер, являются результатом их несовершенства. The closest analogue selected as a prototype is a mesh shell in the form of a body of revolution made of composite materials according to RF patent N 2083371. In this shell there are spiral ribs formed by tape inclined transitions between the annular ribbons of the annular ribs, which reinforce the design of intersecting spiral and annular ribs are the result of their imperfection.
Известен способ изготовления сетчатой оболочки в виде тела вращения из композиционных материалов, заключающийся в покрытии сердечника разиноподобным материалом с взаимно пересекающимися пазами, укладке в пазы с образованием слоев перекрещивающихся спиральных и кольцевых лент на однонаправленных нитей, предварительно пропитанных полимерным связующим, с выполнением в слоях между кольцевыми лентами ленточных наклонных переходов, нанесении на слои формообразующих элементов, термообработке с последующим извлечением сердечника и резиноподобного материала (патент РФ N 2083371, кл. B 29 C 53/56, 1996). A known method of manufacturing a mesh shell in the form of a body of revolution from composite materials, which consists in covering the core with a raznopodobny material with mutually intersecting grooves, laying in grooves with the formation of layers of intersecting spiral and annular tapes on unidirectional threads, pre-impregnated with a polymeric binder, with execution in layers between the annular tapes of tape inclined transitions, drawing on the layers of forming elements, heat treatment, followed by extraction of the core and rubber opodobnogo material (RF Patent N 2083371, cl. B 29 C 53/56, 1996).
Известен способ изготовления оболочек в виде тела вращения из композиционных материалов, включающий установку на оправку формообразующих элементов из резиноподобного материала и формирование между ними сетки взаимно пересекающихся пазов, укладку в них перекрещивающихся однонаправленных нитей, пропитанных связующим, для образования ребер, намотку лент с натяжением поверх формообразующих элементов и нитей в пазах для образования внешнего защитного покрытия и термообработку с последующим извлечением справки и формообразующих элементов (патент США N 4137354, кл. 428-116, 1977). A known method of manufacturing shells in the form of a body of revolution from composite materials, including mounting on a mandrel of forming elements from a rubber-like material and forming between them a grid of mutually intersecting grooves, laying intersecting unidirectional threads impregnated with a binder in them to form ribs, winding ribbons with tension over the forming elements and threads in the grooves for the formation of an external protective coating and heat treatment, followed by extracting help and forming elements Comrade (U.S. Patent No. 4,137,354, CL 428-116, 1977).
Известные способы изготовления оболочек по патентам США не обеспечивают необходимое качество формирования реберно-ячеистой структуры, в частности из монолитности, что приводит к их разрушению при нагружении. Known methods for the manufacture of shells according to US patents do not provide the necessary quality of formation of the rib-cell structure, in particular from solidity, which leads to their destruction under loading.
Известен и другой подобный способ изготовления оболочек в виде тел вращения (патент США N 4284679, кл. B 32 B 7/02, 1981), в котором используют формообразующие элементы, наносимые на ленты по месту расположения ребер. Недостатком способа является неравномерность опрессовки ребер по их длине. There is also another similar method for the manufacture of shells in the form of bodies of revolution (US patent N 4284679, CL B 32
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является способ изготовления сетчатых оболочек в виде тел вращения из композиционных материалов по патенту РФ N 2083371. The closest analogue, selected as a prototype, is a method of manufacturing a mesh shell in the form of bodies of revolution from composite materials according to the patent of the Russian Federation N 2083371.
К недостаткам способа следует отнести укладку ленточных наклонных переходов между кольцевыми лентами в специальные спиральные пазы в резиноподобном материале, пересекающиеся со спиральными пазами, что усложняет их программную укладку, способ не обеспечивает равномерное распределение армирующих нитей в пределах окружного направления и приводит к сосредоточению их либо по одной специальной спирали, либо по специальным отрезкам спиралей между кольцевыми лентами с сосредоточением указанного вида отрезков вдоль боковой образующей оболочки, что приводит к неэффективному распределению материала для случаев осесиметричного нагружения. The disadvantages of the method include laying tape inclined transitions between the annular tapes in special spiral grooves in a rubber-like material intersecting with spiral grooves, which complicates their programmed laying, the method does not provide an even distribution of reinforcing threads within the circumferential direction and leads to their concentration either one by one a special spiral, or along special segments of spirals between annular ribbons with the concentration of the indicated type of segments along the lateral generatrix of points, which leads to an inefficient allocation of material for cases osesimetrichnogo loading.
