Вузол закріплення шпангоута оболонки

Винахід належить до галузі композиційних матеріалів, які широко застосовуються в різних галузях загального машинобудування. Завдання створення оболонок із композиційних матеріалів, безпечних в експлуатації, вирішувалась у багатьох те хнічних розробках [1], при цьому особлива увага приділялась вирішенню питання закріплення кінцевих шпангоутів, які дозволяють сприймати та передавати без руйнування закінцівок оболонок значні навантаження, які стискують та згинають. Відомі різні варіанти виконання циліндричних та конічних однорідних тришарових оболонок із композиційних матеріалів із рівною внутрішньою поверхнею [1-4]. Недоліком таких конструкцій оболонок із внутрішніми шпангоутами є низька міцність та характер їх руйнування при дії навантажень, які стискують та згинають. При цьому необхідно відзначити, що характер руйнування таких оболонок при такому виді навантажень є однаковим: в районі шпангоуту, на який діє навантаження, відбувається зминання заповнювача (для тришарових оболонок), відшарування обшивок (для усіх видів оболонок) та вивертання шпангоуту. Найближчим до заявленого об'єкту є вузол закріплення торців панелі, обраний як прототип, що містить обшивки та стільниковий заповнювач з гофрованими смугами та який включає металевий вкладник [5]. Недоліком такої конструкції є те, що в районі з’єднання (закріплення) металевого вкладника та панелі не передбачено утовщення (зміцнення)панелі вузла закріплення панель-вкладник. Така конструкція вузла закріплення торців панелі обумовлює зазначений вище характер руйнування обшивки в районі закінчення металевого вкладника при дії навантажень, які стискують та згинають. З ура хуванням такого характеру руйнування панелі із композиційного матеріалу в вузлі з металевим вкладником в основу винаходу поставлена задача удосконалення конструкції вузла закріплення шпангоуту (закінцівки) в таких оболонках з метою його зміцнення та запобігання руйнування обшивки і вивертання шпангоуту при дії навантажень, які стискують та згинають. Поставлена задача вирішується таким чином: внутрішня поверхня оболонок в районі шпангоуту виконується за допомогою намотування та укладання додаткових шарів тканини із виступом на товщину шпангоуту, який поступово переходить на відстань 100-150мм в розмір внутрішньої поверхні оболонок, а також підсиленням зовнішньої обшивки на відстань 100-150мм, які запобігають вивертанню шпангоуту і відшаруванню обшивок при дії навантажень, які стискують та згинають. Це і показали наступні випробування. На фіг.1-2 показано поздовжні перетини однорідної та тришарової оболонок. Оболонки складаються із двох металевих шпангоутів 1, циліндричного корпусу оболонки 2 із композиційних матеріалів, одержаного шляхом намотування кільцевих шарів із композиційно-волокнистого матеріалу 3 із прокладенням поздовжених шарів із композиційно-тканинного матеріалу 4 для однорідних оболонок та для тришарових оболонок намотуванням внутрішньої та зовнішньої обшивок із зазначених матеріалів та укладанням заповнювача 5 будь-якого із існуючих видів. В районі шпангоутів зроблено виступ 6 із кільцевим намотуванням композиційно-волокнистого матеріалу 3 з прокладанням композиційно-тканинного матеріалу 4. Таким самим способом робиться підсилення зовнішньої поверхні оболонок в районі шпангоутів. Зазначений виступ 6 запобігає вивертанню шпангоутів і руйнуванню корпусу оболонки в районі шпангоутів, що значною мірою збільшує несучу здатність оболонок. Джерела інформації 1. Ме ханика композиционных материалов и элементов конструкций. Т. 3, Киев: Изд-во Наукова думка, 1983, 242с. 2. Армированные материалы и конструкции из них. Сб. Изд-во Наукова думка, 1970, 202с. 3. Ван Фо Фы Γ.Α. Конструкции из армированных пластмасс. К.: Изд-во Те хника, 1971, 193с. 4. Королев В.И. Слоистые анизотропные пластинки и оболочки из армированных пластмасс. М.: Машиностроение, 1965. 5. Авторское свидетельство СССР(19) SU(11) №1040079А. 1983г.