Адаптер у вигляді сітчастої оболонки обертання з композиційних матеріалів
Номер патенту: 80338
Опубліковано: 27.05.2013
Автори: Міщенко Олександр Іванович, Малахов Олексій Олександрович, Зинов'єв Олексій Михайлович, Федоренко Сергій Володимирович
Формула / Реферат
Адаптер у вигляді сітчастої оболонки обертання з композиційних матеріалів, який створено множиною перехрещених спіральних та кільцевих ребер з шарів перехрещених стрічок з відповідно орієнтованими в них односпрямованими високомодульними волокнами, скріпленими полімерним зв'язуючим, та з меридіональними широкими тонкошаровими елементами, рівномірно розподіленими по колу, який відрізняється тим, що поверхня адаптера має квазіконічну (майже конічну) поверхню з незначною позитивною гаусовою кривизною, яку в свою чергу складають з двох еквідистантно розташованих шарів оболонок з композиційних матеріалів, проміжок між якими заповнено матеріалом низької щільності у вигляді стільників, а торцеві частини адаптера обмежені опорними шпангоутами, зовнішній шар оболонки в свою чергу посилено широкими тонкошаровими кільцевими поясами, які виконані з високомодульних волокон з полімерним зв'язуючим і рівномірно розподілені по поверхні зовнішнього шару перпендикулярно до осьової лінії адаптера.
Текст
Реферат: Адаптер у вигляді сітчастої оболонки обертання з композиційних матеріалів. Поверхня адаптера має квазіконічну (майже конічну) поверхню з незначною позитивною гаусовою кривизною, яку в свою чергу складають з двох еквідистантно розташованих шарів оболонок з композиційних матеріалів, проміжок між якими заповнено матеріалом низької щільності у вигляді стільників, а торцеві частини адаптера обмежені опорними шпангоутами. Зовнішній шар оболонки в свою чергу посилено широкими тонкошаровими кільцевими поясами, які виконані з високомодульних волокон з полімерним зв'язуючим і рівномірно розподілені по поверхні зовнішнього шару перпендикулярно до осьової лінії адаптера. . UA 80338 U (12) UA 80338 U UA 80338 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до області машинобудування, зокрема до оболонкових конструкцій з композиційних матеріалів, і може бути використана при створенні корпусів відсіківадаптерів, що застосовуються у ракетній та 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 рішенні питань зниження маси виникає небезпека передчасного руйнування виробу. В ракетній техніці відомі адаптери у вигляді сітчастої оболонки обертання конічної форми з полімерних композиційних матеріалів. [1] [2] Також відомий - адаптер у вигляді сітчастої оболонки обертання з композиційних матеріалів [3], який є найбільш близьким аналогом, тобто прототипом даної корисної моделі. Згідно з аналогами і прототипом форма адаптера являє собою оболонку обертання виключно конічної форми. Згідно з теоретичними положеннями, викладеними у [4] для гладких оболонок з композиційних матеріалів, 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. Форма зрізаного конуса, має характерну рису у невизначеності напрямку прогину оболонки при втраті стійкості. При виготовленні адаптера у вигляді зрізаного конуса, внаслідок наявності технологічних похибок, можливе утворення початкових зон з незначним відхиленням від конічної поверхні у напрямку до осі конуса або в протилежному напрямку. Внаслідок цього при стисканні адаптера у повздовжньому напрямку ці початкові зони будуть провоціювати деформацію зрізаного конуса у відповідних напрямках. Загальним недоліком аналогів та прототипу є те, що для збереження цілісності адаптера, виконаного відповідно до аналогів та прототипу виникає необхідність у введенні додаткових елементів для посилення його міцності. Оскільки є невизначеність у напрямку прогину. Ці елементи повинні бути розташовані на внутрішній та зовнішній поверхні конуса, що і в свою чергу призводить до невиправданого збільшення маси адаптера та неоптимального використання композиційного матеріалу. У випадку конструктивного виконання сітчастої оболонки у в: огляді двох еквідистантно розташованих шарів конусних оболонок, між якими знаходиться