Основной задачей изобретений является создание сетчатой оболочки в виде тела вращения из композиционных материалов с обеспечением равномерного распределения армирующего материала ленточных наклонных переходов между кольцевыми лентами кольцевых ребер. The main objective of the invention is the creation of a mesh shell in the form of a body of revolution from composite materials with a uniform distribution of the reinforcing material of the tape inclined transitions between the annular tapes of the annular ribs.
Техническим результатом от использования изобретений является получение сетчатой оболочки в виде тела вращения из композиционных материалов повышенной жесткости, прочности и надежности с наименьшими массой и затратами на ее изготовление. The technical result from the use of inventions is to obtain a mesh shell in the form of a body of revolution from composite materials of increased stiffness, strength and reliability with the smallest mass and cost of its manufacture.
Основная задача решена и технический результат достигнут за счет размещения и закрепления ленточных наклонных переходов между кольцевыми лентами по направлениям спиральных лент с соответствующими поворотами на входе и выходе из слоев спиральных лент. The main problem is solved and the technical result is achieved by placing and securing the tape inclined transitions between the annular tapes in the directions of the spiral tapes with the corresponding rotations at the entrance and exit of the layers of spiral tapes.
Для этого в сетчатой оболочке в виде тела вращения из композиционных материалов, содержащей множество пересекающихся, выполненных за одно целое спиральных и кольцевых ребер, образованных из повторяющихся по толщине стенки оболочки слоев систем перекрещивающихся спиральных и кольцевых лент, ленточных наклонных переходов между кольцевыми лентами, равномерно смещенных друг относительно друга в окружном и спиральном направлениях, и покрывающие их слои наружной обшивки, с соответственно ориентированными в них однонаправленными нитями, скрепленными полимерным связующим, ленточные наклонные переходы между кольцевыми лентами кольцевых ребер размещены и закреплены между слоями спиральных лент спиральных ребер по одинаковым с ними направлениям и выполнены с двумя углами поворота, соответственно расположенными в узлах пересечения с соседними кольцевыми ребрами. Ленточные наклонные переходы между кольцевыми лентами кольцевых ребер могут быть выполнены с равными или неравными углами их поворота на входе и выходе из спиральных ребер. To do this, in a mesh shell in the form of a body of revolution made of composite materials containing many intersecting spiral and ring ribs made in one piece, formed from layers of systems of intersecting spiral and ring ribbons repeating over the wall thickness of the shell, inclined tape transitions between ring ribbons uniformly offset relative to each other in circumferential and spiral directions, and the outer skin layers covering them, with unidirectional threads respectively oriented in them, with fastened with a polymer binder, inclined tape transitions between the annular ribbons of the annular ribs are placed and secured between the layers of spiral ribbons of the spiral ribs in the same directions with them and are made with two rotation angles, respectively located at the intersection points with adjacent annular ribs. Tape inclined transitions between the annular ribbons of the annular ribs can be performed with equal or unequal angles of rotation at the entrance and exit of the spiral ribs.
