Адаптер у вигляді сітчастої оболонки обертання з композиційних матеріалів

Реферат: Адаптер у вигляді сітчастої оболонки обертання з композиційних матеріалів, створеної множиною кільцевих та перехрещених ребер, зміщених одне відносно одного, скріплених з внутрішньою та зовнішньою оболонками, утвореними з кільцевих стрічок, рівномірно зміщених одна відносно одної в окружному та спіральному напрямку, з відповідно орієнтованими в них односпрямованими волокнами, скріпленими полімерним зв'язуючим. Поверхня адаптера складається з гаусових поверхонь негативної та позитивної кривизни, утворена послідовно та співвісно сполученими конічними гіперболоїдами, які в свою чергу складаються з сукупності прямолінійних стрижнів профільованого перерізу, розташованих під кутом один відносно одного та під кутом до осьової лінії адаптера. UA 78254 U (12) UA 78254 U UA 78254 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до області машинобудування, зокрема до оболонкових конструкцій з полімерних композиційних матеріалів, і може бути використана при створенні корпусів або відсіків-адаптерів, що застосовуються у ракетній й авіаційній техніці. До сітчастих оболонок у вигляді тіл обертання з композиційних матеріалів пред'являються підвищені вимоги по міцності й надійності, якості їхнього виготовлення, при цьому вироби повинні мати мінімальну масу. Однак при вирішенні питань зниження маси виникає небезпека передчасного руйнування виробу. В ракетній техніці відомий адаптер у вигляді сітчастої оболонки обертання конічної форми з полімерних композиційних матеріалів [1]. Також відомий - адаптер у вигляді сітчастої оболонки обертання з композиційних матеріалів [2], який є найбільш близьким аналогом, тобто прототипом даної корисної моделі. Загальним недоліком аналога і прототипу є вибір форми адаптера у вигляді оболонки обертання конічної форми. Для гладких оболонок з композиційних матеріалів, як показує досвід проектування, вирішальним критерієм у визначенні товщини оболонки є не міцність, а стійкість. Реальні конічні оболонки, що стискаються уздовж осі, вигинаються за ромбічною формою з утворенням двох або декількох зон вигинів. Випробування ретельно виготовлених замкнутих й зрізаних конічних оболонок, що стискаються уздовж осі, показують, що втрата стійкості супроводжується декількома зонами вигину [3]. Форма, гладкостінного зрізаного конуса, має характерну рису у невизначеності напрямку прогину оболонки, при втраті стійкості. Внаслідок цього при стисканні в повздовжньому напрямку адаптера, створеного відповідно до прототипу, внутрішня та зовнішня оболонка внаслідок невизначеності у напрямку вигину, можуть утворювати зони з вигином оболонок у протилежних напрямках, що може спричинити відрив їх від підкріплюючих ребер і як наслідок - можливе руйнування адаптера. Запобіжні дії по виключенню руйнування призведуть до невиправданого збільшення маси та неоптимального використання матеріалу. Задачею даної корисної моделі є створення адаптера у вигляді сітчастої оболонки обертання з композиційних матеріалів з усуненням недоліків аналога і прототипу, пов'язаних з невизначеністю у напрямку вигину оболонки, що має конічну форму, формуванням оболонки у вигляді гаусових поверхонь негативної та позитивної кривизни, і як наслідок - оптимальне використання композиційного матеріалу та одержання легкої та міцної конструкції адаптера, технологічного у виготовленні. Вказаний технічний результат для даної корисної моделі, за допомогою якого вирішується поставлена задача, досягається тим, що у адаптері у вигляді сітчастої оболонки обертання з композиційних матеріалів, створеної множиною кільцевих та перехрещених ребер, зміщених одне відносно одного, скріплених з внутрішньою та зовнішньою оболонками, утвореними з кільцевих стрічок, рівномірно зміщених одна відносно одної в окружному та спіральному напрямку, з відповідно орієнтованими в них односпрямованими волокнами, скріпленими полімерним зв'язуючим, згідно з корисною