заповнювач з низькою щільністю у вигляді стільників - сумарний початковий прогин збільшується за рахунок того, що до технологічних похибок шарів приєднується похибка товщини заповнювача, а також існують відхилення у щільності прилягання шарів оболонки до заповнювача. В основу корисної моделі поставлена задача створення адаптера у вигляді сітчастої оболонки обертання з композитних матеріалів, у якому завдяки оптимальному вибору виду геометрії його поверхні він повинен не руйнуючись сприймати значні навантаження і при цьому бути легким та міцним і технологічним у виготовленні. Поставлена задача вирішується тим, що створення такої конфігурації шарів оболонок адаптера, при якій виключається невизначеність у напрямку вигину оболонок адаптера при дії стискаючих зусиль, а також шляхом введення посилюючих елементів, що запобігають деформації та руйнуванню адаптера. При цьому досягається оптимальне використання композиційного матеріалу. Вказаний технічний результат для даної корисної моделі, за допомогою якого вирішується поставлена задача досягається тим, що адаптер у вигляді сітчастої оболонки обертання з композиційних матеріалів створено множиною перехрещених спіральних та кільцевих ребер з шарів перехрещених стрічок з відповідно орієнтованими в них односпрямованими високомодульними волокнами, скріпленими полімерним зв'язуючим, та з меридіональними широкими тонкошаровими елементами рівномірно розподіленими по колу. Поверхня адаптера має квазіконічну (майже конічну) поверхню з незначною позитивною гаусовою кривизною, яка в свою чергу складається з двох еквідистантно розташованих шарів оболонок з композиційних матеріалів, проміжок між якими заповнено матеріалом низької щільності у вигляді стільників, а торцеві частини адаптера обмежені опорними шпангоутами, зовнішній шар оболонки в свою чергу посилено широкими тонкошаровими кільцевими поясами, які виконані з високомодульних 1 UA 80338 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 волокон з полімерним зв'язуючим і рівномірно розподілені по поверхні зовнішнього шару перпендикулярно до осьової лінії адаптера. Адаптер у вигляді оболонки обертання з композиційних матеріалів зображено на фіг. 1. Він має в своєму складі внутрішній шар оболонки 1, зовнішній шар оболонки 2. Між ними розташовано легкий стільниковий заповнювач 3. Внутрішні та зовнішні шари оболонок прилягають до шпангоутів 4 різного діаметра і скріплені з ними. Величина вигину оболонки позитивної гаусової кривизни адаптера на фіг. 1 показана умовно збільшеною. Для візуального сприйняття відмінності від конічної поверхні введена умовна пряма лінія 5. За результатами математичного та натурного моделювання - рекомендована величина вигину від конічної поверхні повинна складати 0.1-0,5 % від довжини утворюючої лінії. Таким чином адаптер у вигляді сітчастої оболонки обертання з композиційних матеріалів є тілом обертання квазіконічної (тобто майже конічної) форми з незначною позитивною гаусовою кривизною. Структура шарів сітчастої оболонки адаптера, зображено на фіг. 1. Шари оболонок складаються з множини схрещених ребер 6 із спіральних та кільцевих стрічок з відповідно орієнтованими у них односпрямованих високо модульними волокнами, скріпленими полімерним зв'язуючим. Шари сітчастої оболонки адаптера у вигляді сітчастої оболонки обертання з композиційних матеріалів посилені меридіональними широкими колосовими елементами 7, та кільцевими широкими смуговими елементами 8, розташованими між шарами зовнішньої оболонки 2, і виконані також з односпрямованих високомодульних волокон, скріплених полімерним зв'язуючим. Функціонування адаптера у вигляді сітчастої оболонки обертання з композиційних матеріалів відбувається за рахунок взаємодії шпангоутів 4, шарів оболонок 1 та 2 з розташованим між ними стільників наповнювачем 3. При цьому зосереджені зусилля, прикладені до шпангоутів розподіляються ними по оболонках. За рахунок введення початкової позитивної гаусової кривизни - при осьовому навантаженні адаптера виключено неоднозначність у напрямку вигину. Вигин буде відбуватись