В способе изготовления сетчатой оболочки в виде тела вращения из композиционных материалов, заключающемся в покрытии сердечника резиноподобным материалом с взаимно пересекающимися пазами, укладке в пазы с образованием слоев перекрещивающихся спиральных и кольцевых лент из однонаправленных нитей, предварительно пропитанных полимерным связующим, с выполнением в слоях между кольцевыми лентами ленточных наклонных переходов, нанесении на слои формообразующих элементов, термообработке с последующим извлечением сердечника и резиноподобного материала, ленточные наклонные переходы между кольцевыми лентами укладывают по направлениям спиральных лент с двумя углами поворота, соответственно на входе и выходе из слоев спиральных лент, с последующей фиксацией их укладываемыми слоями перекрещивающихся спиральных лент. Ленточные наклонные переходы между кольцевыми лентами в местах их поворота на входе и выходе из слоев спиральных лент дополнительно жгутуют и укладывают их по радиусам кривизны или спрямляют по хордам. In the method of manufacturing a mesh shell in the form of a body of revolution from composite materials, which consists in covering the core with a rubber-like material with mutually intersecting grooves, laying in grooves with the formation of layers of intersecting spiral and annular ribbons of unidirectional yarns, previously impregnated with a polymeric binder, with the layers being made between the annular tapes of tape inclined transitions, drawing on the layers of forming elements, heat treatment, followed by extraction of the core and rubber Nogo material conveyor sloping transitions between the annular belts are laid in the directions of spiral belts with two rotation angles, respectively upstream and downstream of the layers of spiral belts, with the subsequent fixation of stacked layers of crossed helical ribbons. The inclined tape transitions between the annular tapes at the points of their rotation at the entrance and exit from the layers of spiral tapes are additionally towed and stacked along the radii of curvature or straightened along the chords.
Отличительными особенностями сетчатой оболочки в виде тела вращения из композиционных материалов являются следующие признаки:
- размещение и закрепление ленточных наклонных переходов между кольцевыми лентами кольцевых ребер между слоями спиральных лент спиральных ребер по одинаковым с ними направлениям,
- выполнение ленточных наклонных переходов между кольцевыми лентами кольцевых ребер с двумя углами поворота, соответственно расположенных в узлах пересечения с соседними кольцевыми ребрами,
- выполнение ленточных наклонных переходов между кольцевыми лентами кольцевых ребер с равными углами их поворота на входе и выходе из спиральных ребер,
выполнение ленточных наклонных переходов между кольцевыми лентами кольцевых ребер с неравными углами их поворота на входе и входе их спиральных ребер.The distinctive features of the retina in the form of a body of revolution from composite materials are the following features:
- the placement and fixing of tape inclined transitions between the annular ribbons of the annular ribs between the layers of spiral ribbons of the spiral ribs in the same directions with them,
- performing tape inclined transitions between the annular tapes of the annular ribs with two rotation angles, respectively located at the intersection with adjacent annular ribs,
- the implementation of tape inclined transitions between the annular tapes of the annular ribs with equal angles of rotation at the entrance and exit of the spiral ribs,
performing tape inclined transitions between the annular ribbons of the annular ribs with unequal angles of rotation at the inlet and inlet of their spiral ribs.
Отличительными особенностями способа изготовления сетчатой оболочки в виде тела вращения из композиционных материалов являются следующие признаки:
- укладывание ленточных наклонных переходов между кольцевыми лентами по направлениям спиральных лент;
- укладывание ленточных наклонных переходов между кольцевыми лентами с двумя углами поворота, соответственно на входе и выходе из слоев спиральных лент.The distinctive features of the method of manufacturing a mesh shell in the form of a body of revolution from composite materials are the following features:
- laying tape inclined transitions between the annular tapes in the directions of the spiral tapes;
- laying tape inclined transitions between the annular tapes with two angles of rotation, respectively, at the entrance and exit from the layers of spiral tapes.
- последующая фиксация наклонных переходов между кольцевыми лентами укладываемыми слоями перекрещивающихся спиральных лент,
- дополнительное жгутование ленточных наклонных переходов между кольцевыми лентами в местах их поворота на входе и выходе из слоев спиральных лент,
- укладывание сожгутованных ленточных наклонных переходов между кольцевыми лентами в местах их поворота на входе и выходе из слоев спиральных лент по радиусам кривизны или со спрямлением по хордам.- subsequent fixation of the inclined transitions between the annular tapes stacked layers of intersecting spiral tapes,
- additional tourniquet of tape inclined transitions between the annular tapes in the places of their rotation at the entrance and exit from the layers of spiral tapes,
- laying of coiled tape inclined transitions between the annular tapes in the places of their rotation at the entrance and exit from the layers of spiral tapes along the radii of curvature or with straightening along the chords.