моделлю, поверхня адаптера складається з гаусових поверхонь негативної та позитивної кривизни, утворена послідовно та співвісно сполученими конічними гіперболоїдами, які в свою чергу складаються з сукупності прямолінійних стрижнів профільованого перерізу, розташованих під кутом один відносно одного та під кутом до осьової лінії адаптера. Адаптер у вигляді оболонки обертання з композиційних матеріалів зображено на кресленні (Фіг. 1 та 2). На об'ємному зображенні фіг. 1 показано адаптер умовно, без зовнішньої та внутрішньої оболонки. Зображення дає уяву про просторову конфігурацію цього адаптера. На об'ємному зображенні фіг. 2 показано адаптер із зовнішньою та внутрішньою оболонками з перегином. Адаптер складається з сукупності односмугових гіперболоїдів, кожен з яких, в свою чергу, є двічі лінійчатою поверхнею, створений з сукупності стрижнів 4, 5, 6 та 7, розташованих під кутом до осьової лінії і перехрещених поміж собою та розподілених по колу, що має площину, перпендикулярну до осьової лінії. Кінці стрижнів сполучені з кільцевими ребрами 1, 2, 3. До внутрішньої та зовнішньої поверхні сітчастої конструкції прилягають оболонки 8 та 9. Стрижні 4, 5, 6, 7 розподілені по колу нерівномірно, утворюючи скупчення у локальних зонах прикладення до кільцевих ребер 1 та 2 зосереджених зусиль. 1 UA 78254 U 5 10 15 20 25 30 35 Адаптер працює наступним чином. При осьовому поздовжньому навантаженні зосереджені зусилля від торцевих ребер передаються на групи прямолінійних схрещених стрижнів, а між собою вони взаємодіють, розподіляючи зусилля по вузлах перетинання. Особливістю використання гіперболічних оболонок є те, що лінійчата конструкція, що має форму односмугового гіперболоїда, є жорсткою. Внаслідок цього гіперболоїдні конструкції є міцними і мають мінімальну матеріалоємність. Підвищена стійкість пов'язана з наявністю поверхонь негативної гаусової кривизни. В зоні переходу від одного конічного односмугового гіперболоїда до іншого утворюється поверхня позитивної гаусової кривизни. Оболонка має підвищену стійкість до скручуючих навантажень, завдяки наявності двох груп перехрещених стрижнів, спрямованих під протилежними кутами до осьової лінії. Технологічність виготовлення адаптера з використанням запропонованої конструкції обумовлена використанням прямолінійних стрижнів для формування поверхонь позитивної та негативної кривизни гаусових поверхонь. Стрижні, в свою чергу, можуть бути профільованими в перерізі задля підвищення міцності і зниження матеріалоємності. Таким чином досягається оптимальне використання композиційною матеріалу, та одержання легкої та міцної конструкції адаптера, технологічного у виготовленні. Література: 1. Патент РФ № 2350818 С2 "Адаптер в виде сетчатой оболочки вращения конической формы из полимерных композиционных материалов". 2. Патент РФ № 2148496 С1 "Адаптер в виде сетчатой оболочки вращения из композиционных материалов". 3. "Прочность, устойчивость, колебания", справочник под общей редакцией И.А. Биргера, Я.Г. Пановко. 1968 г. Изд. М. - Машиностроение Том № 3, стр. 169, 173-175. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Адаптер у вигляді сітчастої оболонки обертання з композиційних матеріалів, створеної множиною кільцевих та перехрещених ребер, зміщених одне відносно одного, скріплених з внутрішньою та зовнішньою оболонками, утвореними з кільцевих стрічок, рівномірно зміщених одна відносно одної в окружному та спіральному напрямку, з відповідно орієнтованими в них односпрямованими волокнами, скріпленими полімерним зв'язуючим, який відрізняється тим, що поверхня адаптера складається з гаусових поверхонь негативної та позитивної кривизни, утворена послідовно та співвісно сполученими конічними гіперболоїдами, які в свою чергу складаються з сукупності прямолінійних стрижнів профільованого перерізу, розташованих під кутом один відносно одного та під кутом до осьової лінії адаптера. 2 UA 78254 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3