у напрямку збільшення позитивної гаусової кривизни. Стільниковий наповнювач сприймаючи зусилля від внутрішньої оболонки передає її на зовнішню, а зовнішня оболонка в свою чергу також сприймає зусилля від шпангоутів і має тенденцію до вигину у напрямку збільшення позитивної гаусової кривизни. Зусилля на прогин від внутрішньої оболонки складаються з зусиллями на прогин зовнішньої. Підсилення зовнішньої оболонки вирішується за рахунок роботи посилюючих поясів 8. При цьому матеріал поясів 8 використовується оптимально, оскільки він працює на розрив. Меридіанальні смуги 7 збільшують жорсткість конструкції оболонки при дії згинаючих навантажень на адаптер. Технологічність виготовлення адаптера досягається за рахунок використання шпангоутів 4 спеціальної форми на яких послідовно формуються внутрішній шар 1 оболонки, стільниковий наповнювач 3 та зовнішній шар 2 оболонки. Меридіанальні смуги 7 та кільцеві широкосмугові елементи 8 рівномірно розподілені по товщині з множиною схрещених ребер 6 із спіральних та кільцевих стрічок з відповідно орієнтованими у них односпрямованих високомодульними волокнами, скріпленими полімерним зв'язуючим. Таким чином досягається оптимальне використання композиційного матеріалу, та одержання легкої та міцної конструкції адаптера, технологічного у виготовленні. Математичне моделювання і натурні випробування підтвердили ефективність запропонованого підходу до створення оптимальної конструкції адаптера. 1. Патент РФ № 2350818 С2 "Адаптер в виде сетчатой оболонки вращения конической формы из полимерных композиционных материалов". 2. Патент РФ № 2148496 С1 "Адаптер в виде сетчатой оболочки вращения из композиционных материалов". 3. Патент РФ № 2189907 С2 "Адаптер в виде сетчатой оболочки вращения из композиционных материалов". 4. Биргер И.А. Прочность, устойчивость, колебания. М.: Машиностроение. 1968. - Т №3. С.169,173-175. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 Адаптер у вигляді сітчастої оболонки обертання з композиційних матеріалів, який створено множиною перехрещених спіральних та кільцевих ребер з шарів перехрещених стрічок з 2 UA 80338 U 5 10 відповідно орієнтованими в них односпрямованими високомодульними волокнами, скріпленими полімерним зв'язуючим, та з меридіональними широкими тонкошаровими елементами, рівномірно розподіленими по колу, який відрізняється тим, що поверхня адаптера має квазіконічну (майже конічну) поверхню з незначною позитивною гаусовою кривизною, яку в свою чергу складають з двох еквідистантно розташованих шарів оболонок з композиційних матеріалів, проміжок між якими заповнено матеріалом низької щільності у вигляді стільників, а торцеві частини адаптера обмежені опорними шпангоутами, зовнішній шар оболонки в свою чергу посилено широкими тонкошаровими кільцевими поясами, які виконані з високомодульних волокон з полімерним зв'язуючим і рівномірно розподілені по поверхні зовнішнього шару перпендикулярно до осьової лінії адаптера. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак 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
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюAdapter in form of mesh shell of rotation from composite materials
Автори англійськоюZinoviev Oleksii Mykhailovych, Mischenko Oleksandr Ivanovych, Fedorenko Serhii Volodymyrovych, Malakhov Oleksii Oleksandrovych
Назва патенту російськоюАдаптер в виде сетчатой оболочки вращения из композиционных материалов
Автори російськоюЗиновьев Алексей Михайлович, Мищенко Александр Иванович, Федоренко Сергей Владимирович, Малахов Алексей Александрович
МПК / Мітки
Мітки: вигляді, оболонки, матеріалів, адаптер, обертання, сітчастої, композиційних
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/5-80338-adapter-u-viglyadi-sitchasto-obolonki-obertannya-z-kompozicijjnikh-materialiv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Адаптер у вигляді сітчастої оболонки обертання з композиційних матеріалів</a>
Попередній патент: Комплексне добриво
Наступний патент: Спосіб дії на розвиток мови людини
Випадковий патент: Бетонна суміш