Указанные отличительные признаки сетчатой оболочки в виде тела вращения из композиционных материалов и способа ее изготовления являются существенными, так как каждый из них в отдельности и совместно направлен на решение поставленной задачи и достижение нового технического результата. В предложенной сетчатой оболочке в виде тела вращения ленточные наклонные переходы между кольцевыми лентами кольцевых ребер размещены и закреплены между слоями спиральных лент спиральных ребер по их направлениям, что позволяет упростить конструкцию сетчатой оболочки в виде тела вращения за счет исключения дополнительных спиральных ребер из ленточных наклонных переходов между кольцевыми лентами кольцевых ребер, пересекающихся со спиральными ребрами, за счет эффективного распределения материала наклонных ленточных переходов по направлениям спиральных лент спиральных ребер и закрепления между их слоями, создать сетчатую оболочку в виде тела вращения из композиционных материалов, способную воспринимать повышенные осесимметричные нагрузки при минимальной массе. Такое конструктивное решение позволяет упростить способ изготовления сетчатой оболочки в виде тела вращения. Такие изменения позволяют производить укладку ленточных наклонных переходов между кольцевыми лентами кольцевых ребер по направлениям спиральных лент спиральных ребер с равномерным их распределением в окружном направлении между кольцевыми лентами и повысить прочностную связь кольцевых ребер со спиральными ребрами сетчатой оболочки без промежуточных элементов в виде отдельных наклонных спиральных ребер перехода между кольцевыми ребрами. Укладка ленточных наклонных переходов между кольцевыми лентами с углами поворота на входе и выходе из слоев спиральных лент спиральных ребер позволяет расширить номенклатуру изготавливаемых сетчатых оболочек цилиндрического, конического типа или овальной формы. На входе и выходе из спиральных лент ленточные наклонные переходы могут быть уложены по радиусу или по хордам, с введением на этих участках жгутования. Сетчатые оболочки в виде тела вращения с предложенными техническими решениями позволяют повысить качество их изготовления, увеличить их устойчивость и сопротивляемость при нагружении, расширить спектр модификацией в новом направлении структур армирования. These distinctive features of the mesh shell in the form of a body of revolution from composite materials and the method of its manufacture are significant, since each of them individually and jointly aims to solve the problem and achieve a new technical result. In the proposed mesh shell in the form of a body of revolution, inclined band transitions between the annular ribbons of the annular ribs are placed and secured between the layers of spiral ribbons of the spiral ribs in their directions, which allows to simplify the design of the mesh shell in the form of a rotation body by eliminating additional spiral ribs from the inclined band transitions between annular ribbons of annular ribs intersecting with spiral ribs due to the effective distribution of the material of the inclined tape transitions along ION spiral ribbons spiral edges between them and pinning layers create the retina of the rotary body made of composite materials, able to perceive the increased axisymmetric load with minimum weight. Such a constructive solution allows to simplify the method of manufacturing a mesh shell in the form of a body of revolution. Such changes make it possible to lay down inclined tape transitions between the annular ribbons of the annular ribs in the directions of the spiral ribbons of the spiral ribs with their uniform distribution in the circumferential direction between the annular ribbons and increase the strength connection of the annular ribs with the spiral ribs of the mesh shell without intermediate elements in the form of separate inclined spiral transition ribs between the annular ribs. Laying of tape inclined transitions between annular tapes with rotation angles at the entrance and exit from the layers of spiral ribbons of spiral ribs allows you to expand the range of manufactured mesh shells of a cylindrical, conical type or oval shape. At the entrance and exit of spiral tapes, inclined tape transitions can be laid along the radius or along the chords, with the introduction of a tourniquet in these sections. Mesh shells in the form of a body of revolution with the proposed technical solutions can improve the quality of their manufacture, increase their stability and resistance during loading, expand the spectrum by modifying reinforcement structures in a new direction.
Отличительные существенные признаки являются новыми, так как их использование в известном уровне техники, аналогах и прототипах, не обнаружено, что позволяет характеризовать сетчатую оболочку в виде тела вращения из композиционных материалов и способ ее изготовления в предложенных совокупностях существенных признаков соответствием критерию "новизна". Distinctive essential features are new, since their use in the prior art, analogues and prototypes was not found, which allows us to characterize the mesh shell in the form of a body of revolution from composite materials and the method of its manufacture in the proposed sets of essential features in accordance with the criterion of "novelty".
Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными существенными признаками сетчатой оболочки в виде тела вращения и способа ее изготовления позволяет решить поставленную задачу получения такой оболочки высокой жесткости, прочности и надежности, минимальной массы, эффективно воспринимающей без разрушения осесимметричные сжимающие нагрузки, что характеризует предложенные технические решения существенными отличиями от известного уровня техники, аналогов и прототипа. Новые технические решения получены в результате аналитических исследований, расчетов, опытно-экспериментальных работ и творческого вклада в разработку и создание новых модификаций сетчатых оболочек в виде тел вращения, получены без использования стандартов или рекомендаций в данной области техники, являются неочевидными и оригинальными, в совокупности новых и известных существенных признаков соответствуют критерию "изобретательский уровень". A single set of new essential features with common known essential features of the mesh shell in the form of a body of revolution and the method of its manufacture allows us to solve the problem of obtaining such a shell of high rigidity, strength and reliability, minimum weight, which can effectively absorb axially symmetric compressive loads without destruction, which characterizes the proposed technical solutions significant differences from the prior art, analogues and prototype. New technical solutions were obtained as a result of analytical studies, calculations, experimental work and creative contribution to the development and creation of new modifications of the mesh shells in the form of bodies of revolution, obtained without using standards or recommendations in this technical field, are non-obvious and original, together new and known salient features meet the criterion of "inventive step".
На фиг.1 представлен общий вид сетчатой оболочки в виде тела вращения из композиционных материалов со множеством пересекающихся, выполненных за одно целое спиральных и кольцевых ребер и наружной обшивкой, на фиг. 2 - сетчатая оболочка в виде тела вращения с ленточными наклонными переходами между кольцевыми лентами кольцевых ребер, на фиг. 3 - слои наружной обшивки, на фиг. 4 - схема расположения ленточных наклонных переходов с двумя углами поворота, на фиг. 5 - схема расположения ленточных наклонных переходов в углах поворота по радиусам кривизны, на фиг. 6 - схема расположения ленточных наклонных переходов в углах поворота по хордам, на фиг. 7 - пример осуществления способа. Figure 1 presents a General view of the mesh shell in the form of a body of revolution made of composite materials with many intersecting, made in one piece spiral and annular ribs and the outer skin, in Fig. 2 - a mesh shell in the form of a body of revolution with tape inclined transitions between the annular tapes of the annular ribs, in FIG. 3 - layers of the outer skin, in FIG. 4 is a layout diagram of tape inclined transitions with two rotation angles, in FIG. 5 is a diagram of the arrangement of tape inclined transitions in the angles of rotation along the radii of curvature, in FIG. 6 is a diagram of the arrangement of tape inclined transitions in the angles of rotation along the chords, in FIG. 7 is an example implementation of the method.
Сетчатая оболочка в виде тела вращения из композиционных материалов (фиг. 1) содержит множество пересекающихся, выполненных за одно целое спиральных и кольцевых ребер 1, 2, образованных из повторяющихся по толщине стенки оболочки слоев 3 систем перекрещивающихся спиральных и кольцевых лент 4, 5, ленточных наклонных переходов 6 между кольцевыми лентами 5, равномерно смещенных друг относительно друга в окружном и спиральных направлениях 7, 8, покрывающие их слои 9 наружной обшивки 10 с соответственно ориентированными в них однонаправленными нитями 11, 12 и 13, скрепленными полимерным связующим. Ленточные наклонные переходы 6 между кольцевыми лентами 5 кольцевых ребер 2 размещены и закреплены между слоями 3 спиральных лент 4 спиральных ребер 1 по одинаковым с ними направлениям и выполнены с двумя углами поворота 14, 15, соответственно расположенными в узлах 16, 17 пересечения с соседними кольцевыми ребрами 2. Ленточные наклонные переходы 6 между кольцевыми лентами 5 кольцевых ребер 2 выполнены с равными или неравными углами поворота 14 и 15. The mesh shell in the form of a body of revolution made of composite materials (Fig. 1) contains many intersecting spiral and annular ribs 1, 2 formed in one piece, formed from layers of systems of intersecting spiral and
Способ изготовления сетчатой оболочки в виде тела вращения из композиционных материалов заключается в покрытии сердечника 18 резиноподобным материалом 19 (фиг. 7) с системой взаимно пересекающихся пазов 20 и 21, укладке в пазы 20 и 21 с образованием слоев 3 перекрещивающихся спиральных и кольцевых лент 4, 5 из однонаправленных нитей 11, 12, предварительно пропитанных полимерным связующим 22, 23, с выполнением в слоях 3 между кольцевыми лентами 5 ленточных наклонных переходов 6, нанесении на слои 3 формирующих элементов - слоев 9 с образованием покрывающей наружной обшивки 10, термообработке в камерной печи по режимам полимеризации полимерного связующего с последующим извлечением сердечника 18 и резиноподобного материала 19. Ленточные наклонные переходы 6 между кольцевыми лентами 5 укладывают по направлениям спиральных лент 4 с двумя углами поворота 14 и 15, соответственно на входе и выходе из слоев 3 спиральных лент 4, с последующей фиксацией их укладываемыми слоями 3 перекрещивающихся спиральных лент 4. Ленточные наклонные переходы 6 между кольцевыми лентами 5 в местах их поворота 14, 15 на входе и выходе из слоев 3 спиральных лент 4 дополнительно жгутуют с укладкой по радиусам кривизны (фиг. 5) или укладкой по хордам (фиг. 6). Нанесение спиральных и кольцевых лент 4, 5 из однонаправленных нитей 11, 12 в пазы 20, 21 резиноподобного материала 19 на сердечнике 18 производится путем их намотки по специальной программе. A method of manufacturing a mesh shell in the form of a body of revolution from composite materials consists in coating the
Функционирование сетчатой оболочки в виде тела вращения заключается в одновременном подключении к работе всех пересекающихся спиральных и кольцевых ребер 1, 2, выполненных из перекрещивающихся спиральных и кольцевых лент 4, 5 из однонаправленных нитей 11, 12, совместно с наружной обшивкой 10, выполненной из однонаправленных нитей 13, с введенными между спиральными лентами 4 ленточными наклонными переходами 6 между кольцевыми лентами 5, соответственно скрепленными полимерным связующим. The functioning of the mesh shell in the form of a body of revolution consists in simultaneously connecting all intersecting spiral and annular ribs 1, 2 made of intersecting spiral and
Проведенные испытания сетчатой оболочки в виде тела вращения из композиционных материалов на основе нового технического решения подтвердили их высокую прочность и надежность. Испытания оболочки проводились на сжатие в осевом направлении. Реализация предложенных технических решений позволяет получит высококачественные изделия для корпусных отсеков летательных аппаратов на основе использования высокомодульных нитей и эпоксисодержащего связующего. The tests of the mesh shell in the form of a body of revolution made of composite materials based on a new technical solution confirmed their high strength and reliability. The tests of the shell were carried out for compression in the axial direction. The implementation of the proposed technical solutions allows you to get high-quality products for the hull compartments of aircraft based on the use of high-modulus filaments and an epoxy-containing binder.
Таким образом, предложенное техническое решение по конструктивному исполнению и способу изготовления является новым и эффективным по сравнению с известным уровнем техники. Thus, the proposed technical solution for the design and manufacturing method is new and effective compared to the prior art.
Объем предлагаемых изобретений следует понимать шире, чем то конкретное выполнение и способ изготовления, приведенные в описании, формуле и чертежах. Следует иметь в виду, что форма выполнения изобретения представляет собой только возможные предпочтительные варианты его осуществления, могут быть различные варианты выполнения изобретения в отношении формы, размеров и расположения отдельных элементов, если все это не выходит за пределы объема, изложенных в пунктах формулы. The scope of the proposed inventions should be understood more broadly than the specific implementation and manufacturing method described in the description, formula and drawings. It should be borne in mind that the form of the invention is only possible preferred options for its implementation, there may be various embodiments of the invention in relation to the shape, size and location of the individual elements, if all this does not go beyond the scope set forth in the claims.
Кроме того, предложенное техническое решение не ограничивается его использованием в сетчатых оболочках в виде тела вращения для летательных аппаратов и может быть использовано в других областях техники, где требуется применение оболочек в виде тел вращения из композиционных материалов, повышенной прочности, надежности и других свойств, описанных в материалах заявки. In addition, the proposed technical solution is not limited to its use in mesh shells in the form of a body of revolution for aircraft and can be used in other areas of technology where the use of shells in the form of bodies of revolution from composite materials, increased strength, reliability and other properties described in the application materials.
Новое техническое решение в предложенной совокупности новых и известных существенных признаков соответствует и критерию "промышленная применимость", т.е. уровню изобретения. The new technical solution in the proposed combination of new and well-known essential features meets the criterion of "industrial applicability", i.e. level of invention.
Настоящая заявка является дальнейшим развитием патента РФ N 2083371. This application is a further development of the patent of the Russian Federation N 2083371.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99112246A RU2149761C1 (en) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | Reticular sheathing in the form of body of rotation of composite materials and method for its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99112246A RU2149761C1 (en) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | Reticular sheathing in the form of body of rotation of composite materials and method for its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2149761C1 true RU2149761C1 (en) | 2000-05-27 |
Family
ID=20221004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99112246A RU2149761C1 (en) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | Reticular sheathing in the form of body of rotation of composite materials and method for its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2149761C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2187434C1 (en) * | 2001-06-09 | 2002-08-20 | Стороженко Виктор Николаевич | Reticular casing |
| RU2270393C1 (en) * | 2004-09-14 | 2006-02-20 | Закрытое акционерное общество "Центр перспективных разработок Открытого акционерного общества "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения" (ЗАО "Центр перспективных разработок ОАО ЦНИИСМ") | Tube-envelope made from composite material |
| RU2318713C2 (en) * | 2006-03-13 | 2008-03-10 | Анатолий Васильевич Салохин | Method for production of shell articles and reinforcement |
| RU2447993C2 (en) * | 2006-11-30 | 2012-04-20 | Эйрбас Оперейшнз Гмбх | Core structure and method of producing it |
| RU2481237C1 (en) * | 2011-12-14 | 2013-05-10 | Закрытое Акционерное Общество "Центр перспективных разработок ОАО ЦНИИСМ" | Method of making curved cellular structure spoke from composite materials and curved cellular structure spoke from composite materials |
| RU2508496C1 (en) * | 2013-01-10 | 2014-02-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Method of making sandwiched structural panels |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4137354A (en) * | 1977-03-07 | 1979-01-30 | Mcdonnell Douglas Corporation | Ribbed composite structure and process and apparatus for producing the same |
| US4284679A (en) * | 1978-11-06 | 1981-08-18 | Lockheed Corporation | Filled resin coated tape |
| RU2083371C1 (en) * | 1994-04-28 | 1997-07-10 | Акционерное общество "Центр перспективных разработок" Акционерного общества "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения | Carrying tubular housing of composite materials, method and holder- adapter for manufacturing thereof |
| RU2084343C1 (en) * | 1994-02-17 | 1997-07-20 | Акционерное общество "Центр перспективных разработок" Акционерного общества "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения" | Carrying pipe-shell of composite materials, method and mandrel for its manufacture |
| RU2111120C1 (en) * | 1996-07-01 | 1998-05-20 | Акционерное общество "Центр перспективных разработок" Акционерного общества "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения" | Load-carrying tube-shell in form of body of revolution from composite materials (versions) |
-
1999
- 1999-06-03 RU RU99112246A patent/RU2149761C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4137354A (en) * | 1977-03-07 | 1979-01-30 | Mcdonnell Douglas Corporation | Ribbed composite structure and process and apparatus for producing the same |
| US4284679A (en) * | 1978-11-06 | 1981-08-18 | Lockheed Corporation | Filled resin coated tape |
| RU2084343C1 (en) * | 1994-02-17 | 1997-07-20 | Акционерное общество "Центр перспективных разработок" Акционерного общества "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения" | Carrying pipe-shell of composite materials, method and mandrel for its manufacture |
| RU2083371C1 (en) * | 1994-04-28 | 1997-07-10 | Акционерное общество "Центр перспективных разработок" Акционерного общества "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения | Carrying tubular housing of composite materials, method and holder- adapter for manufacturing thereof |
| RU2111120C1 (en) * | 1996-07-01 | 1998-05-20 | Акционерное общество "Центр перспективных разработок" Акционерного общества "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения" | Load-carrying tube-shell in form of body of revolution from composite materials (versions) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2187434C1 (en) * | 2001-06-09 | 2002-08-20 | Стороженко Виктор Николаевич | Reticular casing |
| RU2270393C1 (en) * | 2004-09-14 | 2006-02-20 | Закрытое акционерное общество "Центр перспективных разработок Открытого акционерного общества "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения" (ЗАО "Центр перспективных разработок ОАО ЦНИИСМ") | Tube-envelope made from composite material |
| RU2318713C2 (en) * | 2006-03-13 | 2008-03-10 | Анатолий Васильевич Салохин | Method for production of shell articles and reinforcement |
| RU2447993C2 (en) * | 2006-11-30 | 2012-04-20 | Эйрбас Оперейшнз Гмбх | Core structure and method of producing it |
| US8365412B2 (en) | 2006-11-30 | 2013-02-05 | Airbus Operations Gmbh | Core structure and method for producing a core structure |
| RU2481237C1 (en) * | 2011-12-14 | 2013-05-10 | Закрытое Акционерное Общество "Центр перспективных разработок ОАО ЦНИИСМ" | Method of making curved cellular structure spoke from composite materials and curved cellular structure spoke from composite materials |
| RU2508496C1 (en) * | 2013-01-10 | 2014-02-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Method of making sandwiched structural panels |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5814386A (en) | Composite shell formed as a body of rotation, and method and mandrel for making same | |
| US5871117A (en) | Tubular load-bearing composite structure | |
| RU2153419C1 (en) | Screen shell of revolution (versions) | |
| US5693166A (en) | Method for fabricating a high-damping rib-stiffened composite hollow cylinder core configuration | |
| RU2392122C1 (en) | Net-like rotational shell out of composite materials | |
| US20100064612A1 (en) | Lattice Support Structures | |
| US4469730A (en) | Composite base structure and end fitting joint and method | |
| US20150192251A1 (en) | High pressure carbon composite pressure vessel | |
| US11384902B2 (en) | Pressure vessel and method for winding filament | |
| RU2598936C1 (en) | Cylindrical casing and method of making cylindrical casing | |
| IL27800A (en) | Composite reinforced plastic pipe and method for fabricating this pipe | |
| RU2149761C1 (en) | Reticular sheathing in the form of body of rotation of composite materials and method for its manufacture | |
| RU2384460C2 (en) | Meshed cover in the form of rotation body from composite materials | |
| RU2096678C1 (en) | Protective envelope made from composite materials | |
| DE2720409A1 (en) | RAW CARCASS AS AN INTERMEDIATE PRODUCT AND A PROCESS FOR MANUFACTURING A VEHICLE TIRE | |
| RU2084343C1 (en) | Carrying pipe-shell of composite materials, method and mandrel for its manufacture | |
| US4005233A (en) | Filament wound structure and method | |
| US2352533A (en) | Manufacture of wood tubing and the like | |
| RU2189907C2 (en) | Adapter in form of gauze shell of revolution made of composite materials | |
| US3280567A (en) | Reinforced off-axis chamber ports | |
| EP2412514B1 (en) | Toroidal pressure vessel and method of manufacturing the same | |
| RU2683356C1 (en) | Flywheel from composite material and flywheel from the composite material manufacturing method | |
| US2402040A (en) | Wood tubing and the like | |
| RU2148496C1 (en) | Adapter in form of screen shell of revolution made from composite material | |
| RU2097197C1 (en) | Bearing tube-shell in the form of body of revolution made of composite materials (versions) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180604 |